Önemli İcatlar - Balon

Balon, ısıtılmış hava ya da hafif bir gazla (helyum , hidrojen) doldurulan atmosferde uçabilen küredir.

Uçma prensibi

Balonun havada yükselmesi, suya atılan bir cismin yüzmesiyle aynı ilke olan Arşimet'in kaldırma prensibine dayanır. Bir balon yerini kapladığı havanın ağırlığı kendi ağırlığına eşit oluncaya kadar yükselir. Yükseklik arttığında havanın yoğunluğu azaldığından ağırlık dengelenir ve balon daha yükseğe çıkamaz. Eğer daha yükseğe çıkmak isteniyorsa ağırlığın azaltılması, alçalmak isteniyorsa da balonun içindeki havanın azaltılması gerekmektedir.

Kumanda etme

Balonlar bir yerden bir yere ulaşmak için elverişli araçlar değildirler, sadece dikey hareket kontrolü vardır ve rüzgarla sürüklendiklerinden yatay yönlendirme imkanları yoktur. Ulaşım aracı olarak kullanılan güdümlü balonlar olan zeplinlerin sürüklenerek değil itme kuvvetiyle yol almalarını sağlayan motorları ve havada yönlenmesini sağlayan dümenleri vardır.

Balonun parçaları

Bir balon; zarf, gondol (ya da sepet) denilen iki bölümden oluşur. Zarf balonun havayla doldurulan yeri olduğundan yüksek iç basınca dayanıklı, küçük yırtıkların büyümesini önleyecek, gözenekli olmayan esnek ve hafif malzemelerden yapılmaktadır. Bu malzemeler "peş" denilen parçalara göre yatay, dikey veya diagonal olarak birbirine eklenmektedir. Sepeti ve yükleri taşıyan bir ağ balonu çevreler. Balonun tepesinde alçalmak veya inişten sonra balonu söndürmek için ayrı bir iple çekilerek açılan hava boşaltma deliği vardır.

İlk uçuş

Balon fikri ilk kez 1766 yılında hidrojeni bulan Henry Cavendish’in bu gazın havadan hafif olduğunu görmesi ve 1767’de Joseph Black’ın hafif bir aracın hidrojenle doldurulduğu zaman uçabileceğini öne sürmesiyle doğdu. Ancak ilk balon hidrojenle değil sıcak havayla doldurularak uçtu. İlk uçuş 5 Haziran 1783 tarihinde Fransız Joseph Michel Montgolfier (1740-1810) ve Jacques Etienne Montgolfier (1745-1799) kardeşler tarafından Annonay köyünde çapı 10,5 metre olan ketenden bir torbayı sıcak havayla doldurarak olmuştur. Balon 450 metre kadar yükselerek 10 dakikada 1,5 millik mesafe katetmiştir.

İlk İnsanlı Uçuş

Montgolfier Kardeşler sonraki uçuşlarını 19 Eylül 1783 tarihinde, aralarında Benjamin Franklin’in de bulunduğu kalabalık karşısında Paris’te yapmışlardır. 6 millik uçuşta balonun sepetine bir horoz, bir ördek ve bir koyun koymuşlardır.
21 Kasım 1783 yılında sıcak hava balonu Fransız fizikçi Jean François Pilatre de Rozier (1756-1783) ve bir arkadaşını da taşımış tarihte balon kullanan ilk pilotlar olmuşlardır.

Hidrojen Balonu

Fransız Fizikçi Jacques Charles 1746-1823 sıcak havanın kısmen az bir havada yüzme etkisi yarattığını ve soğudukça bu özelliğini yitirdiğini farketti. Sepette yakılan ateş havayı bir müddet daha ısıtmakta idi. Ancak Hidrojen gazı daha hafif ve havada yüzme kabiliyeti kalıcı idi. 27 Ağustos 1783 tarihinde Jacques Cesar Charles ilk hidrojen balonunu yaptı ve uçurmayı başardı.

