PilotWinit

Montgolfier Joseph Michel ( 1740 – 1810 )และ Jacques Etienne ( 1745 – 1799 )ชาวฝรั่งเศสสองพี่น้องได้แสดงบอลลูนครั้งแรกเมื่อวันที่ 21 พฤศจิกายน 1783 โดยใช้ถุงกระดาษขนาดใหญ่เป็นลูกบอลลูนวางคว่ำรับควันไฟ ถุงกระดาษก็ลอยขึ้น ต่อมาเขาใช้ผ้าลินินแทนกระดาษและบรรจุควันไฟเข้าไปเช่นเดียวกัน บอลลูนก็ลอยขึ้นสูงถึง 1,000 ฟุต และอยู่ได้นานถึง 10 นาที เขาได้ทดลองอีก คราวนี้แขวนสาแหรกใส่เป็ดไก่แพะขึ้นไปด้วย เมื่อบอลลูนตกสัตว์เหล่านั้นก็ปลอดภัย เขาจึงเป็นผู้กระตุ้นให้คนทะเยอทะยานที่จะบินได้อย่างนก จาการกระตุ้นของเขานี้เอง ชาลส์ ได้สร้างบอลลูนยางบรรจุไฮโดรเจนและปล่อยขึ้นสำเร็จ เมื่อวันที่ 1 ธันวาคม 1783 และในปี 1875 เจฟฟรี ชาวอเมริกัน ได้อาศัยบอลลูนบินข้ามช่องแคบอังกฤษสำเร็จ

  บอลลูนอาศัยหลักการลอยตัวของอากาศร้อนที่เบากว่าอากาศเย็นรอบ ๆ บอลลูน  และแรงขับเคลื่อนมาจากลมที่พัดพาตามธรรมชาติ  แตกต่างจากเรือเหาะ  (airship) ที่ขับเคลื่อนลูกบอลลูนด้วยเครื่องจักร  ในขณะที่ลูกบอลลอยขึ้นสู่ฟากฟ้าตลอดระยะเวลาหลายปีนั้น  นายอองรี  กิฟฟาร์ด  (Henri  Giffard)  ได้ประดิษฐ์เรือเหาะขึ้นมาในปี  ค.ศ. 1852  เรือเหาะลำแรก  มีความยาว  44  เมตร  ลูกบอลลูนเป็นรูปทรงซิการ์มีถุงเชื้อเพลิงก๊าซซึ่งใช้ขับเคลื่อนเครื่องยนต์ขนาด  3  แรงม้า  และในปี  ค.ศ. 1900  ท่านเคาน์ท  เฟอร์ดินัน  วอน  เซปเปลิน  ชาวเยอรมัน  (Count  Ferdinand  Von  Zeppelin  of  Germany) ได้ประดิษฐ์เรือเหาะแบบมีโครง  (rigid  airship)  ลำแรกขึ้นมา  ตัวโครงทำจากโลหะ  ยาว  123  เมตร  เส้นผ่าศูนย์กลาง  12  เมตร  มีถุงเชื้อเพลิงทำด้วยยางบรรจุก๊าซไฮโดรเจน  มีครีบและหางเสือเพื่อบังคับทิศทาง  และขับเคลื่อนด้วยแรงขับดันจากการเผาไหม้ภายในเรือเหาะของท่านเคาน์ท  เซปเปลินลำที่มีชื่อเสียงมากที่สุดชื่อ  “ไฮเดนเบอร์ก  (hidenburg)”  ซึ่งถูกไฟไหม้ในขณะที่ลงจอดในเมื่องเลกเฮิร์สท  รัฐนิวเจอร์ซี  (Lake  hurst, New  Jersey)
ถึงแม้จะมีการประดิษฐ์เรือเหาะลำแรกขึ้นมาแล้วก็ตาม  แต่การทดลองขึ้นสู่ท้องฟ้าด้วยบอลลูนก็ยังมีอยู่อย่างต่อเนื่อง  จนกระทั่งบอลลูนที่ถือว่าเป็นต้นแบบของบอลลูนในยุคปัจจุบันนั้น  ได้เกิดขึ้นเมื่อวันที่  10  ตุลาคม  ปี  ค.ศ. 1960  เป็นบอลลูนโพลิยูรีเทนเคลือบไนลอนมีขนาดใหญ่ถึง  30,000  ลูกบาศก์ฟุต  ลอยขึ้นจากเมืองเบิร์นนิง  รัฐเนบราสกา  (Burning,  Nebraska)  โดยใช้ก๊าซโพรเพนเป็นเชื้อเพลิงในการทำอากาศร้อนภายในลูกบอลลูน

