Significations et usages de mongolfiera

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  Una manifestazione di mongolfiere in una assolata giornata estiva

  In volo durante il Ferrara Balloons Festival

La mongolfiera è un aeromobile che utilizza aria calda, un gas più leggero dell'aria circostante, per ottenere la forza necessaria per sollevarsi da terra. Per la precisione non si tratta proprio di aria, ma dei gas della combustione del propano. Inizialmente il pallone mediante un ventilatore viene riempito di aria che poi viene sostituita dai prodotti della combustione. La mongolfiera fa parte della categoria degli aerostati, veicoli aerei che utilizzano gas per sollevarsi; è il tipo più comune di pallone aerostatico. Quando in volo vengono trasportati dal vento e non possiedono strumenti direzionali propri: Questo li differenzia dai dirigibili che, pur essendo mantenuti in volo da principi simili, possiedono invece motori ed eliche in grado di influenzare il percorso del mezzo.
Come tutti gli aerostati, anche la mongolfiera vola in virtù del fatto che il gas che riempie il pallone è più leggero dell'aria circostante e questo determina una spinta verso l'alto secondo il ben noto principio di Archimede. Tra le manifestazioni più importanti in Italia per le mongolfiere vi è il Ferrara Balloons Festival di Ferrara, gigantesco evento turistico alle porte della città estense in grado di portare al Parco Urbano circa 400.000 persone nel 2009, ed il raduno dell'Epifania di Mondovì (CN).

  Storia

  Palloni ad aria calda premoderni

  Una lanterna celeste, il più antico tipo di pallone ad aria calda

I palloni ad aria calda (senza equipaggio) sono comuni nella storia cinese. Zhuge Liang del Regno di Shu Han (220-280 d.C.) usava mongolfiera di carta per segnalazioni militari. Queste erano conosciute come lanterne Kongming (孔明灯). Si ipotizza che delle mongolfiere con equipaggio siano state utilizzate per disegnare le famose linee di Nazca in Perù circa 1500 anni fa.

Il primo volo documentato di un pallone ad aria calda in Europa venne condotto dal presbitero portoghese Bartolomeu de Gusmão l'8 agosto del 1709 a Lisbona, in Portogallo. Egli riuscì a far decollare un piccolo pallone fatto di carta piena d'aria calda a circa 4 metri dal suolo davanti alla corte del re Giovanni V.

  Primo volo con equipaggio

  Un modello del pallone dei fratelli Montgolfier al Museo della scienza di Londra

  Jacques Étienne Montgolfier

Il primo volo accertato di un pallone capace di portare persone avvenne il 19 ottobre 1783 a Parigi, in Francia. Il pallone usava aria calda per galleggiare nell'aria e venne creato ad Annonay da Joseph-Michel and Jacques-Étienne Montgolfier (da cui il nome mongolfiera). In quell'occasione il pallone era "vincolato" a terra e portava a bordo lo scienziato Jean-François Pilâtre de Rozier, Jean-Baptiste Réveillon e Giroud de Villette. Il primo volo "libero" avvenne circa un mese dopo, il 19 novembre 1783.

  Oggi

Le mongolfiere moderne con la sorgente d'aria calda a bordo vennero create da Ed Yost durante gli anni cinquanta. Il primo volo avvenne il 22 ottobre del 1960.

  Principi strutturali e pilotaggio

  Una mongolfiera ad aria calda viene gonfiata per il volo

  Mongolfiera in atterraggio (mancano circa 2 minuti) sopra Bristol (Regno Unito)

  Una mongolfiera la cui forma riproduce quella dell'Abbazia di San Gallo, ripresa in volo tra Widnau e Lustenau durante l'Internationalen Ballontagen Alpenrheintal.

Una mongolfiera è costituita da un ampio pallone realizzato in tessuto monostrato (nylon). Il pallone ha un foro in basso, chiamato gola. Al pallone è vincolato un cesto, detto anche gondola, nel quale trovano posto il pilota ed i passeggeri. Montato sul cesto subito sotto la gola si trova il bruciatore, cui è lasciato il compito di riscaldare l'aria e di spingerla nel pallone stesso. L'aria riscaldata che si raccoglie nel pallone lo rende più leggero dell'aria circostante e determina la spinta ascensionale del pallone e del cesto ad esso vincolato. Le mongolfiere sono in grado di raggiungere quote altissime (in alcuni casi, palloni ad aria calda per uso scientifico sono giunti oltre i 20.000 m di quota, ben al di sopra dei normali aeroplani).

Le mongolfiere moderne sono costruite utilizzando tessuti sintetici (come il nylon incrociato), dotati di leggerezza ed estrema resistenza meccanica. Durante la costruzione il tessuto viene tagliato in lunghi spicchi che vengono cuciti assieme a formare il pallone vero e proprio. Le cuciture sono quindi ricoperte da nastri ad alto carico, cui vengono fissate le funi che reggono la gondola. Il bruciatore, che ricorda da vicino un lanciafiamme, impiega il propano, un gas conservato allo stato liquido in apposite bombole.

