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気球アイコン気球の飛ぶ仕組み

熱気球の飛ぶ仕組みについて詳しく説明します。
熱気球

・熱気球の構造 熱気球の構造は大きく4つに分けられます。

  1. 熱気球の構造球皮(きゅうひ)
  2. バーナー
  3. シリンダー
  4. バスケット

1.球皮(きゅうひ)

球皮とは熱気球の風船部分のことを指し、熱気を包み込んでいます。素材は主に軽いナイロンやテトロンが使用され、バーナーに近い部分は燃えにくい布を使用します。
球皮の骨格となる強い帯布のロードテープを縦に渡し、ナイロンを縫いつけます。
このロードテープの本数によって球皮の形が変わってきます。16本以上だとかなり滑らかな球形となりますが、12本以下だとかぼちゃのような形になります。傘の骨組を想像するとわかりやすいかもしれません。

天頂部分は丸く穴が開いていて、そこにリップパネル(排気弁)という丸い布が内側から蓋をしています。リップパネルにつながっているリップラインと呼ばれる紐を引くとリップパネルが開き、熱気を抜くことができます。熱気を抜くと降下することができます。  リップラインは離すと熱気による内圧で自動的に蓋が閉まるので、再び炎を焚けば上昇することができます。
これを繰り返し上下することで、いろいろな方向に吹く風に乗ることができるのです。

この球皮の形状が各熱気球の個性をつくっていて、上下するごとの空気抵抗を減らすように工夫された細長い競技向けの球皮や、人形などの形をしたシェイプドバルーンと呼ばれる球皮など様々あります。球皮が変わっても、大体のバーナーやバスケットは同じものを使用することができます。
また、球皮のサイズによって吊り上げる力が変わるので、たくさんの人を乗せたいときは大きな球皮を使用します。

一般的なサイズとしては、3〜4人乗りの気球で、球皮の体積が2200立方メートルとなります。

2.バーナー

バーナーとは、熱気球のエンジン部分にあたり、炎を焚き浮力を得る加熱装置です。 熱気球のバーナーは、液体プロパンを強制気化させた強い出力の気化ガスとし、これを 燃やして大きな浮力を作り出します。 メインとなる炎は家庭用コンロの火力の1000倍以上とも言われています。 バーナーは、主にステンレススチールでできています。

3.シリンダー

シリンダー燃料となるガスを入れるステンレス(アルミニウム、ステンレス もしくは高張力鋼)容器です。一般的に20kgのガスを充填可能な容器が使用されており、容器の重量も含めると1本おおよそ34kgほどとなります。 通常、20kgのガスを3,4本搭載し、1本につき約40分ほど飛行します。 熱気球の燃料というとほぼプロパンガスを指しますが、一部の国ではブタンを使用する場合もあります。

4.バスケット

熱気球の人や計器類を乗せる部分をバスケット(ゴンドラ)といい、籐で編まれたものが一般的です。 目的によってはアルミのバスケットを使用する場合もありますが、籐の編み目が着陸時の衝撃を吸収するクッションの役割を果たしてくれるため、昔から変わらず籐製のものが使用されています。 最近では車椅子の方や足腰が弱い方でも乗り降りしやすいよう、扉付のバスケットも使われるようになりました。
熱気球は自分で作れるの?
日本で初めて飛んだ気球は自作気球でした。もちろん今でも自作気球を作って飛ばしている人もいます。現在では主に海外メーカーのものを購入するケースが増えています。価格は気球のメーカーやサイズ、仕様、レートによって異なります。 デモンストレーション用のモデルバルーンについてはこちらをご覧ください。
日本で初めて熱気球が飛んだのはいつ?
1890年末 米国人兄弟 ボールドウィンが 日本で最初の熱気球フライト、バーナーの付かない 一種のスモークバルンタイプで 浮力が付いたら離陸、パラシュートで降下。いくつかの場所でお金を取ってデモンストレーションしました。

日本人で初めて飛んだ熱気球は?
1969年9月に北海道洞爺湖付近で、京都イカロス昇天グループが製作した球皮とゴンドラに、北海道大学探検部が製作したバーナーを搭載した「イカロス5号」が初めて飛びました。

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