Stavba a létání s balónem

Funkční balón umožňuje nácvik obsluhy při startování montgolfiéry, propagační lety, soutěže. Práce na modelu vyžaduje osobní aktivitu a iniciativu každého účastníka, tak i vzájemnou kooperaci. Ku pomoci jsou Vám tři pracovní listy označené A, B a C. Jsou ke stažení zde

List A     List A                    List B     List B                    List C     List C


Názvosloví částí balónu a jejich význam

(viz obrázek 1)
Obrázek 1

Klenba balónu (obal)

Je to nejdůležitější část balónu. Její základní technické parametry (objem a tvar) určují provozní parametry balónu (nosnost a letový výkon). Klenba musí být vyrobena z lehkého, pevného nepropustného materiálu, který odolává teplotám horkého vzduchu, jímž je balón naplněn. Velikost klenby určujeme jejím průměrem (v metrech) nebo objemem (v m3).

Hrdlo balónu (vstupní prsten)

Hrdlem balónu nazýváme lem na spodním, plnícím otvoru balónu. Usnadňuje držení balónu při plnění horkým vzduchem. Svou tíhou přispívá ke stabilitě balónu za letu. Hrdlo musí být rovněž vyrobeno z pevného lehkého materiálu odolávajícího teplotám horkého vzduchu.

Poutací očko

Nalézá se na vrcholu klenby a slouží k uchycení poutacího lanka při startu balónu. Taktéž usnadňuje držení balónu při jeho plnění.

Návrh tvaru a velikosti klenby

Standardní model montgolfiéry je kulovitého tvaru o průměru 1,5 metru. Klenba je složena z 12 dílů (pásů). Pokud použijete ke stavbě balónu doporučený materiál nepokoušejte se balón zmenšovat. Menší balóny hůře létají. Balóny o průměru menším než 0,8 metru nelétají vůbec. Neznamená to však, že byste nemohli s velikostí a tvarem balónu experimentovat. Následující řádky vám s návrhem tvaru klenby balónu pomohou. Pracovní list C obsahuje již hotový návrh klenby balónu. Ten použijte, pokud chcete přistoupit rovnou ke stavbě.
Návrh vlastní klenby balónu sestává ze dvou částí:
     1. Vytvoření tvaru klenby
     2. Výpočet a nakreslení tvaru dílu klenby (pásu)
Nejprve přistupte k návrhu tvaru klenby. Váš návrh zakreslete na pracovní list A. Pracovní list obsahuje natištěnou mřížku, která vám usnadní orientaci v rozměrech vámi kresleného balónu. Mřížka rozděluje pracovní plochu na čtverečky o hraně 1 centimetr a je vytištěna v měřítku 1:10.
(Otázka: Jaké rozměry má hrana čtverečku mřížky v měřítku 1:1; 5:1; 1:8?
Řešení: 10 cm; 50 cm; 1,25 cm)

Pracovní materiály

Poutací oko hliníkový drát nebo motouz.
Hrdlo balónu kladívkový papír 600x150 mm.
Díl klenby
 
hedvábný papír ČSN 502821, k dostání bělený či různobarevný v arších A1 (600x850mm).
Možno sehnat i v rolích.
Lze použít i pytle na odpadky z polyethylénu.
Z každého pytle nejprve vytvořte arch = odstřihněte dno pytle a rozřízněte zbylý „rukáv" podél sváru.

Pracovní nářadí, pomůcky

Během stavby budete potřebovat:
pravítko, trojúhelník s ryskou, měkkou tužku nebo tenký fix, akvarelový štětec č. 6 nebo 8, nůžky na papír. Dále slabší motouz nebo režnou nit, špendlík, smrkovou lištu 2x4 mm nebo podobnou, roztok vodního skla a cca 8 archů kladívkového papíru na výrobu šablony dílu klenby balónu. Šablonu lze vyrobiti z jiného tužšího papíru nebo linolea. K lepení použijte disperzní lepidla, např. HERKULES. Nepoužívejte syntetická lepidla. Jsou snadno zápalná a mohou i po zaschnutí způsobit požár balónu při startu.
Pokud se rozhodnete pro stavbu balónu z polyethylénových pytlů na odpadky, použijte ke spojování (svařování) dílů páječku s regulovatelnou teplotou. Také si určitě připravte izolepu a sešívačku. Následující postup zůstává stejný pouze místo lepení svařujete páječkou!