Bilimsel Amaçlı Uçuşlar

Fransız fizikçi Jean Baptiste Biot (1774-1862) ve Joseph Louis Gay-Lussac (1778-1850), 1804 yılında 6,5 km yüksekliğe çıkarak bu yükseklikteki havanın bileşimini sınadılar ve dünyanın manyetik alanının doğasını incelediler. Bu bilimsel amaçlı olarak yapılan ilk uçuştu.
1902 yılında Fransız Meteorolog Leon Philippe Teisserenc de Bort (1855-1913) insanların çıkamadığı yükseklikler için ölçüm aletleri yerleştirilmiş insansız balonlar uçurmuştur. Bu yöntemle atmosfer sıcaklığının 11 km yüksekliğe kadar düzenli olarak düştüğünü tespit etmiş ulaşabildiği daha yükseklerde ise sıcaklığın sabit kaldığını tespit etmiştir.
1931 yılında ise İsviçreli fizikçi Auguste Piccard (1884-1962) kapalı bir vagon yaptırarak iyonosfer ve kozmik ışınları inceleyebilmek için 16 km'ye kadar balonla çıkmayı başarmıştır.

KÜÇÜK HAVA GEMİLERİ
Günümüzde bu tür küçük hava gemilerine de rastlanmaktadır.Bazen futbol maçlarını,değerspor karşılaşmalarını ve çeşitli olayları filme almak için üstlerine televizyon kameraları takılır.

BALON

İçi havadan daha hafif bir gazla doldurulmuş, küre ya da silindir biçiminde, havada uçabilen torba. "Arşimet ilkesi" olarak bilinen sıvı ve gazların kaldırma güçleri ilkesine dayanılarak yapılan balonların içinde önceleri sıcak hava kullanılmaktaydı. Fakat sıcak havanın zamanla soğuması ve fazla bir kaldırma gücü olmaması balonlarda kaldırıcı güç olarak hidrojenin kullanılmasını gerektirdi. Hidrojenin de çabuk parlayıcı bir gaz olması, parlama tehlikesi olmayan helyum gazının kullanılmasına yol açtı. İçi sıcak havayla dolu ilk balonu, 1783 yılında Fransız Montgolfier Kardeşler uçurdular. Balonların uçabilmesi için temel ilke, balonun havada kapladığı hacmin ağırlığının, aynı hacimdeki hava ağırlığından daha az olmasına dayanmaktadır. Balon yapımında ilk zamanlarda, içindeki gazı kaçırmaması için gözenekleri balmumuyla sıvanmış sağlam branda bezleri kullanılıyordu. Kauçuk sanayiinin gelişmesiyle balonların dış malzemesi, esneme ve gaz kaçırmama özellikleri olan ince kauçuktan yapılmaya başlandı.

Balonlar, günümüzde kullanım amaçlarına göre üç çeşittir

1. Bağlı balonlar: Atmosferin belirli noktalarında gözlem yapmak ya da alçaktan uçan savaş uçaklarına karşı baraj sağlamak amacıyla yapılan bu balonlar, tel kablolarla yere bağlanmış olarak kullanılmaktadır.
2. Serbest balonlar: Küre ya da armut biçiminde olan bu balonlar, altlarına bağlı sepetlerde insan ve çeşitli araçları taşıyabilirler. Sepette bulunan ağırlıklar sırasıyla atılmak suretiyle balonun yükselmesi sağlanır. Yükseklerde hava yoğunluğu azaldığından balonun içindeki gazın balonu daha fazla şişirmesi tehlikesine karşı balonun üzerindeki supaptan fazla gaz dışarı atılır. 20. yüzyılın başlarında bu çeşit balonlarla insanlar taşınmışsa da, balonun gideceği yer, hava akımlarına bağlı kaldığından insanlar için tehlikeli olmaktadır. Günümüzde serbest balonların küçük boyutta olanlarından meteorolojik gözlemler için yararlanılmaktadır.
3. Güdümlü balonlar: Daha çok aerodinamik (uçları sivri silindir biçimi) biçimde yapılan bu balonların arkasında bulunan dümen ve motor aracılığıyla çalışan küçük bir pervane, balonun istenen yöne sevkedilmesini sağlamaktadır.

balonculuk

motorsuz balonlarla yarış ya da eğlence amacıyla yapılan uçuş.

