Mongolfiera

Da Wikipedia, l'enciclopedia libera.

Una mongolfiera ad aria calda viene gonfiata per il volo

Una manifestazione di mongolfiere in una splendida giornata estiva

Jacques Étienne Montgolfier

La Mongolfiera è un aeromobile che per ottenere la forza necessaria per sollevarsi da terra, utilizza un gas più leggero dell'aria ovvero: Aria calda. La mongolfiera fa parte della categoria degli Aerostati, velivoli che utilizzano gas per sollevarsi. Quando in volo, vengono trasportati dal vento e non possiedono strumenti direzionali propri. I palloni aerostatici sono, in questo, diversi dai dirigibili che, 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. La manifestazione più importante in Italia per le mongolfiere è il Balloons festival di Ferrara.

[modifica] Tipi di Mongolfiere

Le Mongolfiere oggi impiegate per attività sportive possono venir suddivise in due grandi categorie, a seconda del tipo di gas utilizzato per il sostentamento:

Mongolfiera ad aria calda: viene riempita con aria calda (riscaldata fino ad una temperatura superiore alla temperatura ambiente); la maggior parte delle mongolfiere attuali è di questo tipo.
Mongolfiera di Rozier: rappresenta il tentativo di unire i vantaggi dei gas leggeri (maggiore potenza ed autonomia di sollevamento) con quelli dell'aria riscaldata (governabilità della quota), allo scopo di ottenere le massime prestazioni: sono mongolfiere di Rozier quelle che hanno effettuato le recenti circumnavigazioni del pianeta.

[modifica] Cenni storici

La storia degli areostati parte dai primi secoli DC, quando in Cina vennero gonfiati e fatti volare i primi palloni,ma il trasporto umano ha dovuto attendere il 1783 quando i Fratelli Montgolfier riuscirono a far sollevare il primo Pallone aerostatico ad aria riscaldata, che prese il loro nome.

Subito dopo (meno di un mese), il Professor Jacques Charles fece il suo primo volo utilizzando un pallone a gas, e tale tipo di pallone (dotato di migliori capacità ascensionali e maggiore autonomia) divenne piuttosto comune dal 1790 fino agli anni 1960.

Il terzo tipo di aerostato fu inventato da Pilâtre de Rozier (da cui Mongolfiera di Rozier) ed era un ibrido, venendo sollevato sia dall'aria calda che da un gas leggero. Rozier ottenne questo aggiungendo ad un pallone ad idrogeno una camera separata che poteva venir alimentata con aria calda. Nel 1785, Rozier decollò con l'obbiettivo di attraversare la Manica, ma l'apparecchio esplose dopo circa mezz'ora di volo. Questo incidente fece dire, di Rozier: "Il primo uomo a volare ed il primo a morire". Soltanto nella seconda metà degli anni 1980, la Mongolfiera di Rozier divenne sufficientemente sicura da essere praticamente utilzzabile.

Le attuali Mongolfiere sportive sono invece state completamente riprogettate e ridisegnate, nella seconda parte degli anni 1950, da Ed Yost che, per primo, utilizzò nuovi materiali (tessuto di Nylon) e motori moderni (alimentati a propano). Questo gli consentì, nel 1960, di effettuare il primo volo che avrebbe decretato la nascita di una nuova attività sportiva.

[modifica] Principi strutturali e pilotaggio

Una mongolfiera è costituita da un ampio pallone, realizzato in tessuto monostrato (Nylon), che ha un foro in basso, chiamato gola. Al pallone è vincolato un cesto (o gondola) nel quale trovano posto il pilota ed i passeggeri. Montato sul cesto e posizionato subito sotto alla gola, si trova il bruciatore, cui è lasciato il compito di riscaldare l'aria, spingendola 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 mt 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, poi, 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, in una giornata afosa, la mongolfiera avrà meno spinta ascensionale rispetto ad una giornata fresca o fredda (a parità delle altre condizioni): per tale ragione, i decolli delle mongolfiere avvengono solitamente durante le ore fredde (prima dell'alba od 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, realizzate in nylon, 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); per contro, utilizzando le temperature massime consigliate, una mongolfiera moderna può volare per 400-500 ore prima della sostituizione 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 metri cubi di volume per ogni chilogrammo da sollevare. La esatta quantità di spinta ascensionale dipende comunque, oltre che dalla temperatura dell'aria all'interno del pallone, anche della temperatura esterna, della altitudine sul livello del mare e dal grado di umidà dell'aria circostante. In genere, la spinta ascensionale decresce del 3% circa per ogni 1000 metri di quota (che corrisponde a circa l'1% ogni 1000 piedi).

Le dimensioni delle mongolfiere attuali variano molto, a seconda del disegno e del modello: le mongolfiere monoposto (dette anche Hoppers), hanno un volume del pallone di poco inferiore ai 1.000 metri cubi. All'altro estremo si trovano i giganti utilizzati per escursioni commerciali ed in grado di sollevare una dozzina di persone: il loro pallone può raggiungere gli 8.000 metri cubi. La maggior parte delle mongolfiere, tuttavia, hanno palloni di circa 2.500 metri cubi e sono 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.

Mongolfiera in atterraggio (mancano circa 2 minuti) sopra a Bristol (UK)

[modifica] Attività sportive e competizioni

Un tipico volo in mongolfiera inizia togliendo il pallone dal suo contenitore. Un motore a scoppio viene poi utilizzato per il primo gonfiaggio (effettuato con aria non riscaldata). Tale gonfiaggio iniziale rende possibile ottenere la forma di base del pallone e consente al bruciatore di proseguire il gonfiaggio con l'aria calda. Un membro dello staff regge, durante la fase di gonfiaggio, una fune aggangiata 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 sulla 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.

Di contro, 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 (e, a volte, capita che riescano 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 metereologiche pericolose (degenerazioni temporalesche, forti venti, etc.).