Pracovní postup

1. Výroba šablony

Z 8 archů kladívkového papíru formátu A3 slepíme pás. Pro standardní balón má tento pás rozměr cca 2320x420 mm. V případě, že jsme si navrhli díl klenby sami, přizpůsobíme rozměry papírového pásu našim potřebám. Na pás narýsujeme pomocné čáry (viz obrázek 2): osu pásu a k ní kolmé rovnoběžné přímky o předepsané rozteči 130 mm. Na tyto přímky později podle údajů v tabulce dílu klenby na pracovním listu B (popř. C u standardního balónu) vyznačíme obrysové body. Jejich spojením vznikne křivka, podle které šablonu vystřihneme. Při vynášení obrysových bodů postupujeme pečlivě, protože přesná, zejména symetrická šablona, má vliv na výsledný tvar klenby balónu. Vynesené body spojíme do obrysové křivky. Pro snazší vykreslení obrysové křivky můžeme použít smrkovou lištu, kterou prohneme do potřebného tvaru a obkreslíme.
Obrázek 2

2. Výroba dílů klenby (pásů)

Pásy potřebné délky získáme slepením příslušného počtu archů hedvábného papíru. U standardního balónu postačí 3 kusy. Pokud máme k dispozici archy různých barev, můžeme již v této fázi ovlivnit budoucí vzhled balónu. Archy na sebe položíme tak, aby postupně přesahovaly o 5 mm (viz obrázek 3). Zatížíme pravítkem a natřeme plochým štětcem ve směru šipek. Natřené pásy již nepokládáme na sebe abychom zamezili jejich nežádoucímu slepení. Poté bereme jeden arch za druhým a lepíme je k sobě. Šířka spoje jednotlivých archů by z tíhových důvodů neměla přesáhnout 5 mm.
Obrázek 3

3. Výroba samostatných dílů

Přibližně 5 zaschlých pásů položíme přesně na sebe. Na horní z nich překreslíme obrys dílu podle vytvořené šablony. Použijeme měkkou tužku nebo tužkový fix. Pásy rovnoměrně zatížíme a pečlivě vystřihneme. Dbáme na to, aby se pásy neposunuly. Posun nebo šikmý střih mohou způsobit nepřesnosti, které se projeví při sestavování klenby balónu.

4. Výroba dvojdílů

Máme-li připraveno všech 12 dílů můžeme přistoupit k vlastnímu lepení klenby. Stavbu začneme lepením dvojdílů. Na vnější stranu jednoho dílu naneseme vrstvu lepidla. Opět se snažíme dodržet, aby šířka spoje nepřesáhla 5 mm. Podle postupu na obrázcích 4 a 5 provedeme slepení dílů. Na lepidlem natřený díl postupně přikládáme díl druhý. Díl přikládáme postupně od špičky po celé délce. K provedení tohoto úkonu je zapotřebí nejlépe tří lidí. Jeden přidržuje špici dílu, druhý pozvolna přikládá a třetí spojuje a lícuje oba díly. Takto postupujeme až vytvoříme 6 dvojdílů.
Po zaschnutí obrátíme díl naruby tak, aby šev vzniklý lepením zůstal uvnitř. Mírným protitahem od osy dvojdílu po celé jeho délce vyzkoušíme pevnost lepeného spoje. Důslednou kontrolou každého spoje odstraníte kazy, které se na hotovém balónu těžko opravují. Nedostatečně slepené spoje mohou za letu balónu povolit a tím způsobit jeho havárii.
Obrázek 4 Obrázek 5

5. Výroba čtyřdílů

Postup práce zůstává stejný jako při výrobě dvojdílů. I zde dbáme na dodržení 5 mm u šířky spoje a vzniklý šev je orientován dovnitř. Nezapomeneme důsledně zkontrolovat kvalitu spoje. Během této práce vytvoříme tři čtyřdíly.

