Luchtballon

De lucht in een heteluchtballon wordt verhit tot een temperatuur van ongeveer 100 graden. De ballon is van boven meestal bolvormig en heeft een trechtervormige opening aan de onderkant. Er bestaan echter ook special-shapes, die een afwijkende vorm kunnen hebben. Het omhulsel wordt voor de start op de grond uitgespreid, met de mand op zijn kant. Met een grote ventilator blaast men koude lucht naar binnen, waardoor het omhulsel bol gaat staan. Daarna ontsteekt men de gasbranders die de lucht in de ballon verhitten, zodat hij omhoog komt, de mand rechtop trekt en met de inmiddels ingestapte passagiers het luchtruim kiest.

Aan de mand van een heteluchtballon hangen geen zandzakken. Om te stijgen verhit de ballonvaarder de lucht in de ballon. Doet hij de gasbranders uit, dan zal de lucht langzamerhand afkoelen, zodat de ballon weer daalt. Eventueel kan het dalen versneld worden door een ventiel bovenin open te trekken, zodat de warme lucht ontsnapt.

De gasbranders van een moderne heteluchtballon gebruiken propaan of lpg. Een nadeel van het gebruik van lpg is dat de vlam minder heet is en er dus meer gas verbruikt wordt tijdens de vaart dan wanneer men met zuiver propaan werkt. Een ander nadeel van het gebruik van lpg is dat het minder schoon is en geleidelijk aan een roetaanslag aan de binnenkant van de ballon zal veroorzaken, waardoor vooral de lichtere kleuren een grauwe aanblik zullen krijgen. Een voordeel van lpg is de gunstigere brandstofprijs.

Wanneer de buitentemperatuur erg laag is, kan de ballonvaarder ervoor kiezen om zijn gasflessen na het vullen met propaan af te persen met stikstof. Dit veroorzaakt een hogere druk in de fles waardoor er een grotere vlam ontstaat en de ballon sneller verwarmd wordt. Dit kan in sommige gevallen waarbij snel stijgen nodig is, veel gas en tijd sparen.

De gebroeders Montgolfier gebruikten een houtvuur en ze zorgden ervoor dat het vuur flink rookte, omdat ze dachten dat de rook voor de stijgkracht zorgde.

Omdat de meeste ballonvaartbedrijven vaarten van ongeveer een uur uitvoeren, nemen de ballonvaarders meestal een gasvoorraad mee voor zo'n anderhalf à twee uur. Hierdoor is de kans om zonder gas te geraken heel klein.

Een duurdere methode is een gasballon. De omhulling (envelop) is bolvormig, met een aanhangsel (de 'vulslurf') aan de onderkant. De vulslurf dient in de eerste plaats om de ballon met gas te vullen. Vroeger werd daarvoor vooral lichtgas gebruikt, omdat het gemakkelijk verkrijgbaar was. Lichtgas bevat onder andere waterstof en koolstofmonoxide; het is dus brandbaar en giftig. Tegenwoordig werkt men vaak met helium, dat absoluut veilig is, maar veel duurder. Na de start blijft de vulslurf open. De envelop is namelijk, in tegenstelling tot die van de speelgoedballon, niet van rekbaar materiaal, en het gas zal niet direct door de vulslurf ontsnappen. Stijgt de ballon echter, dan zet het gas uit door de verminderde luchtdruk en moet het kunnen ontsnappen, opdat de ballon niet barst.

Een gasballon heeft natuurlijk geen gasbranders. Om te stijgen moet de ballonvaarder ballast uitwerpen. Daarvoor hangen er meestal zakken met zand aan de mand. Om te dalen trekt de ballonvaarder aan het ventielkoord dat door de vulslurf naar het ventiel bovenin loopt; daardoor loopt er wat gas weg.

Een reis met een gasballon kan een hele dag duren, of zelfs meerdere dagen, maar door de kosten van de gasvulling zijn gasballons zeldzaam geworden.

Voor meer informatie over gassen die gebruikt kunnen worden voor het opstijgen van een ballon, zie het artikel hefgas.

Een rozièreballon is een gasballon in een heteluchtballon. Het drijfvermogen komt hoofdzakelijk van de gasballon. De hete lucht dient alleen om het drijfgas te verwarmen en zo het drijfvermogen te verhogen. Dit is vooral praktisch bij nachtvaarten, als de zon het drijfgas in een ballon niet kan verwarmen.

Heteluchtballons en gasballons hebben gemeen dat er gas voor nodig is, maar voor een heel ander doel. Een gasballon is gevuld met een licht, en liefst onbrandbaar, gas. De heteluchtballon heeft gasbranders, meestal met propaan, om de lucht te verhitten. Propaan is brandbaar en niet bijzonder licht. Het verschil wordt in onderstaande tabel duidelijk gemaakt.

Strikt genomen is lucht ook een gas, maar het wordt meestal geen gas genoemd.