ตั้งแต่นั้นเป็นต้นมา  เที่ยวบินบอลลูนได้บรรทุกผู้โดยสารเหนือน่านฟ้าของทวีปยุโรปและอเมริกา  และได้กลายเป็นกีฬาที่สร้างความตื่นตา  ตื่นใจ  ในประเทศสหรัฐอเมริกา  อังกฤษ  และขยายมาจนถึงประเทศออสเตรเลียในปี  ค.ศ. 1970  ปัจจุบันในประเทศสหรัฐอเมริกา  มีบอลลูนอยู่มากถึง  5,000  ลูกทีเดียว

หลักการลอยตัวของบอลลูนและเรือเหาะอาศัยหลักของแรงลอยตัวที่เรียกว่า  “principle  of  buoyancy”  ของนักคณิตศาสตร์ชาวกรีกชื่ออาร์คีมิดิส  (Archimedes)  โดยปรากฏเมื่อ  2,200  ปีที่แล้ว  ซึ่งเป็นกฎของความสัมพันธ์ระหว่างน้ำหนักและปริมาตรที่ถูกแทนที่  อาร์คีมิดิสค้นพบว่าวัตถุลอยน้ำได้ถ้าหากน้ำหนักของวัตถุนั้นมีค่าไม่มากกว่าน้ำหนักของน้ำในปริมาตรเดียวเดียวกับที่วัตถุนั้นแทนที่  การลอยตัวได้ของวัตถุนั้นเกี่ยวข้องกับเรื่องของความหนาแน่นหรือน้ำหนักต่อหนึ่งหน่วยปริมาตร  วัตถุนั้นจะลอยน้ำได้เมื่อความหนาแน่นของวัตถุมีค่าน้อยกว่าความหนาแน่นของน้ำ
 บอลลูนสามารถลอยตัวในอากาศได้ด้วยแรงลอยตัว  (buoyancy  force)  เช่นเดียวกับเรือที่ลอยอยู่ในน้ำ  หากเราเปรียบ  “น้ำ”  เป็น  “อากาศ”  การทำให้ความหนาแน่นของอากาศภายในบอลลูนน้อยกว่าความหนาแน่นของอากาศภายนอกรอบ ๆ  ลูกบอลลูนนั้นสามารถทำได้โดยการให้ความร้อนกับอากาศภายในลูกบอลลูน  ทำให้อนุภาคอากาศภายในลูกบอลลูนดูดซับพลังงานความร้อน  อนุภาคจึงเคลื่อนที่อย่างรวดเร็ว  เกิดการชนกันเองและชนกับพื้นผิวภายในลูกบอลลูน  ทำให้เกิดแรงดันลอยตัวจำนวนมหาศาลที่จะทำให้ลูกบอลลูนลอยขึ้นสู่ท้องฟ้าได้  และเมื่อแรงลอยตัวมีค่าเท่ากับน้ำหนักของอากาศที่ถูกแทนที่ด้วยลูกบอลลูน  บอลลูนก็จะหยุดอยู่ที่ระดับความสูงหนึ่ง ๆ  เมื่อพิจารณาหลักความสมดุลของแรงตามธรรมชาติแล้ว  บอลลูนลอยขึ้นไปอยู่ในระดับที่ทำให้ความหนาแน่น  ภายในลูกบอลลูนมีค่าเท่ากับภายนอกบริเวณรอบ ๆ  บอลลูนเพื่อปรับสมดุลนั่นเอง  และจากหลักแรงลอยตัวของอาร์คีมิดิสนี้  ก้อนเหล็กไม่สามารถลอยน้ำได้เหมือนกับเรือเหล็กลำใหญ่  เพราะก้อนเหล็กแทนที่น้ำด้วยปริมาตรที่น้อยกว่า  ขนาดของเรือเหล็กลำใหญ่  บอลลูนก็คล้ายกัน  บอลลูนที่มีขนาดใหญ่สามารถลอยตัวขึ้นไปได้สูงกว่าบอลลูนขนาดเล็ก  เนื่องจากปริมาตรที่แทนที่อากาศนั้นมีค่ามากกว่า

