Ballonvaart
Uit Informatie over ballonvaren
Inhoud |
Wat is precies een luchtballon?
Het geheel van een ballon met een gondel waar men personen in kan vervoeren, noemt men een luchtballon. De gondel of mand is bevestigd aan een ballon (omhulsel of envelop) die gevuld is met een gas dat lichter is dan de lucht. Dit gas kan helium of waterstofgas zijn (gasballons) of door middel van branders verwarmde lucht (hete luchtballons). Een luchtballon is niet stuurbaar en wordt enkel voortbewogen door de wind.
Het omhulsel
De hete luchtballonnen van deze tijd zijn eigenlijk niets anders dan gemoderniseerde Montgolfier ballonnen. De Montgolfier ballon, vernoemd naar de uitvinders ervan, de gebroeders Montgolfier, was op 21 september 1783 het eerste bemande luchtvaartuig dat het luchtruim koos. De originele Montgolfier ballon bestond uit een 900 m³ grote linnen zak, beplakt met papier en met aluin, waaronder zich een cirkelvormige gondel bevond, met in het midden een vuurkorf. De gebroeders Montgolfier dachten aanvankelijk dat rook (de thans niet meer aanvaarde phlogiston-theorie) zorgde voor de opstijgende eigenschap, en door gebruik te maken van in brand gestoken wol en stro werd de ballon gevuld en kon de ballon een afstand van bijna twee kilometer afleggen in tien minuten tijd.
Het omhulsel van de moderne hete luchtballon is grotendeels gemaakt van rip-stop nylon of polyester ballonstof. De rip-stop weef voorkomt dat de ballon gaat scheuren en bovendien is de ballonstof behandeld met een brandvertragend middel. Omdat de stof normaal niet sterk genoeg is om het complete gewicht van de luchtballon te dragen is het omhulsel zowel verticaal als horizontaal voorzien van zogenaamde load tapes. De hoeveelheid load tapes hangt af van het ontwerp van de ballon, maar dit aantal kan oplopen tot wel 32. Deze load tapes zorgen voor sterkte; één load tape kan individueel het gewicht dragen van een luchtballon tot 8 personen. De last wordt van de ballonstof overgebracht naar de load tapes op een zodanige wijze dat de ballonstof zelf weinig stress ontvangt - de ballonstof is feitelijk alleen aanwezig om de warme lucht binnen de ballon te houden. Aan de bovenkant van het omhulsel komen de load tapes samen aan de kroonring. Aan de onderkant van het omhulsel gaan de load tapes over in roestvrijstalen kabels, waaraan de mand wordt bevestigd. De delen van het omhulsel die het meest in aanraking komen met hitte (de onderkant nabij de vlam van de branders en de bovenkant) zijn in de regel uitgevoerd in andere stoffen. Voor de bovenkant van het omhulsel is dit een speciaal soort ballonstof dat hogere temperaturen kan verdragen, voor de onderkant van het omhulsel is dit Nomex (een onbrandbare stof, vergelijkbaar met Kevlar).
In de bovenzijde van het omhulsel is doorgaans een klep aangebracht, waarmee de piloot vanuit de mand via een lijn gecontroleerd warme lucht kan laten ontsnappen. Deze klep lijkt op een ronde parachute en dit systeem wordt dan ook de parachute genoemd. Naast de parachute heeft het omhulsel in sommige gevallen ook kleppen aan de zijkant, waarmee de piloot door middel van lijnen de luchtballon kan laten draaien om de lengteas. Deze kleppen heten rotation vents.
Voor grotere omhulsels is een doorontwikkelde versie van de parachute in trek. Met deze versie kan de piloot zeer snel heel grote hoeveelheden warme lucht laten ontsnappen bij de landing. Deze systemen worden Rapid Deflation Systems, of een variatie daarop, genoemd.
De mand en branders
De moderne ballonmand is grotendeels gemaakt van rotan. Vele ballonfabrikanten hebben het vlechten van manden tot een ware kunst verheven. De productie begint met een stevige bodem waarop verticale geleiders worden bevestigd. Rond deze geleiders wordt vanaf de bodem het rotan gevlecht tot de gewenste hoogte, waarna een stalen frame wordt geplaatst. Dit frame zorgt voor extra stevigheid aan de bovenzijde van de mand en wordt voorzien van schuimrubber en afgewerkt met suède of leer. Op een aantal punten in dit frame zijn potten aangebracht waarin de stangen voor de opbouw van de branders worden aangebracht. Ook worden nu de roestvrijstalenkabels gemonteerd die onderlangs de bodem van de mand lopen. Deze kabels worden bij de aanvang van een ballonvaart aan het branderframe en het omhulsel gekoppeld, waardoor de mand en omhulsel één geheel gaan vormen.
