気球は、浮く原理によっていくつかの種類に分かれています。
1783年11月21日にフランスのモンゴルフィエ兄弟が人類史上初めて、熱気球で有人飛行を成功させました。火を燃やして出る「煙」に空を飛ぶ力があると考えた彼らは、実験を重ねて熱気球を製作し、ついに人類で初めて空を飛ぶことに成功したのです。
熱気球はその名の通り熱を使って上下動を行います。エンジンのついた送風機によって膨らんだ風船(球皮と呼びます)内の空気がバーナーの熱で温められることで熱気球は上昇する力を得ます。逆に温めた球皮内の空気を冷ますことで降下します。横方向の移動はというと、行先をコントロールする動力や舵のようなものが 装備されていないので、風に乗って飛びます。詳しくは「飛ぶ仕組み」をご覧ください。
また、イラストの気球に描かれがちな砂袋はついていません。砂袋を装備するのはガス気球といって、飛ぶ原理がまったく違うのです(後述参照)。
熱気球の膨らむ部分(球皮)は球体だけではなくいろんな物の形に象って作ることができます。このような気球の事を「変形気球」や「シェイプバルーン」などと呼びます。
熱気球と同時期にフランスのシャルル教授がガス気球の有人飛行に成功しました。
ガス気球は、空気より軽い水素やヘリウムを風船部分に注入して浮力を得ます。その際、浮いて飛んで行ってしまわないように砂袋(バラストと言います)を装備します。ガスを排気したり、バラストの砂を(スコップですくって)撒く事で上昇下降を制御します。
このように、操作方法は熱気球と全く違いますが、こちらも舵はついておらず、行きたい方向へは風を使います。
また、長時間飛べる事も特徴で、気球レースで最も歴史が古いとされる「ゴードンベネットカップ」では、世界各国からガス気球が集まり、飛行距離を競います。できるだけ遠くまで飛ぶために、昼夜連続して数日間飛び続け、複数の国境を越えて着陸することも珍しくありません。
熱気球とガス気球の長所を併せ持つ、ハイブリッド気球です。現在、世界一周を成功させている気球はこのロジェ気球だけです。細長い球皮のヘリウム気球のガスの温度を夜間など気温の下がったとき下部の小さな熱気球部を介し温度を上げることで バラストを消費することなく高度を維持します 。てっぺんの出っ張りはヘリウムバルブを雨 氷結 等から保護します。
「ロジェ 」とはモンゴルフィエの熱気球を最初に飛んだパイロットの名前です。彼はシャルルのガス気球も見ていて、この二つを組み合わせればより優れた気球になると思いつき、1784年これを実行し、その気球で英仏海峡の横断に挑戦しました。しかし水素と熱気球の組み合わせのため離陸直後墜落、最初の航空事故の犠牲者となりました。当時は愚かなパイロットと言われていましたが20世紀後半、英国のドンカメロンが「彼は愚かではない、水素でなく不活性なヘリウムを使えば優 れた気球になる」と提唱、自らそのような気球を作り大西洋横断に成功します。以来長距離飛行にはこのタイプの気球が使用されることとなりFAIが正式に ロジェ 気球と命名しました。
飛行船は1852年9月23日にフランスのアンリ・ジファールによって初めての試験飛行がおこなわれました。
風船の部分にヘリウムなどのガスを詰めて浮力を得ます。
また、熱気球やガス気球等と異なり、飛行船にはエンジンやプロペラなどの推進装置がついているため、舵をとることができます。
熱気球の飛ぶ仕組みについて詳しく説明します。
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。
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。
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。
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。
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。