6. Sestavení klenby

Klenbu balónu sestavíme ze tří čtyřdílů, které k sobě postupně slepíme. Šev, který vznikne slepením čtyřdílů musí být orientován vně balónu. Vnější švy budou sloužit k držení balónu při startu a jsou proto funkčně velmi důležité. Výsledné rozmístění švů si můžete prohlédnout na obrázku 6, který zobrazuje řez kolmý k ose balónu.
Obrázek 6
I při nejpřesnější práci se nám zřejmě nepodaří slepit špice dílů v plynulý celek a na vrcholu balónu vznikne roztřepená špice. Toho využijeme pro upevnění poutacího očka. Poutací očko vytvoříme z hliníkového drátu, nebo pevného motouzu o délce 9-11cm, vlepíme jej do špice a důkladně stáhneme nití. Vzniklý krček pod poutacím očkem podlepíme kouskem hedvábného papíru. Dbáme na to, abychom špici balónu zbytečně nepřetěžovali. Přetížená špice nepříznivě ovlivňuje stabilitu balónu za letu.
Poté si připravíme pás kladívkového papíru o rozměrech 150x600 mm. Z tohoto pásu slepíme hrdlo balónu. Vycházíme přitom z průměru startovací rampy. Hrdlo by mělo při nasazení na startovací rampu mít vůli přibližně 2 cm. Uvedené rozměry se vztahují k rampě s průměrem 140 mm. Otvor v klenbě přizpůsobíme velikosti slepeného hrdla. To vlepíme do klenby tak, aby byla klenba přilepena k jeho vnější stěně. Hrdlo můžeme z vnější strany polepit hedvábným papírem. Tím zvětšíme zátěž jako protiváhu špici a zlepšíme vzhled hrdla balónu. Vnitřní stranu hrdla natřeme roztokem vodního skla. Tak zvýšíme ohnivzdornost tohoto hrdla. Můžeme použít i nasycený roztok kamence ve vodě, který se používá při zastavování krvácení drobných poranění při holení.
U balónu z pytlů na odpadky doporučujeme místo poutacího očka nechat drobné převisy dílů a za pomocí izolepy vytvořit špičku, za kterou lze balón chytit. Možné je i nechat balón ze sáčků bez poutacího očka. Co se hrdla týče, doporučujeme z kladívkové čtvrtky vytvořit pásy dva (mohou být i užší) a z nich dva kroužky. Jeden o něco málo (velmi málo) menšího průměru než druhý. Spodní část klenby sevřeme mezi oba kroužky a zajistíme sepnutím sešívačkou.

7. Kontrola hotového balónu

Hotový balón rozprostřeme a zkontrolujeme. Dáváme pozor na drobné trhlinky, nedostatečně slepené švy a zejména na to, zda nedošlo k prolepení klenby mimo švy. Po opravách necháme balón důkladně zaschnout. Po dokonalém zaschnutí můžeme balón také zkušebně naplnit vzduchem pomocí fénu. Pro tento případ si vytvoříme plnící rukáv, který jedním koncem navlékneme na hrdlo balónu a druhým na fén. Plnící rukáv můžeme vytvořit ze zbytků hedvábného papíru. Balón při tomto plnění nepřefukujeme, neboť by mohlo dojít k protržení klenby. Taktéž dáváme pozor, aby v blízkosti balónu nebyly žádné ostré předměty, např. roh stolu či lavice, apod.

8. Skládání hotového balónu

Pokud je balón již důkladně proschlý, můžeme přistoupit k jeho složení. Klenbu rozprostřeme a postupně od špice z ní vytlačíme vzduch. Příčné okraje přehneme směrem k ose balónu a přeložíme na třetiny tak, aby hrdlo zůstalo nahoře.
Se skládáním balónu z polyethylénových pytlů si takovou práci dávat nemusíme. Materiál má takové vlastnosti, že ho můžeme i „zmuchlat".

Startovací zařízení

Startovací zařízení slouží k plnění balónů horkým vzduchem. Skládá se z tepelného zdroje a rampy, která usměrňuje proud horkého vzduchu. Celé startovací zařízení je přizpůsobeno podmínkám bezpečného provozování a tepelnému zdroji. V praxi se nám nejvíce osvědčilo toto startovací zařízení.
Příprava zařízení k provozu
Sestavíme startovací rampu. Uvedeme do provozu vařič. Na horní část roury (výstupní otvor) nasuneme hrdlo balónu a držíme jej po celou dobu plnění.

PRACUJEME V RUKAVICÍCH - ROURA BUDE ZAKRÁTKO VELMI HORKÁ!!!

Technický stav použité propan-butanové láhve musí zaručovat bezpečnost provozu. Dodržujeme bezpečnostní pokyny stanovené výrobcem. Pamatujeme, že
provoz vařiče je přípustný jen za dozoru osoby starší 18 let!
JE ZAKÁZÁNO provádění jakýchkoliv úprav, stejně tak i oprav, které smí provádět jen patřičná odborná dílna.

Všeobecné provozní pokyny

K provozu balónu z pytlů na odpadky nepotřebujete startovací zařízení. Jako zdroj horkého vzduchu můžete použít vysoušeč vlasů (fén).

Létání s balóny

Létání s balóny doporučujeme v období, kdy je sucho, bezvětří, nebo velmi slabý vítr. Roční doba není rozhodující. Není vhodné létat po dešti či za silného větru.
Start balónu se skládá z řady úkonů, které musíme provést v určitém sledu. Přípravu a samotný start provádí několik lidí - posádka jejíž činnost musí být předem secvičena. Posádka se skládá z kapitána, mechaniků a suchoplavců (tak jsou nazýváni členové posádky, kteří zajišťují návrat balónu). Součinnost jednotlivých členů posádky je řízena kapitánem. Každý člen posádky má svůj úkola odpovídá za jeho plnění. Nikdo není nejdůležitější, nikdo není zbytečný. Dosažení úspěšného startu a letu balónu je výsledkem práce celé posádky.
Provoz balónu lze rozdělit do tří etap: předletové přípravy, letové přípravya návratu balónu. Jednotlivé úkony jsou rozděleny mezi šest členů posádky.

