科學網—熱氣球,比你想的安全

2021-01-10 科學網

 

■本報記者 胡珉琦

 

2月26日,一隻載有21人的熱氣球在埃及旅遊城市盧克索上空爆炸,共造成18人死亡,其中包括9名中國香港遊客。這次事故造成的傷亡是熱氣球運動有史以來最慘重的,因此,也引發了人們對這項運動的關注。

 

「與風同行」最有魅力

 

熱氣球是利用空氣受熱膨脹的物理原理,使氣球升空。熱氣球真正作為升空的工具已經有超過200年的歷史,事實上,它的「前身」甚至可以追溯到我國三國時期,利用相同原理的孔明燈曾被用來傳遞軍事情報。

 

到了18世紀,法國造紙商蒙格魯非兄弟因受碎紙屑在火爐中不斷升起的啟發,製造出了原始熱氣球,並乘著它在巴黎上空飛行25分鐘後安全著陸,它的誕生比飛機整整早了120年。

 

如今,常見的熱氣球由球囊、吊籃和加熱裝置三部分構成。中航外企熱氣球運動俱樂部的總經理程鵬向《中國科學報》記者介紹,其中的燃燒器就好比熱氣球的心臟,它用比一般家庭煤氣爐大150倍的能量燃燒壓縮氣,點火燃燒器是主燃燒器的火種。熱氣球所攜帶的燃料也就是裝有液化氣的氣瓶會被固定在吊籃內,當火點燃時,火焰能有2~3米高。

 

熱氣球從地面升空時,點燃噴燈,將空氣加熱後從氣囊底部開口處充入氣囊。升空飛行後,飛行員控制噴燈的噴油量操縱氣球的上升或下降。

 

程鵬告訴記者,熱氣球是沒有動力系統的,它的移動完全依靠風,所以,它被稱為是真正「與風同行」的運動。「每一次飛行,即使是在同一地點起飛,你並不知道將會花費多少時間去到哪裡,因為,那一刻的風速與風向是永遠不會重複的。」他說,正是這樣的不確定性,才成就了熱氣球運動的魅力。

 

安全係數最高的飛行器

 

儘管熱氣球的飛行有著諸多的不確定性,但是據國際航聯統計,在所有飛行器中,熱氣球的安全係數反倒是最高的。

 

程鵬解釋,對一般飛行器而言,最危險的莫過於在空中發生機械事故,飛行器失去動力,然後墜落。對熱氣球來說,如果燃燒器發生故障,或者燃料不足,熱氣球也會變成自由落體掉下去。

 

「但是,眾所周知,熱氣球本身就像一個巨大的降落傘。」他告訴記者,試驗發現,熱氣球在5000米高空主動關閉燃燒器自由降落時,球囊裡的空氣是逐漸變冷的,而且龐大的球體兩側會與空氣產生巨大的摩擦力。因此,它掉落的速度相當於跳傘運動員把傘打開的下降速度(5.3~5.4m/s)。「再加上藤製的吊籃緩衝性能非常好,還絕緣,下降過程中如果遇到電線,也不會導電。」他說。

 

此外,熱氣球在空中是與風等速的,因此,它才能永遠保持豎直,不會出現劇烈的顛簸晃動,不太可能出現由於球囊傾斜而導致燃燒器燒到球皮的情況。

 

「即使不小心燒到球皮,熱氣球底部離燃燒器最近的一層材料是有防火塗層的防火布,耐高溫,而上面的球皮材料也是不助燃的,一旦被燒到,只會融化變硬,不會蔓延。」程鵬告訴記者。

 

在程鵬看來,更重要的是,整個熱氣球呈水滴狀,熱空氣存在上方,因此,球囊赤道以上是受力的,赤道以下是不受力的。「對於龐大的球體來說,如果赤道以下部分被燒到,哪怕出現兩三個洞,影響的主要是美觀,而不是升力。至於赤道以上部分,火焰絕對夠不到。」

 

「帶病」工作存隱患

 

之所以出現埃及熱氣球重大事故,官方解釋為由於球體內壓力過大,升空高度過高,引擎火焰碰觸到球壁,導致球體起火爆炸。

 

在程鵬看來,熱氣球墜毀時已經完全失去原有的形狀,球皮幾乎被燒盡,「這顯然是『帶病』工作的結果」。

 

他告訴記者,根據其對外公布的報價,當地載客氣球的費用為40~50美元/人。「這在該行業中是非常低廉的,甚至連基本的運營成本都無法收回。」因此,他認為這些載客氣球存在器材老化、改裝的現象,安全隱患十分嚴重。

 

「此外,駕駛出事熱氣球的飛行員今年一月才剛剛完成培訓,因此,在安全排查以及遭遇緊急情況時的判斷和處理方面都經驗不足。」程鵬表示,當時,如果飛行員能第一時間判斷是燃料洩漏,並及時關閉洩漏的燃燒器缸瓶的主閥門,不至於引發大火。或者及時關閉長明火,也就是燃燒器上方的火種點燃開關,此時,無論燃料洩漏多少,也不會再起火。

 

他說:「而為了確保飛行安全,飛行員還需要選擇合適的天氣進行飛行,並在駕駛過程中根據不同的氣流狀況隨時調整操控。」據了解,一天中太陽剛剛升起時或太陽下山前一兩個小時,是熱氣球飛行的最佳時間,因為此時通常風很平靜,氣流也很穩定。

 

注意事項

 

熱氣球項目需要上報空軍航管部門完成審批手續;

 

先確認戶外的天氣是否在熱氣球的飛行氣象標準範圍內;

 

吊籃的空間非常狹窄,在飛行的過程中,要注意不要碰到管道;

 

為了消防安全,飛行機組必須使用純棉面料的服裝,不穿裙子、高跟鞋、涼鞋,並且採用的是運動鞋。而為了防止燙傷,穿著棉質長褲,戴棉質棒球帽;

 

高血壓、心臟疾病的患者禁止乘坐體育熱氣球;

 

注意防寒,每千米上升氣溫相應下降6.5攝氏度;

 

專業飛行需要得到民航總局頒發的駕駛執照。

 

《中國科學報》 (2013-03-15 第11版 真相)

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