1960’larda yaygınlık kazanmaya başlamıştır. Kullanılan balonlar plastik, naylon ya da polietilenden yapılmıştır. Hidrojen, helyum, metan ya da sıcak hava ile doldurulur.

1783’te Montgolfier Kardeşler’in balonla yaptığı uçuşlardan sonra Fransa’da bilimsel ve askeri amaçlarla balon kullanılmaya başladı. Ama balonculuğun bir spor olarak yapılması, ABD’li yayıncı James Gordon Bennett’in 1906’da uluslararası yıllık uzun mesafe balon yarışları düzenleme önerisiyle başladı. 1922-24 arasında düzenlenen yarışlarda Belçikalı baloncuların sürekli başarı elde etmeleri üzerine, kupayı düzenleme görevi (1939’daki zorunlu kesintiye değin) Belçika’ya verildi. Balonculuk da, yatçılık gibi, zenginlerin uğraştığı bir spor oldu.

Balonculuk II. Dünya Savaşı’nı izleyen yıllarda sıcak hava sağlayan yeni maddelerin ve propan bekinin kullanılmaya başlamasıyla yeniden canlandı. Balon uçuşu, yükselme ve yol almadan oluşur. Tavşan-tazı adı verilen yarışlarda, önceden yükselerek belirli bir uzaklığa kadar giden “tavşan” balonu izlemek için “tazı” balonlar havalanır. Yarışı, tavşana en yakın ve ilk olarak bitiren balon kazanır. Uluslararası Havacılık Federasyonu, gazla ve sıcak havayla çalışan ve hacimleri 250 m3’ten 16.000 m3’e kadar değişen balonların arasında, 10 ayrı sınıfta uluslararası rekorları saptamaktadır.

Bugün balonculuk kulüpleri daha çok yereldir. Düzenlenen dünya şampiyonaları pek başarılı olmamıştır. Bununla birlikte Maxie Anderson, Ben Abruzzo ve Larry Newman Atlas Okyanusunu (1978), Anderson ile oğlu Kristian Avrupa kıtasını (1980) ve Abruzzo, Newman, Rocky Aoki ve Ron Clark Büyük Okyanusu (1981) balonla geçerek çeşitli rekorlar kırmışlardır.

BALONCULUK

a. Havc. Balonların incelenmesi, yapımı ve kullanımı.

—ANSİKL. Havc. Montgolfier kardeşler Pilâtre de RozierveArlandesmarkisi’nin “montgolfiör" adlı balonla 1783’te ilk yükselme başarılarından sonra Blanchardıt ve Jefries, Manş denizi’ni balonla geçmeyi başardılar (7 ocak 1785). Pilâtre de Rozier kısa süre sonra aynı girişimde yaşamını yitirdi.

Gay-Lussac, Biot(1804), Croce-Spinelli (1874), Sivel, Tissandier kardeşler (1875) olan ve bir pille beslenen bir elektrik motoruyla donatılmıştı: deney 1884’te üç kez yinelendi. Aynı zamanda, beygir gücü başına ağırlığı daha düşük olan, benzin motoru geliştirildi ve bu motor hava araçlarının itme gücünde kesin bir atılım sağladı. Fransa'da Lebaudy kardeşler ve mühendis Julliot benzin motorlarıyla çalışan, yön dümenleri ve kararlılık kanatçıkları olan birçok güdümlü balon yaptılar (Lebaudy, Paris, Röpublique, Liberti).

