ملتقى الفيزيائيين العرب - استخدام البالونات

البالـون

كيس يُملأ بهواء ساخن أو غاز خفيف لتمكينه من الارتفاع في الهواء ويسمى البالون أحيانًا المنطاد. ويرتفع البالون في الجو، لأن الهواء الساخن، أو الغاز الموجود بداخله أخف وزنًا، وأقل كثافة من الهواء المحيط بالبالون من الخارج، ويشبه ارتفاع البالون في الهواء الجوي تمامًا طفو قطعة من الفلين فوق سطح الماء.

http://www.mawsoah.net/gae/getimage...._020640_01.jpg

الاستخدامات العلمية.

ينتشر استخدام بالونات التمدد بين علماء الأرصاد الجوية، وغالبًا ما تحمل هذه البالونات جهازا يسمى المسبار اللاسلكي. وللمسبار اللاسلكي عدادات لقياس درجة الحرارة، والرطوبة، وضغط الهواء الجوي، عند مختلف الارتفاعات. وهو مزود أيضًا بجهاز إرسال لاسلكي لبث هذه القراءات لمحطات استقبال أرضية. ويستخدم علماء الأرصاد هذه المعلومات في التنبؤ بالأحوال الجوية.

أما بالونات الضغط العالي وبالونات الضغط الصفري، فتستخدم بكثرة في البرامج العلمية. فبعض هذه البالونات تحمل أجهزة لتسجيل بيانات عن الأحوال الجوية. فعلى سبيل المثال، استخدمت البالونات لقياس نشاط الأشعة الكونية، ولدراسة حركة الرياح. كذلك استخدمت لجمع معلومات عن الشهب (النيازك الصغيرة) ولدراسة النجوم والكواكب. وقد كانت المعلومات المستقاة من بالونات الضغط العالي وبالونات الضغط الصفري، عونا للعلماء في تطويرهم لبرامج الفضاء.

الاستخدامات الترويحية.

تستخدم كل من بالونات الغاز وبالونات الهواء الساخن في رياضة ركوب البالونات. ويشارك الكثير من هواتها في السباقات والمهرجانات، ويهوى بعضهم مجرد التحليق ببالوناتهم فوق المناطق الريفية للنزهة. وتلزم معظم الدول قائد البالون بحمل رخصة قيادة تمنح له بالطريقة نفسها التي تمنح بها رخصة الطيار. ولابد له من أن يتدرب على يد مدرب مؤهل، وأن يجتاز امتحانًا تحريريًا، قبل السماح له بالصعود المنفرد بالبالون.
وتتم أغلب طلعات بالونات الرياضة في الصباح الباكر، أو بعد الظهر لانخفاض قوة الريح في هذين الوقتين. ورغم أن قيادة بالونات الرياضة تعد عملا سهلا، إلا أن على قائد البالون أن يراقب الأحوال الجوية بعناية.

تشغيل بالون الغاز.

يقوم قائد البالون بنشر الكيس على الأرض، استعدادًا لملئه بالغاز، وذلك بوضع قمة الكيس فوق المؤخرة في المركز ونشر بقية أجزائه بانتظام حولهما. ثم يضع قائد البالون الشبكة فوق قمة الكيس ثم يشرع في عملية الملء بالغاز. وكلما بدأ الكيس في الامتلاء، يتم تعليق أكياس من الرمال بوساطة خطاطيف إلى الشبكة، من أجل المحافظة على البالون في موضعه. وتعمل أكياس الرمال كأثقال، لحفظ التوازن، لتنظيم عملية صعود البالون. ولكي يصعد البالون بمعدل بطيء يتم نزع أحد الأكياس الرملية من إحدى عيون الشبكة وقذفه، ثم الذي يليه... وهكذا. ويعلق قائد البالون حلقة التحميل والسلة، ثم يعلق أكياس الرمال بخطاطيف على مدار جوانب السلة.

ولبدء التحليق، ينزع قائد البالون عددًا قليلاً من أكياس الرمال ويلقي بها، ليصبح البالون خفيفًا فيرتفع بهدوء، مع بقائه بعيدًا عن أي عوائق تكون موجودة في اتجاه هبوب الرياح، وفور ارتفاع البالون، يبدأ القائد في التخلص من كميات قليلة من الرمال، للاستمرار في الصعود لأعلى، أما إذا أراد الهبوط لارتفاع أقل، فإنه يقوم بفتح الصمام المثبت في قمة الكيس، ليسمح بخروج بعض الغاز.
وتحمل معظم بالونات الغاز معها حبلاً ثقيلاً للسحب، يلقى خارجًا قبل الهبوط على الأرض بلحظات قليلة، من أجل تخفيف وزن البالون، وليلمس الأرض عند هبوطه كما لو كان يهبط فوق وسادة هوائية. ويمكن أن يقوم أحد الأفراد بالإمساك بهذا الحبل لتوجيه حركة البالون. وفور ملامسة السلة للأرض، يفتح قائد البالون فتحة خروج الهواء لتفريغ الكيس حتى لا تتسبب الريح في جر السلة على الأرض.

تشغيل بالون الهواء الساخن.

لشحن بالون الهواء الساخن، يقوم قائد البالون بنشر الكيس على الأرض، بحيث تبعد قمته عن السلة في اتجاه الريح ثم يضع السلة على أحد جوانبها، في مواجهة الكيس وتشبك مع هيكل التثبيت (الذي يحمل الموقد)، والذي يثبت بالتالي أسفل الكيس، وتستخدم مروحة كبيرة في دفع الهواء خلال فوهة الكيس. وعندما يمتلئ نصف الكيس، يبدأ قائد البالون في تشغيل الموقد. ومع زيادة حرارة الهواء، يرتفع الكيس تدريجيًا لأعلى، جاذبًا معه السلة إلى الوضع الرأسي حتى يصبح في مكانه فوق السلة والموقد.
ولاستمرار الارتفاع في الجو، يستمر القائد في تغذية الموقد بالوقود، ولا تزود بالونات الغاز بأثقال لحفظ التوازن، فالصعود إلى أعلى يتم بتزويد الموقد بالمزيد من الوقود، أما الهبوط إلى أسفل فيتم بتخفيض كمية الوقود الموجهة للموقد. أما المظلة فتستخدم عند الرغبة في الهبوط السريع، وفور الهبوط على الأرض، تفتح المظلة لتفريغ الكيس من الهواء الساخن.

استخدامات أخرى للبالونات المقيدة،
التي تربط بخطاطيف إلى الأرض، عدد من الاستخدامات في مجال الأعمال وفي الصناعة. ففي بعض المناطق يتم استخدامها في بث الإرسال الإذاعي والتلفازي إلى المناطق النائية، وتأخذ البالونات المستخدمة في هذا المجال شكل أصابع المقانق، ولها زعنفــة في إحـدى نهاياتها، لمساعدتها على البقاء في الجو ثابتة في مكانها رغم الريح. ويراقب مشغلو محطات التحكم الأرضية أجهزة الإرسال، وكذلك يراقبون ارتفاع البالون والضغط داخله.

وفي صناعة الأخشاب تستخدم بالونات ضخمة ذات شكل كمثري لنقل الكتل الخشبية إلى المناطق الوعرة. وتربط الكتل الخشبية بوساطة حبل يتدلى من البالون، بينما يقوم المشغلون الأرضيون بتوجيه البالون بوساطة حبل التوجيه.

منقول بتصرف ..