BALLON AéRIEN

-ballon aérien

Un ballon aérien est un récipient contenant un gaz plus léger que l'air

Synonyme >>> aérostat

Cas particulier dirigeable (ballon avec hélice motrice)

 

BALLONS FERMÉS

Leurs enveloppes sont en baudruche, caoutchouc, plastiques, toile, verre, etc....

Les ballons à enveloppe souple ont pour données principales:

-A l'équilibre ascensionnel :

c'est le principe d'Archimède >>> (poids du ballon = poids de l'air déplacé)

-la force ascensionnelle (portance) est F = ρ'.V.g

avec ρ'(kg/m3)= masse volumique de l'air déplacé

V(m3)= volume d'air déplacé par le ballon

g(m/s²)= pesanteur

Les valeurs de (F / V) varient avec l'altitude (1,2 daN/m3 au sol mais la moitié à 6,6 km d'altitude et seulement un tiers à 10 km)

-l'altitude acquise : 35 km au maximum (éclatement au-delà)

-l'amplitude de visée d'une partie de la Terre, depuis le ballon, est fonction de la hauteur qu'il a atteinte :

c'est  (4,1).(lh)1/2 kilomètres, soit au maximum 800 km "embrassés" depuis un ballon-sonde, par exemple

-la vitesse ascensionnelle : de l'ordre de 5 m/s avec de grosses variations, en particulier dues au passage dans les nuages (condensation, donc création d'un écart de chaleur favorisant l'ascension)

-le volume du gaz (qui est souvent He ou H²) augmente de 1 pour mille tous les 8 mètres, à cause de la diminution de pression atmosphérique)

Le volume pouvant augmenter jusqu'à 400% en très haute altitude (très faible pression), l'enveloppe ne résiste pas et explose

-le rôle de la température de l'atmosphère (par ex. -50°C à 30 km de hauteur)

-le rôle de la puissance surfacique issue des rayonnements solaires (200 W/m² près du sol mais 500 W/m² en altitude)

-la pression du gaz : on pressurise un peu, surtout les ballons-sondes 

-la charge transportée :

-pour les petits ballons, 1m3 d'hélium permet de soulever 1 kg

-pour les moyens ballons, 1m3 d'hélium permet de soulever 0,1 kg

-pour les énormes ballons, 1m3 d'hélium permet de soulever 0,01 kg

 

BALLONS OUVERTS

(ils sont en communication avec le milieu extérieur, par dessus et par dessous)

Altitude atteinte jusqu'à 45 km

Les montgolfières transportent environ 1 personne pour 250 m3 de volume et

45 personnes pour 25.000 m3 de volume de gaz

 

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