「気球をやってみたい!」と、ひとくちに言っても気球にはいろいろな楽しみ方があります。「気球の種類」でご紹介したように、気球にはいくつか種類がありますが、ここでは国内で一般的な「熱気球」に絞ってご紹介します。
気球を思い浮かべたとき、青空をふわふわ気ままに浮かんでいるイメージを想像すると思います。そのイメージのように、地上と気球をつなぐものもなく、風に乗って自由に飛んでいるのが「フリーフライト」です。気球でのフライトと言うと一般的には「フリーフライト」を指しています。
一方、「係留飛行」は気球を地上とロープでつなぎ、気球が風に乗って飛んで行ってしまわないようにします。敷地の広さやロープの長さなどで上昇できる高さは変わりますが、気球で空を飛ぶ疑似体験といったところでしょうか。どちらも風の影響を大きく受けるので、主に風が穏やかな早朝や、夕方の凪の時間帯を選んで飛行します。
各地で開催されている熱気球の大会やフェスティバルでは、会場を設けて熱気球競技を観戦したり、一般の方もご参加いただける係留飛行体験や、熱気球教室を実施しているところもあります。各大会主催者のホームページなどで御確認ください。
見物や体験だけでは物足りない方には、クラブやチームを探して体験入会することをお薦めします。気球は老若男女、体の大きさにかかわらず誰にでも楽しめるスポーツです。しかし、一人ではできないのも気球の特徴。フライトするためには最低でも3~4人の仲間(クルー)が必要となります。気球の立ち上げ・回収はもちろん、気球がフライトをしている間に、地上ではチェイスカー(気球を運ぶ車両)が追跡して、着陸のフォローや回収をするからです。気球を飛ばすにはチームワークが必要というわけです。
また、日本各地にバルーンクラブやチームがありますが、活動目的はそれぞれです。フライトそのものを楽しむ事をメインにしているチームや、スカイスポーツ(熱気球競技)として、日本一、世界一を目指しているチームもいます。全国各地の大会に出向き、情報発信しているチームも少なくありませんので、是非ご自分にあうチームを見つけてください。
全ての熱気球は、バーナーの熱で浮力を得て高度(上下動)をコントロールしますが、水平移動をコントロールすることはできず、風の力のみで進みます。そこで、どれだけ正確に風を読み、どれだけ目的地に近づけるかを競うのが熱気球競技です。
何キロも離れたところから、1mmの誤差もなくゴールにたどり着く「オンターゲット」には自チームだけでなく、他チームや観客も歓声を上げます。
大会は通常2~5日間程、午前午後で行われて、競技ごとの得点の総計で順位を競います。競技内容(タスク)は約20種類あり、当日の気象状況に従って競技委員会が設定し、タスクシートが選手たちに提示されます。
1度のフライトで2つ以上のタスクを行う事が一般的で、時間制限や規則に則って1つ1つのタスクをこなしていく必要があり、パイロット自身の判断力が問われます。また、刻一刻と変化する風の状況を知るには、副機長や地上に待機するメンバーとのやり取りが重要になるなど、チームプレイの側面もあります。
タスクによって求められる結果は違いますが、オーソドックスなタスクでは「マーカー」と呼ばれる、約10センチ四方の砂袋に1mほどのリボンがついたものを選手たちが投下し、地上に落ちたマーカーとそのタスクのゴールの距離を結果として求められます。この場合その距離が短い選手が1位となります。近年では、タスクの結果を得るためにGPSなど電子機器を用いることが増え、マーカーとしてGPSの位置情報を用いることもあります。
大会は気球関係者だけではなく、地元の方のご理解もさることながら、多くの方に支えられて成り立っています。なかでも、競技を運営するスタッフには大きく分けて、以下のような仕事があります。
大会によってはこの通りではありませんが、一般のボランティアを募集したり、講習会を実施している大会もありますので、各大会主催者にご確認ください。
名前の通り、冒険的要素の強いフライトです。