     บอลลูนมีส่วนประกอบสำคัญ  3 ส่วนคือ  ตัวบอลลูนรูปทรงกลมหรือเรียกว่า  “envelope”  ทำจากผ้าไนลอนชนิด  rip-stop  nylon  ที่ไม่ฉีกขาดง่าย  ถักทอแบบร่างแห  ทำให้มีน้ำหนักเบาและเหนียวทนทาน  มีการเคลือบภายในด้วยพลาสติกเพื่อช่วยเก็บอากาศร้อน  วัสดุที่ใช้ทำ  envelope  ของบอลลูนนี้จะแตกต่างจาก  envelope  รูปซิการ์บรรจุก๊าซฮีเลียมของเรือเหาะที่ทำจากวัสดุผสมโพลีเอสเทอร์ซึ่งเป็นวัสดุชนิดเดียวกับวัสดุที่ใช้ทำเสื้อของนักดับเพลิง  บอลลูนมีส่วนเปิดบริเวณด้านล่างใต้บอลลูนเรียกว่า  “skirt”  เป็นผ้าที่ทำจากไนลอนเช่นกัน  และเคลือบด้วยเส้นใยอะรามิด  ซึ่งทนต่ออุณหภูมิสูงและไม่ติดไฟ  เช่น  Nomex®  เพื่อป้องกันเปลวไฟ  จากหัวเผาเชื้อเพลิงที่เรียกว่า  “burner”  ซึ่งเป็นหัวใจสำคัญของบอลลูน  การบังคับวาล์วก๊าซนั้นเป็นแบบใช้มือเปิดปิด  envelope  ติดกับตะกร้าโดยสารด้วยสายเคเบิลเหล็กกล้า  และมีการออกแบบโดยใช้ผ้าสีสันสดใสที่มีรูปแบบทรงเรขาคณิตเย็บติดกัน  ถูกม้วนพับเก็บรักษาอย่างดีเพื่อกันเชื้อรา  และต้องตรวจตราอย่างสม่ำเสมอว่ามีรอยฉีกขาดหรือไม่เพื่อความปลอดภัยตามมาตรฐานของสมาพันธ์บริหารวิชาการบินหรือ  FAA  (Federal  Aviation  Administration)  ซึ่ง  envelope  ที่ดีจะมีอายุการบินนานถึง  500  ชั่งโมงหรือมากกว่านั้น 

ส่วนที่สามคือตะกร้าโดยสาร  หรืออาจเรียกว่า  “gondola”  ใช้สำหรับบรรทุกถังเชื้อเพลิง  ผู้โดยสาร  และอุปกรณ์ที่จำเป็น  เช่น  เข็มทิศ  เครื่องวัดระดับความสูง  (altimeter)  เครื่องมือวัดอุณหภูมิ  (pyrometer)  ของ  envelopy  และเครื่องวัดอัตราการไต่ระดับความสูง  gondola  ทำมาจากหวายถักอย่างแน่นหนาบนแกนเหล็กกล้าหรืออะลูมิเนียม  แต่มีน้ำหนักเบา  และมีความยืดหยุ่นตัวดี  เพื่อรับแรงกระแทกในขณะที่ลงจอดและทนทานต่อการแตกหัก  มีการเคลือบด้วยยูรีเทนทั้งภายในและภายนอก  เพื่อป้องกันความชื้นขนาดของบอลลูนกำหนดจากส่วนสูง  เส้นผ่าศูนย์กลาง  และปริมาตร  บอลลูนสำหรับเล่นกีฬาในประเทศอเมริกานั้น  โดยเฉลี่ยมีส่วนสูง  70  ฟุต  เส้นผ่าศูนย์กลาง  55  ฟุต  ซึ่งสามารถเก็บอากาศได้  77.000-105,000  ลูกบาศก์ฟุต  ส่วนบอลลูนขนาดใหญ่ที่ใช้สำหรับบรรทุกผู้โดยสารนั้น  สามารถบรรจุอากาศได้มากถึง  500,000  ลูกบาศก์ฟุต  โดยมีความสูง  85  ฟุตและเส้นผ่าศูนย์กลาง  65  ฟุต  บอลลูนบางลูกใช้สำหรับเดินทางรอบโลก  จึงมีความสูง  160  ฟุตและมีความจุอากาศได้มากถึง  2.6  ล้านลูกบาศก์ฟุตเลยทีเดียว
นอกจากนั้น  บอลลูนยังถูกนำมาใช้ในการสำรวจภูมิอากาศหรือสภาพอากาศที่มนุษย์ยังไม่สามารถเข้าถึงได้  เช่น  บอลลูนที่ชื่อว่า  “heated  ballon”  ได้ถูกใช้เพื่อสำรวจดาวอังคารเมื่อปี  ค.ศ. 2000   เป็นบอลลูนขนาด  25  ตารางฟุต  ถูกเคลือบด้วยสารเคลือบทำจากโลหะสีดำเพื่อสร้างความร้อนขึ้นภายในลูกบอลลูน  สามารถทำให้เมทานอลเหลวระเหยกลายเป็นไออยู่ในลูกบอลลูน  และลอยอยู่ได้ในบรรยากาศของดาวอังคารที่ประกอบด้วยคาร์บอนไดออกไซด์  ซึ่งสามารถลอยอยู่เหนือดาวอังคารได้เพียง  1  วันเท่านั้น