Er zijn wel experimenten geweest om ballonmanden te maken van bijvoorbeeld aluminium, maar tests hebben uitgewezen dat een mand van rotan door de veerkrachtigheid beter bestand is en bescherming biedt bij landingen dan het stugge aluminium.
In de tijd van de gebroerders Montgolfier werd de luchtballon in de lucht bijgestookt door gebruik te maken van de vuurkorf in het midden van de gondel. Aangezien hun omhulsel gemaakt was van linnen en papier - brandbare stoffen! - was dit een uiterst hachelijke onderneming. Tegenwoordig wordt gebruikt gemaakt van vloeibaar propaangas voor het verwarmen van de lucht. Dit gas bevindt zich in een aantal gasflessen in de mand en wordt door middel van hogedrukslangen naar de branders geleid. De branders zijn voorzien van een aantal afsluitkranen waardoor de piloot controle heeft over het al dan niet toelaten van propaan.
- De kraan voor de waakvlam: in een ballonbrander brandt te allen tijde een waakvlam. Deze waakvlam ontsteekt vrijgekomen gas wanneer de piloot één van de volgende kranen opent:
- De hoofdkraan laat vloeibaar propaan toe naar de branderspiraal, waarna het propaan door een ring met jets de brander verlaat. De waakvlam ontsteekt het propaan, waarna de vlam de branderspiraal verwarmt. In deze branderspiraal verdampt het vloeibare propaan waardoor een vermeerdering van de druk optreedt. De vlam is daarom zeer krachtig als de hoofdkraan wordt geopend en deze vlam wordt tijdens de vaart het meest gebruikt om de lucht in het omhulsel te verwarmen. De vlam is blauw van kleur.
- De vee- of koeienbrander laat direct vloeibaar propaan vrijkomen, waarna het propaan door de waakvlam ontsteekt. De vlam die ontstaat is minder krachtig dan die van de hoofdkraan en schijnt geel uit. Deze vlam maakt bovendien minder lawaai en daarom wordt deze brander vooral gebruikt bij het laagvaren in de buurt van vee om ze niet te laten schrikken. Door het gele karakter van de vlam is deze ook zeer geschikt om het omhulsel van binnenuit te verlichten voor de zogenoemde "night glows".
Hoe werkt de hete luchtballon?
Het drijfvermogen van een luchtballon is gebaseerd op de Wet van Archimedes: De opwaartse kracht die een lichaam in een vloeistof of gas ondervindt is even groot als het gewicht van de verplaatste vloeistof of gas. Eén kubieke meter lucht van nul graden Celsius weegt ongeveer 1,3 kilogram. Indien deze kubieke meter lucht wordt verwarmd tot 80 graden Celsius weegt het nog maar 1,05 kilogram, waardoor deze kubieke meter lucht een liftkracht krijgt van 250 gram. Als men nu genoeg kubieke meters lucht neemt met voldoende liftkracht om het omhulsel plus de mand met bijbehorende gasflessen, branders en inzittenden te tillen, dan stijgt het geheel op.
Een ballonvaart begint met het opbouwen van de mand, het vastgespen van de gasflessen, het monteren van de branders en een brandertest door de piloot. Vervolgens wordt de mand op zijn zij gelegd, waarna het omhulsel kan worden aangekoppeld. Het omhulsel wordt uitgespreid over het veld en wordt eerst deels gevuld met koude lucht middels een grote ventilator. Als het omhulsel goed gevuld is, neemt de piloot plaats achter de branders en begint de lucht op te warmen. Binnen enkele minuten krijgt de ballon lift en komt deze rechtop te staan. Dat is het moment waarop de passagiers in de mand mogen plaatsnemen. Na een paar checks door de piloot en het verzekeren van de werking van de parachute, stijgt na nog een aantal gerichte branderstoten de ballon op.