La spinta ascensionale fornita da una mongolfiera dipende principalmente dalla differenza tra la temperatura esterna e quella dell'aria contenuta nel pallone. Questo significa che, a parità delle altre condizioni, in una giornata afosa la mongolfiera avrà meno spinta ascensionale rispetto ad una giornata fresca o fredda: per tale ragione i decolli delle mongolfiere avvengono solitamente durante le ore fredde (prima dell'alba o al sorgere del sole). In tal modo vengono anche evitati i movimenti termici, frequenti durante il giorno, che rendono la mongolfiera particolarmente difficile da governare.

Per la maggior parte delle mongolfiere le temperature operative possono raggiungere i 120 °C circa. Si noti che la temperatura di fusione del nylon è decisamente superiore (circa 230 °C), ma si utilizzano temperature ben inferiori dal momento che il tessuto, se esposto a temperature molto elevate, si degrada molto rapidamente riducendo la vita operativa della mongolfiera stessa. Utilizzando le temperature massime consigliate una mongolfiera moderna può volare per 400-500 ore prima della sostituzione del pallone. Naturalmente quando le prestazioni sono molto importanti un pilota può utilizzare temperature più elevate, ma sempre inferiori a 200 °C accettando un precoce invecchiamento della tela.

Nelle tipiche condizioni di utilizzo il pallone di una mongolfiera ha bisogno di circa 3 m³ di volume per ogni chilogrammo da sollevare. La esatta quantità di spinta ascensionale dipende comunque dalla differenza di temperatura dell'aria tra l'interno e l'esterno del pallone, dell'altitudine sul livello del mare e dal grado di umidità dell'aria circostante. In genere la spinta ascensionale decresce del 3% circa per ogni 1.000 metri di quota (che corrisponde a circa l'1% ogni 1.000 piedi).

Le dimensioni delle mongolfiere attuali variano molto a seconda del disegno e del modello: si parte dalle mongolfiere monoposto, dette anche Hoppers, che hanno un volume del pallone di poco inferiore ai 1.000 metri cubi fino ad arrivare ai giganti utilizzati per escursioni commerciali in grado di sollevare una dozzina di persone, il cui pallone può raggiungere gli 8.000 metri cubi. La maggior parte delle mongolfiere possiede un pallone di circa 2.500 m³ ed è in grado di trasportare 3 o 4 persone.

Da un punto di vista direzionale il volo della mongolfiera è totalmente passivo, non potendo il pilota fare altro che variare la quota di volo. Tuttavia un attento studio dei venti in quota e delle loro direzioni, può consentire una certa navigabilità: il pilota può variare la quota fino a giungere all'interno di una corrente che ha la direzione da lui desiderata.

La fabbrica di mongolfiere più grande al mondo è la Cameron Balloons di Bristol, in Inghilterra.

  Attività sportive e competizioni

Un tipico volo in mongolfiera inizia togliendo il pallone dal suo contenitore. Un motore a combustione interna viene poi utilizzato per il primo gonfiaggio effettuato con aria non riscaldata. Tale gonfiaggio iniziale dà la forma di base al pallone e consente al bruciatore di proseguire il gonfiaggio con l'aria calda. Durante la fase di gonfiaggio un membro dello staff regge una fune agganciata sulla sommità del pallone ed agisce come un semplice "peso". In tal modo il gonfiaggio risulta rallentato ed il pallone può raggiungere le sue dimensioni massime prima di innalzarsi da solo. Una volta che il pallone ha raggiunto la verticale della gondola, pilota e passeggeri salgono a bordo. A questo punto il pilota, agendo sul bruciatore, incrementa la quantità di aria calda prodotta e la mongolfiera tende lentamente ad alzarsi in cielo.

Una volta che il volo si è concluso l'equipaggio sgonfia il pallone, distacca il bruciatore e la gondola e ripone il tutto in un apposito contenitore idoneo al trasporto.

Durante le competizioni i piloti debbono riuscire ad individuare la direzione del vento alle diverse quote. I piloti più esperti sono in grado di decollare, viaggiare per un po' in una direzione e poi, soltanto variando la quota, tornare verso il punto di partenza per l'atterraggio. A volte riescono ad atterrare nello stesso luogo da cui erano decollati.

Durante l'anno, i piloti si radunano nell'ambito di manifestazioni aeree in modo da potersi scambiare le esperienze maturate e mostrare al grande pubblico le spettacolari possibilità di questo sport.

Tra i rischi di questa attività vi sono:

• velocità eccessive (in senso verticale od orizzontale) durante l'atterraggio;
• linee elettriche e piloni;
• collisione con oggetti che possono collassare (in tutto od in parte) il pallone;
• condizioni meteorologiche pericolose (degenerazioni temporalesche, forti venti, etc.).

È bene comunque precisare che gli incidenti sono piuttosto rari, e che di solito si concludono senza esiti drammatici.

  Altri progetti

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