1910 ile 1914 arasında Sociötö Astra (Deutsch de la Meurthe), Clöment-Boyard, Zodiac gibi birçok transız yapımcısı, güçleri gittikçe artan güdümlü balonları başarıyla gerçekleştirdi. Bu yapımcılar, dış biçimi, yalnızca, gazların içerdeki basıncı ile korunabilen omurgasız türü kullandı. Kont Zeppelin, Almanya’da Friedrichshafen'de, 1900’de 128 m boyunda, verniklenmiş bezle kaplı, iki ucu yuvarlatılmış koni biçiminde, her biri ayrı bir bölmeye yerleştirilmiş 15 adet hidrojen dolu balon taşıyan, uzun ve omurgalı silindir şeklinde bir gövde yaptı.

Birinci Dünya savaşı’nın hemen başında uçaklardaki gelişme ve uçaksavar topları, güdümlü balonların gündüz kullanımını hızla olanaksızlaştırdı. Almanlar, Paris, Londra vb. gibi kentlerin gece bombardımanlarında yangınlardan ve üslerine dönmemelerinden kaynaKİanan ağır kayıplar pahasına zeplinlerden büyük ölçüde yararlandılar.

iki savaş arasında yalnız deniz kuvvetleri, büyük tonajlı güdümlü omurgalı balonlar ya da küçük ve kısa erimli omurgasız hafif balonlar (Astra-Zodiac) kullandı; ama kıtalararası hava yolculuğunda yalnız omurgalı balonlardan yararlanıldı. 1919’da fl34 (ingiliz) güdümlü balonu İngiltere’den kalkarak Amerika’ya ulaştı. 1923’te Dixmude (68 500 m3 hacminde, 226 m boyunda, 1560 B.B.) durmaksızın 119 saatte 8 000 km'lik bir yol aldı; ancak 21 aralık 1923'te kayboldu. 1924 te Z.R.Z3 Almanya'dan Amerika’ya uçtu.

ikinci Dünya savaşı öncesinde güdümlü balonlar, düzenli hatlarda 2 milyon kilometrenin üstünde yol katetti ve 52 000 yolcu taşıdı Kuzey Atlas okyanusu’nda (6 400 km) ve güney Atlas okyanusu’nda (10 000 km) ilk düzenli hava hatları, alman Hindenburg ve Graf Zeppelin güdümlü balonlarıyla açıldı.

Hidrojen kullanımından kaynaklanan Akron (1933), Macon (1935) ve Hindenburg (1936) güdümlü balon felaketleri, ikinci Dünya savaşı’nın patlak vermesiyle birlikte, yolcu taşımada yararlanılan büyük güdümlü balonların ortadan kalkmasına neden oldu, ikinci Dünya savaşı sırasında amerikan donanması, helyumla şişirilen, omurgasız ve yarı omurgalı, küçük güdümlü balonları, kıyıları gözetleme,denizaltıları izleme ve denize düşen pilotları kurtarma alanlarında başarıyla kullandı. Öte yandan serbest balonlar, büyük yükseltilere ulaşma olanağı verir; örneğin 1932 yılı ağustosunda Piccard ve Cosyns 16 201 m'ye ulaştı; Orvil, Anderson ve Stevens'i taşıyan Explorer 2, 29 temmuz 1935’te 22 066 m'ye yükseldi. 40 000 m’yi geçen sondaj balonları ayrıca roketlerin fırlatılmasında kullanıldı. Öte yandan 1957 yılı ağustosunda amerikalı binbaşı D G. Simans 31 000 m'ye ulaştı. Bilimsel araştırmalarda geniş ölçüde kullanılan balonlar (astronomi meteoroloji), günümüzde spor alanında da yeniden önem kazanmaya başladı. 1978 ağustosunda amerikalı Max Anderson, Ben Abruzzo ve Larry'nin, Montgolfier kardeşlerin anısına Double Eagle 2 serbest balonuyla kuzey Atlas okyanusu'nu geçti.