Eenmaal in de lucht neemt de luchtballon de snelheid van de wind aan, waardoor men in de mand geen wind ervaart. Hierdoor kan het zelfs op een koude dag in de ballonmand aangenaam toeven zijn, laat staan heet op een warme dag! Tijdens de vaart koelt de lucht in het omhulsel constant af, waardoor de piloot af en toe wat warme lucht moet toevoegen door middel van branden om de luchtballon op hoogte te houden. Wil de piloot omhoog, dan zal deze het interval tussen het branden iets verkorten, waardoor de temperatuur in het omhulsel stijgt. Als de piloot wil dalen dan wordt het interval tussen het branden iets vergroot, waardoor de lucht in het omhulsel iets afkoelt en de ballon gaat dalen. Mocht de piloot om wat voor reden dan ook het stijgen van de ballon willen stoppen, een daling vervroegd willen inzetten, of zelfs een daling willen versnellen, dan zal deze het parachute systeem gedurende korte tijd activeren, waardoor warme lucht uit de ballon stroomt.
Voor de landing geeft de piloot de passagiers aanwijzingen waar de luchtballon gaat landen, op welke manier dit gebeuren gaat en hoe de passagiers zich moeten gedragen. Deze aanwijzingen houden altijd in dat de passagiers zich goed moeten vasthouden aan bepaalde lussen in de mand, dat ze de "skihouding" aan moeten nemen bij het grondcontact van de mand en dat zij nooit de mand mogen verlaten zonder toestemming van de piloot. De piloot laat de luchtballon gecontroleerd dalen en zal, bij voorkeur, een gemaaid weiland kiezen als landingsplaats. Vlak boven de grond activeert de piloot het parachute systeem volledig en zal de luchtballon gaan landen. Afhankelijk van de windsnelheid staat de ballon meteen stil als het niet of zachtjes waait, maar bij een hardere wind zal de mand enige afstand over de grond slepen voordat deze tot stilstand komt. Bij weinig wind maakt de luchtballon een rechtstandige landing. Bij meer wind drukt de wind de luchtballon om en zal de mand ook geleidelijk omgaan.
Na de landing wordt het omhulsel als een lange slurf opgevouwen en terug in de zak opgeborgen. De mand en branders worden terug gedemonteerd en geborgen.
Na vrijwel iedere ballonvaart worden de passagiers "gedoopt" met champagne en voorzien van een adelijke titel. Er wordt dan geklonken op de mooie en geslaagde ballonvaart.
Crew
Geen luchtballon stijgt op zonder een crew (volgploeg). De crew bestaat uit één of meerdere personen die de piloot bij de vaart assisteert. Zij helpen bij het opbouwen van de mand, bij het vullen van het omhulsel en bij de eigenlijke opstijging. Een ervaren crewlid kan daarbij zelfs taken van de piloot overnemen als deze dat verzoekt!
Na de opstijging wordt de luchtballon over de weg gevolgd door de crew en wordt daarbij geholpen door aanwijzing wat betreft snelheid en richting van de luchtballon middels radiocontact met de piloot. Een goede, ervaren crew is vaak al op de plaats van landing aanwezig, nog voor de luchtballon er is!
Bij elke ballonlanding wordt toestemming gevraagd aan de landeigenaar om zijn of haar veld te mogen betreden om de ballon te bergen. Het vragen om toestemming is verplicht en meestal wordt de landeigenaar een cadeautje gepresenteerd om hem of haar te bedanken voor de gastvrijheid. Na het uitwisselen van contactgegevens helpt de crew de piloot met het bergen van de luchtballon.
Ook kan het zijn dat de passagiers worden gevraagd om de handen uit de mouwen te steken en actief deel te nemen als crew. Dit kan een extra dimensie geven, omdat de passagiers dan ook het opbouwen en gereedmaken van de luchtballon van dichtbij mogen meemaken.
Vaartregistratie
Na iedere vaart worden algemene vaartgegevens geregistreerd en doorgegeven aan een centrale registratiepost. Ook dit is verplicht. Deze vaartgegevens bestaan uit de plaats van opstijging, plaats van landing, tijden, maar ook gegevens van de omstandigheden waaronder de ballonvaart heeft plaatsgevonden, zoals windrichting, -snelheid, zicht en wolkenbasis. Tezamen met de gegevens van de piloot en de registratie van de ballon komen deze gegevens in een database die minstens 24 maanden bewaard moet worden.
Mocht de luchtballon tijdens de vaart op de grond problemen hebben veroorzaakt of er zich andere onregelmatigheden hebben voorgedaan, dan kan via dit registratiesysteem de ballon en piloot worden gevonden, om zo beide partijen te kunnen contacteren voor een mogelijke schadeafhandeling.