Étienne Montgolfier

De heteluchtballon werd op 4 juni 1783 door Joseph en Étienne Montgolfier gedemonstreerd. Hun ballon was van doek gemaakt en gevoerd met wit papier. Het papier was bestreken met aluin als brandwerende laag en het werd bijeengehouden met ongeveer 2000 knopen. De ballon was onbemand en overbrugde een afstand van 2 km.

Op 19 september 1783 lieten de broers de eerste ballon met passagiers opstijgen. De vaart van een schaap, een haan en een eend vertrok vanuit Versailles en duurde 8 minuten. De ballon, beplakt met behang, bereikte een maximale hoogte van 500 meter en vloog 3,5 km ver. Het voorstel om een koe op te laten stijgen, zodat er nog vlees zou zijn als de "machine" te pletter viel, haalde het niet.

Op 21 november 1783 maakten voor het eerst in de geschiedenis twee mensen een luchtreis, namelijk Jean-François Pilâtre de Rozier en markies François Laurent d'Arlandes. Het vaartuig bereikte een hoogte van 90 meter. Na 25 minuten landde de ballon veilig 8 km verderop. Op 1 december 1783 steeg de eerste waterstofballon op. Jacques Charles was de uitvinder en een van de passagiers. Twee jaar later, op 7 januari 1785 staken de Fransman Jean-Pierre Blanchard en de Amerikaan John Jeffries het Kanaal over. Nicolas-Jacques Conté stelde voor de ballons aan te wenden voor oorlogsdoeleinden en kreeg in 1793 toestemming een instituut op te richten in Meudon; er werd een luchtmachteenheid opgericht de Compagnie d'aérostiers. Bij de Slag bij Fleurus (1794) werd voor het eerst een luchtballon ingezet voor militaire luchtverkenning.

Op 11 augustus 1978 werd de Atlantische Oceaan in zes dagen per heteluchtballon overgestoken. Gedurende deze tijd werd een afstand van 5000 km afgelegd.

Nederland

1785: bemande ballonvaart vanuit de paleistuin in Den Haag

Op 19 maart 1784 berichtte de Groninger Courant dat Jan Modderman samen met Gerrit van Olst in Groningen een ballonvaart georganiseerd had. Vanaf een van de scheepswerven van de gebroeders Modderman werd een zelfgemaakte papieren heteluchtballon met daaraan een vogel in een kooi opgelaten om 15 kilometer verderop in het Drentse Bunne weer te landen. Jan Modderman was daarmee de eerste Nederlander die met succes een heteluchtballon liet opstijgen.[1]

Daarna volgde een geslaagde ballonvaart in Amsterdam op 25 maart 1784 langs de Amstel. De ballon was rood-wit-blauw gekleurd. De experimenten zijn herhaald in Leiden en op 14 mei in Leeuwarden. De ballon werd door een troep jongens met stokken aangevallen en geheel gesloopt en vernield. Een mislukte ballonvaart op 20 juli 1785 bij de Utrechtse poort leidde tot een rel. De menigte begon met stenen en dakpannen te gooien naar de initiatiefnemer, die in een kroeg een goed heenkomen zocht.

De eerste bemande ballonvaart in Den Haag vond plaats op 12 juli 1785, uitgevoerd door Blanchard vanuit de paleistuin van paleis Noordeinde. Bij de landing nabij Zevenhuizen werd de ballon door woedende boeren kapotgeprikt.

De eerste ballonvaart in Nederland door een Nederlander vond plaats op 29 september 1804 door de Haarlemse fabrikant en instrumentmaker Abraham Hopman. Zijn aanvankelijke mislukte poging leverde hem de bijnaam Abraham Fopman op.

In 1870 kwam, per ongeluk, de eerste ballonpostvlucht aan in Nederland, nabij het plaatsje Castelré landde de Franse ballon Archimède met post uit het omsingelde Parijs (De Frans-Duitse Oorlog). Dit feit wordt herdacht met een monument in Castelré en een gevelsteen in het stadhuis van Baarle-Nassau.

Een ballon kan een veel grotere hoogte bereiken dan enig ander luchtvaartuig en wordt alleen door raketten overtroffen.

de Abdij van Sankt Gallen, vervaardigd in 2002

Een ballon drijft met de wind mee, en het is aan boord dan ook windstil. De passagiers kunnen in de mand de krant lezen of de kaart uitvouwen zonder last te hebben van de wind. Bij een eenvoudige ballonvaart met een heteluchtballon, waarbij geen spectaculaire hoogtes worden bereikt, is het nauwelijks nodig warme kleren aan te trekken. Omdat de landing onvoorspelbaar is, de mand zal door de wind vaak omvallen waarbij de passagiers in de modder zouden kunnen belanden, is het niet aan te bevelen in zondagse kleding te varen.