 เรือเหาะยุคใหม่มีการผสมผสานเทคโนโลยีระดับสูงเข้ากับสิ่งประดิษฐ์ยุคโปราณได้อย่างกลมกลืน  เรือเหาะ “เซปเปลิน  (Zeppellin)”  เป็นเรือเหาะลำหนึ่งที่มีวิวัฒนาการมายาวนานตั้งแต่กำเนิดเมื่อปี  ค.ศ.1900   และเงียบหายไปพร้อมกับหายนะของเรือเหาะ  “ไฮเดนเบอร์ก” เมื่อปี ค.ศ.1937  ปัจจุบันเรือเหาะเซปเปลินได้รับการออกแบบใหม่ที่ยังคงเป็นอากาศยานรูปทรงซิการ์หรือลูกรักบี้ซึ่งบรรจุกาศฮีเลียมที่มีน้ำหนักเบากว่าอากาศ  และมีการนำวัสดุชั้นแนวหน้ามาใช้เป็นส่วนประกอปของอากาศยาน  ตัวอย่างเช่น  โครงที่ทำจากคาร์บอนไฟเบอร์สายเคเบิลทำจากใยอะรามิด  นอกจากนั้นยังออกแบบใบพัดซ้าย ขวาที่ช่วยให้เรือเหาะสามารถเปลี่ยนทิศทางการบินไปข้างหน้าในแนวนอนมาเป็นการบินในแนวตั้งและลอยหมุนวนอย่างช้าๆ  ให้อยู่กับที่ได้  ทำให้สามารถลงจอดได้เหมือนเฮลิคอปเตอร์กล่าวคือไม่ต้องใช้พื้นที่มากหรือใช้ทางวิ่ง (runway) เวลาลงจอดเหมือนกับเครื่องบินข่าวการกลับมาโด่งดังของเรือเหาะเซปเปลิน  ทำให้เราต้องหันกลับมามองอากาศยานนวัตกรรมใหม่นี้  อีกไม่นานเรือเหาะอาจเป็นทางเลือกใหม่ที่ปฎิบัติการขนส่งและท่องเทียวสำหรับนักเดินทางกลุ่มอนุรักษ์ธรรมชาติที่ชื่นชอบการผจญภัยอันหน้าตื่นเต้นและยังได้สัมผัสกับทิวทัศน์อันสวยงามที่ไม่เหมือนพาหนะใด

THE HISTORY OF HOT AIR BALLOONING

——————————————————————————–

On the 19th September 1783 Pilatre De Rozier, a scientist, launched the first hot air balloon called ‘Aerostat Reveillon’. The passengers were a sheep, a duck and a rooster and the balloon stayed in the air for a grand total of 15 minutes before crashing back to the ground.

The first manned attempt came about 2 months later on 21st November, with a balloon made by 2 French brothers, Joseph and Etienne Montgolfier. The balloon was launched from the centre of Paris and flew for a period of 20 minutes. The birth of hot air ballooning!!!

Just 2 years later in 1785 a French balloonist, Jean Pierre Blanchard, and his American co pilot, John Jefferies, became the first to fly across the English Channel. In these early days of ballooning, the English Channel was considered the first step to long distance ballooning so this was a large benchmark in ballooning history.

Unfortunately, this same year Pilatre de Rozier (the world’s first balloonist) was killed in his attempt at crossing the channel. His balloon exploded half an hour after takeoff due to the experimental design of using a hydrogen balloon and hot air balloon tied together.

The next major pivotal point in balloon history was on January 7th 1793. Jean Pierre Blanchard became the first to fly a hot air balloon in North America. George Washington was present to see the balloon launch.

Now a large jump in time, of over 100 years: In August of 1932 Swiss scientist Auguste Piccard was the first to achieve a manned flight to the Stratosphere. He reached a height of 52,498 feet, setting the new altitude record. Over the next couple of years, altitude records continued to be set and broken every couple of months – the race was on to see who would reach the highest point.

