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图解丨什么样的气球能飞1万米高?答案超乎想象

四象工作室 148

前言:

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近段时间气球频频登上热搜榜,原本印象中不过是孩童的玩具,如今却吸引了全球的目光。

最让人意想不到的是,看似无依无靠的“流浪气球”能飘洋过海,甚至一度连战斗机都够不到它。这还是我们知道的那种气球吗?气球到底可以飞多高?

| Roxie 图 | 四象设计部

除了我们熟悉的装饰气球,从广义上来说,薄膜制成的囊状物都可被称为气球。如果内部填充的气体比空气轻,气球便可以飞起来,气球飞天的历史比飞机早得多

中国最早的气球可以追溯至孔明灯,1783年,法国造纸商孟格菲兄弟发明了热气球,它的原理和孔明灯类似:空气受热膨胀后,部分气体溢出,导致气球的重力小于浮力,从而升上天空。如今景区里常见的热气球娱乐项目,考虑到乘客的承受力,飞行高度一般控制在1000米左右。

19世纪末,具有良好伸张率的橡胶气球诞生,气球得以进一步飞向高空。进入20世纪,能够载人的齐柏林飞艇一度大受欢迎,飞艇和气球的主要区别是带有动力系统,能够推进和控制飞行状态,它除了客房,还有餐厅、观景长廊等,仿佛是一艘空中游轮。

随着飞机技术的不断发展,载人气球逐渐变得小众,但在大气和空间科学研究领域,气球和火箭、人造卫星等飞行器一样受到重视

气球到底能飞多高?

很多人以为普通气球只能飞几十米高,其实如果忽略恶劣天气或意外戳破等因素,单纯考虑大气压对气球的影响,普通气球也能飞到万米高空

2月16日,石家庄机场航班一度暂停起降,原因是上空出现了一个不明飞行物,最后发现是一个气球。究竟是什么类型的气球,官方并未说明,但理论上哪怕是一只从孩童手中溜走的气球,也可能和民航客机并肩。

一度引发国际关注的“流浪气球”则飞得更高。据外交部发言人介绍,它是用于气象等科研目的的无人飞艇。严格意义上,飞艇和气球不能等同,但就目的而言,它还是可以被纳入气象气球的范畴。

目前,全球有11000多个地面气象站和近1300个探空气象站,它们每天都会释放气象气球,升空的气球犹如大气的“CT扫描仪”,能把不同高度和经纬度的温度、气压、空气湿度、风向风速等数据发回地面。

气象气球可分为系留气球和自由气球两类,系留气球的下端像放风筝一样栓着一根缆绳,不仅是为了拽着气球,也能通过缆绳里的电缆和光纤给气球供电和通信,它的飞行高度一般在3000米以下。

自由气球包括测风气球、定高气球和探空气球,测风气球又称小球,最大升空高度为15000米;定高气球,顾名思义,它保持在一个等密度面上飘行,能携带多个探空仪;探空气球则是其中飞得最高的,用于高空观测。

由于升空后空气愈发稀薄、气压变小,气球升到一定高度可能会自爆。日常使用的1公斤左右的探空气球,85%以上可达30000米左右的高度。公开资料显示,目前株洲橡胶院生产的气球,探空高度已经达到了48000米。

大气层可分为对流层、平流层等五层,在对流层内,相较于直升机等飞行器,气球不仅成本更低,相对载重量也更大,且不会对周围气流产生干扰,特别适合用来做科研观测。而在再上一层的平流层里,探空气球的高度甚至能超越战斗机的水平,足以记录更多的气象数据。

当然,没有哪种造物是完美的,气球也少不了缺点。升空后的气球不易操控,几乎是被风推着走,如果遇上气流变化等不可抗的因素,可能导致一些气球意外跑去计划以外的地方,开启流浪之旅,甚至可能惨遭击落。

除了用于科研,气球也能在运输、影视、公益等领域出一份力,比如谷歌2013年推出的“互联网气球”项目,旨在通过气球为偏远地区的人们提供网络接入服务,每个气球可覆盖直径约80公里的地面区域。

气球不是印象中华而不实的玩物,有机会的话,它可以飞得更高。

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