ジョイフライトはフライトエリアとして飛びなれた平野でのフライトが主ですが、アドベンチャーフライトでは、誰も飛んだことがない場所でのフライトや山岳地帯でフライトすることで、見たことのない景色を堪能したり、新しい体験を求めることができます。
冒険的な要素が強いため、熟練したフライト経験や気象・地形に関する知識が求められます。
1976年7月25日 日本初の富士山越え下方は山頂のおはち、左奥は山中湖。測候所レーダーが見える。
気球:アセンション
P1: 市吉 三郎 ソロ
Photo: Mainichi Shinbun
1994年9月25日 対馬海峡横断(離陸地:韓国釜山→着陸地:日本山口県豊田町)
気球:マンボー
P1: 市吉三郎,P2: 大岩正和/増田正雄/辰巳進/甲村謙二
1992年4月23日 ベーリング海峡横断(離陸地:Uelen Siberia→着陸地:Wales Alaska)
気球:Earth We Love
P1:T.Akiyama/M.Fujita,
P2:H.Takezawa/T.Chase,Crew:V.A.Gorchakov/G.Nakano
記録(世界記録・日本記録)を目指すフライトです。世界記録は国際航空連盟(FAI)が認定発行しており、最高高度や滞空時間などが、気球のサイズごとに記録されています。 日本記録は、日本航空協会が同じように認定・記録しています。 日本からも世界記録保持者が何名か出ています。
1978年10月12日 高度日本記録樹立西オーストラリア・ノーザム
AX-8 高度日本記録 高度:8,295m
気球:CATHAY 3,
P1: 市吉 三郎 ソロ
2001年9月1〜3日 ゴードンベネットレースAA-7 距離・滞空日本記録 滞空時間:37時間39分 距離:1187.3 km
(離陸地:ドイツ・ヴァーンシュタイン→着陸地:ルーマニア・ルゴジュ)
気球:ニッポン21
P1: 市吉三郎/大岩正和
2000年2月12日 AX-3 日本記録樹立
北海道・上士幌、記録離陸前・シベリア北極海にてAX-3 日本記録 滞空時間:1時間18分、距離:7.952 km、高度:1,355 m
気球:カメロンホッパー
P1: 市吉三郎 ソロ
熱気球を始めてみて、「自分で操縦してみたい!」と思ったらぜひパイロットライセンスを取得しましょう。
パイロットライセンスとは、日本気球連盟公認の「熱気球操縦士技能証」のことです。ぜひライセンスを取得して、ご自分の操縦で大空を散歩してみてください。
雲と一緒に大空を漂い、風に乗って大空を羽ばたきましょう。 空の世界は本当に素敵ですよ。
パイロットトレーニングの方法は、既存クラブに入会してトレーニングする方法と、資格を取得するための有償トレーニングを受ける方法があります。トレーニングのみを受け付けているクラブなどもありますので、詳細はフライトエリア・活動クラブのページをご参照ください。
日本気球連盟に入会し、Pu/t登録をします。Pu/t登録をすることで、トレーニングログブックを取得できます。申請については各種申請書類をご参照ください。
様々な条件をクリアし、実技試験を受けましょう。
実施順番や回数、有効期限などがあります。詳しくはトレーニングログブックを確認ください。
Pu/t講習会の受講 | 【会員限定】セミナー予定 |
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訓練飛行の実施 | インストラクター指導の下、トレーニングの実施 【会員限定】登録インストラクター一覧 |
筆記試験 | 登録イグザミナー立会いで実施 【会員限定】パイロットハンドブックや全問集などを活用して学習します 【会員限定】登録イグザミナー一覧 |
単独訓練飛行 (ソロフライト) |
インストラクター立会いによるソロフライトの実施 【会員限定】登録インストラクター一覧 |
実技試験推薦 | インストラクターから実技試験の推薦取得 【会員限定】登録インストラクター一覧 |
実技試験 | 選任イグザミナー立会いで実施 【会員限定】登録イグザミナー一覧 |