In 1935 a new altitude record was set and it remained at this level for the next 20 years. The balloon Explorer 2, a gas helium model reached an altitude of 72,395 feet (13.7 miles)! For the first time in history, it was proven that humans could survive in a pressurized chamber at extremely high altitudes. This flight set a milestone for aviation and helped pave the way for future space travel.

The Altitude record was set again in 1960 when Captain Joe Kittinger parachute jumped from a balloon that was at a height of 102,000 feet. The balloon broke the altitude record and Captain Kittinger, the high altitude parachute jump record. He broke the sound barrier with his body!

THE ATLANTIC CHALLENGE

In 1978, the Double Eagle II became the first balloon to cross the Atlantic, another major benchmark in the History of Ballooning. After many unsuccessful attempts (see our section on Atlantic Crossings for more detailed accounts) this mighty Ocean had finally been cracked. It was a helium filled model, carrying 3 passengers, Ben Abruzzo, Maxie Anderson and Larry Newman. They set a new flight duration time at 137 hours. There is a full story breakdown here in the Atlantic Conquered part of the site.

THE PACIFIC CHALLENGE

The first Pacific crossing was achieved 3 years later in 1981. The Double Eagle V launched from Japan on November 10th and landed 84 hours later in Mendocino National Forest, California. The 4 pilots set a new distance record at 5,678 miles. 3 years after this, Captain Joe Kittinger flew 3,535 miles on the first solo transatlantic balloon flight, setting yet another record.

In 1987 Richard Branson and Per Lindstrand were the first to cross the Atlantic in a hot air balloon, rather than a helium/gas filled balloon. They flew a distance of 2,900 miles in a record breaking time of 33 hours. At the time, the envelope they used was the largest ever flown, at 2.3 million cubic feet of capacity. A year later, Per Lindstand set yet another record, this time for highest solo flight ever recorded in a hot air balloon – 65,000 feet!

The great team of Richard Branson and Per Lindstrand paired up again in 1991 and became the first to cross the Pacific in a hot air balloon. They travelled 6,700 miles in 47 hours, from Japan to Canada breaking the world distance record, travelling at speeds of up to 245 mph. 4 years later, Steve Fossett became the first to complete the Transpacific balloon route by himself, travelling from Korea and landing in Canada 4 days later.

Finally, in 1999 the first around the world flight was completed by Bertrand Piccard and Brian Jones. Leaving from Switzerland and landing in Africa, they smashed all previous distance records, flying for 19 days, 21 hours and 55 minutes. Follow this link for a more detailed description and breakdown of the flight in our Around the World Flights section.

——————————————————————————–

It’s interesting to see how the development of the the hot air balloon has gone full circle on itself. At the very start, the first balloonists burnt materials onboard the balloon to generate heat to propel the envelope into the air. This theory then became obsolete as gas and helium designs were introduced as it was considered safer and more reliable than flying with an open flame. It is only within the last 50 or so years that hot air balloons have come back into interest.

King Louis XVI had originally decreed that condemned criminals would be the first pilots, but de Rozier, along with Marquis Francois d’Arlandes, successfully petitioned for the honor.  The first hot air balloons were essentially cloth bags (sometimes lined with paper) with a smoky fire built on a grill attached to the bottom. They were susceptible to catching fire, often upon landing, although this occurred infrequently.

Only a few days later, on December 1, 1783, Professor Jacques Charles and Nicholas Louis Robert made the first gas balloon flight, also from Paris. The hydrogen filled balloon flew to almost 2,000 feet (600 m), stayed aloft for over two hours and covered a distance of 27 miles (43 km), landing in the small town of Nesle.

Balloon landing in Mashgh square, Iran(Persia), at the time of Nasser al-Din Shah Qajar, around 1850.

The next great challenge was to fly across the English Channel, a feat accomplished on January 7, 1785 by Jean-Pierre Blanchard

Blanchard went on to make the first manned flight of a balloon in America on January 9, 1793. His hydrogen filled balloon took off from a prison yard in Philadelphia, Pennsylvania. The flight reached 5,800 feet (1,770 m) and landed in Gloucester County, New Jersey. President George Washington was among the guests observing the takeoff.

 Gas balloons became the most common type from the 1790s until the 1960s.

The first steerable balloon (also known as a dirigible) was flown by Henri Giffard in 1852. Powered by a steam engine, it was too slow to be effective. Like heavier than air flight, the internal combustion engine made dirigibles—especially blimps—practical, starting in the late 19th century.