Het landen van een luchtballon is complex en kan bemoeilijkt worden als er een harde wind staat. In principe is het landen het omgekeerde proces van het opstijgen. Door de lucht in de ballon minder frequent op te warmen met de brander koelt de lucht in de ballon af en gaat weer krimpen, waardoor de dichtheid (soortelijk gewicht) hoger wordt. Hierdoor zal de ballon minder snel stijgen en op een gegeven moment gaan dalen. Het proces kan versneld worden door een ventiel boven in de ballon te openen om hete lucht of gas te laten ontsnappen. Door de brander af en toe even aan te steken, kan de daalsnelheid van de ballon onder controle worden gehouden.

Bij een gasballon wordt de daling ingezet door het ventiel te openen, zodat er gas ontsnapt.

Meestal kiest de ballonvaarder voor de landing een weiland, liefst zonder vee, waar ruimte genoeg is om de ballon om te kiepen en de warme lucht of het gas te laten weglopen. Doordat de ballon met de wind meedrijft kan hij pas op het laatste moment beslissen waar hij zal landen, en dat is voor de grondeigenaar dus altijd onaangekondigd.

Kort voor de landing moet de daalsnelheid vertraagd worden, door snel nog even wat ballast uit te werpen (bij een gasballon) of de gasbranders aan te steken (heteluchtballon). Dit is een subtiel precisiewerk, omdat bij een teveel aan gewichts- of heteluchtsverlies de ballon weer zal stijgen. Vroeger werd er een anker gebruikt maar daarmee werd soms veel schade aangericht.

Staat er veel wind, dan zal de ballon na de landing meteen omvallen, en de mand ook. Een gasballon heeft een scheurbaan, - een strook stof die boven in de omhulling is geplakt en met een ruk wordt losgetrokken zodat de ballon snel leegloopt.

Bij zwakke wind valt de ballon niet om. De ballonvaarder zal nu de omhulling niet leeg laten lopen, want dan krijgen de inzittenden het doek en de hete lucht over zich heen. De ballonvaarder houdt het gas warm en de passagiers moeten in de mand blijven om de ballon aan de grond te houden. Er wordt gewacht op de komst van de crew die de ballon omtrekt.

Crew is ballonvaardersjargon voor teamleden. Een ballonteam bestaat uit een piloot en een of meer crewleden, meestal vrijwilligers. De crew assisteert bij het gereedmaken van de ballon. Ook de passagiers kunnen helpen. Nadat de ballon is opgestegen rijdt de crew er met auto en aanhangwagen achteraan. Een radioverbinding met de ballon maakt het makkelijker. Na de landing is de crew vaak de eerste die de landeigenaar spreekt. Nadat de ballon is ingepakt, zorgt de crew weer dat iedereen thuis wordt gebracht.

Voor onderzoek van hogere luchtlagen kan een onbemande ballon worden gebruikt. Dit geldt onder andere voor de weerballon, die tot zeer grote hoogte kan stijgen - veel hoger dan een vliegtuig. Een weerballon bestaat uit een flexibele latex-envelop, waarin helium of waterstofgas wordt gepompt. De weerballon wordt bij de vulopening zorgvuldig afgesloten, zodat geen gas uit de ballon kan ontsnappen. Door uitzetting tijdens het stijgen zal de ballon op een gegeven moment barsten. Voor langdurige onderzoeksmissies in de bovenlucht wordt de 'zero-pressure-ballon' toegepast, die openingen heeft waaruit overtollig gas kan ontsnappen, zodat de ballon op een bepaalde hoogte blijft zweven.[2] Een dergelijke ballon wordt slechts gedeeltelijk met gas gevuld.

In Nederland worden verschillende ballonevenementen gehouden, zoals de Friese Ballonfeesten in Joure, Ballonfiësta Barneveld in Barneveld, Twente Ballooning in Oldenzaal, Breda Ballon Fiësta in Breda, Eindhoven Ballooning in Eindhoven het Ballonnenfestival in Hardenberg in Hof van Twente de Höfteballooning en De Brabantse Ballonfeesten.

België kent onder andere de Vredefeesten in Sint-Niklaas en de Ballonhappening in Waregem en Eeklo. Ook in andere landen vindt dit soort evenementen plaats, bijvoorbeeld het Bristol International Balloon Fiesta in Bristol.

• Helperus Ritzema van Lier, Verhandeling over het algemeen en bijzonder gebruik der aerostatische machines, en de verschijnselen, die dezelve kunnen opleveren, Lubbartus Huisingh, 1784.
• Han Nabben, Lichter dan lucht, los van de aarde: Geschiedenis van de ballon- en luchtscheepvaart in Nederland, BDU Uitgevers, 2011, ISBN 978-90-8788-151-1
• Robert Verhoogt, De wereld vanuit een luchtballon: Een nieuw perspectief op de negentiende eeuw, Amsterdam University Press, 2013, ISBN 9789089644664

• Professionele Ballonvaarders Nederland (branchevereniging)
• Koninklijke Belgische Ballonvaart Federatie (branchevereniging)

Mediabestanden die bij dit onderwerp horen, zijn te vinden op de pagina Hot air balloon op Wikimedia Commons.