Následující tabulka a schéma určují úkoly a místo členů posádky v jednotlivých etapách.

Přehled základních úkolů jednotlivých členů posádky
Funkce v posádce Úkoly v předletové a letové přípravě Úkoly po startu
KAPITÁN K Řídí letovou přípravu. Určuje okamžik startu Organizuje návratovou službu
MECHANIK M1 Obsluhuje startovní zařízení - montáž, demontáž a nastavení rampy, regulace tepelného zařízení
M2 Při plnění kontroluje dolní polovinu klenby.
Provádí start
Po přistání provádí celkovou technickou kontrolu balónu
a v případě potřeby jeho opravu
M3 Obsluhuje balón při plnění
SUCHOPLAVEC S1 Rozprostírá a drží klenbu.
Průběžně kontroluje klenbu
Zajišťuje návratovou službu
S2

Posádka

Úkoly členů posádky

Předletová příprava

M1 - montáž rampy (s pomocí S1 a S2), průběžná kontrola chodu tepelného zdroje.
M2 a M3 - celková kontrola balónu.
K - dohled.
 
Těsně před zahájením letové přípravy.
M2 - drží hrdlo balónu.
M3 - drží vrchol klenby.
S1 - drží klenbu v blízkosti hrdla.
S2 - drží střed klenby.

Letová příprava

K - dává pokyn NASADIT NA RAMPU, při zahájení plnění balónu dohlíží,
aby spodní část klenby nepřekrývala výstupní otvor rampy.
M1 - tepelný zdroj má nastaven na nižší výkon.
Polohu, při níž tepelný zdroj vhání do rampy nejvíce vzduchu je potřeba zkusmo najít v průběhu předletové přípravy.
M2 - drží hrdlo balónu, dává pozor, aby nedošlo k překrytí výstupního otvoru rampy klenbou.
Pokud klenba dolehne na výstupní otvor rampy, nemůže horký vzduch volně proudit, zahřeje se na vyšší teplotu
a mohl by poškodit okolí hrdla balónu, či způsobit jeho požár.
M3 - zvolna vztyčuje plnící se klenbu.
S1 - pomáhá M2 při kontrole klenby v blízkosti hrdla.
S2 - totéž co M3.
 
K - v okamžiku kdy je klenba vztyčená dává pokyn PŘIPRAVIT KE STARTU,
kontroluje zda všichni členové posádky správně drží klenbu.
V případě větrného poryvu pomáhá držet klenbu na návětrné straně.
M1 - nastaví tepelný zdroj na plný výkon a přiblíží jej k vstupnímu otvoru rampy. Cílem je zahřát vzduch uvnitř balónu.
M2 - drží hrdlo balónu, kontroluje spodní část klenby.
M3 - drží klenbu, jednou rukou za vnější šev a druhou přidržuje klenbu otevřenou dlaní.
Kontroluje svůj úsek klenby daný jeho pozicí podle schématu míst členů posádky.
Vypnutou klenbu je možné držet pouze za vnější švy. Bezešvé plochy přidržujeme dlaní.
S1 a S2 - totéž co M3.
 
K - v příhodném okamžiku (vyhřátá klenba, bezvětří) dává pokyn START.
M1 - nastaví tepelný zdroj na nižší výkon.
M2 - lehce přidržuje hrdlo balónu a pozvolna je pouští.
M3, S1 a S2 - přesně na povel pouští SOUČASNĚ klenbu a ustoupí o krok zpět.

Po startu balón stoupá. Po dosažení určité výšky se stoupání zastaví a balón začne pozvolna klesat. Průměrné letové časy standardního balónu se pohybují do tří minut. Průběh letu může být ovlivněn větrem, či termickým prouděním. Zvláště termické proudění může mít velký vliv na stoupání balónu a tím i na celkový letový čas.

Návrat balónu

Zajišťuje jej kapitán a suchoplavci. Mechanici kontrolují startovací zařízení, prohlédnou, případně opraví navrácený balón. Posádka i balón jsou připraveni k dalšímu startu. Pokud se již další start nebude konat suchoplavci skládají balón a mechanici, v případě přenosného startovacího zařízení po vychladnutí startovací rampy toto zařízení demontují.

Bezpečnostní pokyny