電影《熱氣球飛行家》是根據(jù)歷史真實故事改編的,只不過主人公進行了戲劇性調(diào)整。既還原了當年完成萬米高空飛行的格萊舍和亨利的經(jīng)歷,也致敬了首位女性熱氣球飛行家索菲·布蘭查德。而眾多熱氣球飛行運動壯舉的開端,都源自于17世紀蒙哥爾費兄弟的一次大膽嘗試。
約瑟夫·蒙哥爾費和哥哥艾蒂安·蒙哥爾費(右)
1783年蒙哥爾費兄弟首次試飛熱氣球
蒙哥爾費兄弟為路易十六國王設(shè)計的熱氣球工程圖
埃德1955年設(shè)計的燃燒器原型機
約瑟夫和艾蒂安·蒙哥爾費兄弟所在的家族企業(yè)是一家造紙廠,在17世紀,造紙屬于高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)。優(yōu)渥的童年讓兩兄弟培養(yǎng)了對不同事物的好奇心和敏銳的洞察力。弟弟約瑟夫偶然發(fā)現(xiàn),在燃燒的火焰上方會產(chǎn)生一種奇特的現(xiàn)象,仿佛有特殊的氣體使紙屑可以向上飛。于是,他利用輕質(zhì)木材和綢緞布做了一個簡易的底部鏤空的盒子。當他把盒子放在火焰上方時,直接被熱氣“抬”到了天花板上。
有了這次試驗,約瑟夫叫上了哥哥艾蒂安一起,利用綢布和纜繩制作了一個大型的氣球裝置,并利用易燃的羊毛和干草作為燃燒物。點燃后,氣球越升越高直至脫離控制,在飄浮了2000米后才墜落。
1783年,經(jīng)驗豐富的蒙哥爾費兄弟經(jīng)過改良,制造了一個麻布材質(zhì)的熱氣球,內(nèi)層覆蓋了三層薄紙,用于密封。氣球外綁著用于加固的漁網(wǎng)狀纜繩。該熱氣球飛行了約10分鐘后,安全落地。
熱氣球成功飛行的消息被皇室知道后,王室邀請他們進行公開飛行展示。這次,熱氣球要攜帶活物完成飛行。起初國王希望直接載人飛行,后考慮到安全性,改為一只羊、一只雞和一只鴨。1783年9月19日,蒙哥爾費的熱氣球在凡爾賽宮的廣場上,當著國王路易十六的面緩緩升空,飛行了約8分鐘后安全著落。
熱氣球落地后,上面的動物安然無恙,國王看到后欣然希望下次可以載人飛行。于是,蒙哥爾費兄弟又建造了一個容積達1700立方米的超大尺寸熱氣球,外部用清漆涂成天藍色,上面畫有路易十六國王的面部圖像,以及金色、紅色相間的帷幔圖形等。1983年10月艾蒂安·蒙哥爾費乘坐這艘熱氣球,升到了24米的高空(這是當時系留繩能達到的最大安全長度),完成了人類首次熱氣球載人(系留)飛行。幾周后,佛朗索瓦完成了首次不系繩的自由飛行,使用的依然是蒙哥爾費兄弟制造的熱氣球,飛行了約25分鐘。
需要說明的是,早期的熱氣球與現(xiàn)代熱氣球外形相似,但工作方式差別很大。起初的熱氣球是完全封閉的球體,內(nèi)部充滿了氫氣。由于密封工藝不足,氣體容易泄漏,因此飛行時間有限,且氫氣不穩(wěn)定,非常易燃易爆。同時,因缺乏必要的控制設(shè)備,熱氣球在實際使用時通常需要系留升空,以防飄到其他地方。
由多塊材料拼接而成的球體
直至20世紀50年代末,埃德·約斯特發(fā)明了可持續(xù)使用的燃燒器后,熱氣球才更具實用性。1955年10月,埃德制造了一款小型熱氣球,裝載了其發(fā)明的煤油燃燒器進行了第一次系留飛行。之后,他將燃燒器進行改進,改為丙烷作為燃料,熱氣球也換成更耐熱的織物材料制作。1960年10月,他成功利用燃燒器實現(xiàn)了長達1小時35分鐘的自由飛行。至此,現(xiàn)代熱氣球的雛形正式誕生。
時至今日,熱氣球的制造工藝和材質(zhì)越來越先進,憑借其特殊的飛行方式和乘坐體驗在旅游觀光領(lǐng)域大放異彩,隨著通航產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,普通民眾也有機會體驗一把難忘的熱氣球飛行之旅。
現(xiàn)代熱氣球通常由以下幾部分組成:
1. 氣球
氣球多由耐磨的尼龍或滌綸材料制成。其并非一個圓滑且完整的球體,而是由多塊材料經(jīng)疊拼縫合而成。通常最少是4塊材料,最多可達24塊材料拼接。球體內(nèi)部會涂有硅脂或酸酯密封劑,以減少外部的熱交換,同時保證密封性。
可搭載多名乘客的大型觀光熱氣球的吊籃
從內(nèi)部向上看熱氣球的通風口
燃燒器噴火瞬間
常見的載人熱氣球的球體容積為2800立方米,可搭載3~5名乘客;大型觀光熱氣球的容積高達17000立方米,可搭載約20名乘客。
2. 通風口
通風口是現(xiàn)代熱氣球的重要安全機構(gòu),通常位于球體的頂部,是一個可手動操縱開閉的圓形氣孔。打開通風口后,球體內(nèi)部的熱氣會緩慢泄出,熱氣球的飛行高度穩(wěn)步降低,最終實現(xiàn)安全降落。
3. 吊籃
熱氣球的吊籃通常由重量輕、結(jié)實耐用的柳條或藤條編織而成,形狀為矩形或三角形。有些需要進行長途飛行的吊籃還會在外部加固一圈鋁合金材質(zhì)的框架。
4. 燃燒器和燃料箱
現(xiàn)代燃燒器使用丙烷作為燃料,通常具有2~4 個出焰口,每個可產(chǎn)生2 兆瓦的熱量。燃燒器的開關(guān)多為加裝彈簧的鼓風閥,操縱方式類似打火機——按下時噴出火焰,松手后在彈簧作用下閥門自動復(fù)位關(guān)閉。