実技試験にパスできたら、必要書類を準備して申請しましょう。申請書の入手は各種申請書類をご参照ください。必要書類に審査基準チェック表があります。その他詳細については、熱気球操縦技能証明認定制度をご参照ください。
気球に関するよくある質問をまとめました。
大きくわけると、熱気球、ガス気球、などがあります。
熱気球はバーナーで火をたき、あたためられた熱気を風船部分に溜めるによって浮力を得るものです。
ガス気球はヘリウムや水素などの空気よりも軽いガスを風船部分に詰めることで浮力を得ます。
日本で行なわれる気球活動は主に熱気球を指しています。
それぞれの詳しい説明や、他の気球については気球の種類のページをご覧ください。
フライトをするためには、航空局へ事前に連絡を取って行います。
通常、フライトをする近くの空港に飛行通報書(日時、場所、高さ、機数、飛行条件等)を届け出て、その情報は、そのエリアを利用する他の航空機などへ管制情報として案内されています。
また、熱気球はとても大きいため、飛ばす準備や着陸して片付けるには田んぼ一枚分ほどの障害物のない場所が必要になります。そのため熱気球が飛ぶ地域は必然的に、電線や集落、森林が少ない地域となってきます。
日本国内のフライトエリアについては、フライトエリア・活動クラブのページをご覧ください。
熱気球には舵やブレーキはなく、風に乗り、風が吹く方向へ移動します。調節できるのは高さだけです。
パイロットは飛行前に天気図や予報を調べ、離陸前にヘリウムを詰めた風船を放って当日の風向きや強さを調べます。風は高さや地形、場所によって吹く向きが異なるのです。
事前の情報を元に離陸地を決め、熱気球を上下させながら行きたい方向の風に乗り、目的地へ向かいます。
雨や雪、風が強いときは飛ばせません。
また霧が濃いときも視界が悪い場合も危険ですので自粛します。
熱気球が飛ぶ主な時間は一日の中でも風が穏やかな時間帯、日の出後や日の入り前の凪の時間です。係留フライトは日中でも行なわれる場合があります。
大空を飛行しますので、それに伴う危険の可能性はあります。
しかし、その危険はパイロットの努力によって限りなく回避することができます。重要なのは実力を過信しないこと、状況に合った適切な判断をすることです。
日本気球連盟では、パイロットになるためのトレーニングや安全飛行のための規程、機体に関しての指針などを通して、より安全に楽しく飛ぶ事を目指しての活動を行っています。
また、安全委員会や事故調査委員会を設置して、パイロットやインストラクターの安全意識の啓蒙・育成を行なって、危険をより少なくできるようつとめています。
熱気球の体験搭乗は「係留フライト」といって、熱気球をロープで地上とつなぎ20mほどの高さを上下するものと、「フリーフライト」といって、自由飛行をするものと2つあります。
「係留フライト」は全国の大会や各地域のイベントなどで実施されていることがあります。詳しくは大会やイベントの主催者に問い合わせるとよいでしょう。全国の大会予定は大会予定ページにてご覧ください。
フリーフライトは各地の愛好家クラブで体験フライトを受けている場合があります。
愛好家グループについてはフライトエリア・活動クラブのページでフリーフライト引き受け可のクラブを探してみてください。
競技の種類はたくさんあり「タスク」と呼ばれています。タスクの中でも一番多いのは「目的地へいかに正確に近づけるか」を競うもので、トップパイロットとなると数キロメートル離れたところから飛んで50cmと違わずに到着できる人もいます。
他にも「飛ぶ方向を大きく変えるタスク」や「長い距離を飛ぶタスク」もあります。どのタスクも設定時間内に行なわれます。詳しくは競技についてをご覧ください。
日本で熱気球のパイロットになるには、日本気球連盟が発行する熱気球操縦士技能証を取得します。取得するためには日本気球連盟の正会員となり、定められた試験(実技試験・筆記試験)を受ける必要があります。
取得するための詳しい条件は「熱気球操縦技能証明認定制度」をご覧ください。
熱気球をするための一式を一般的に言うと
・球皮(風船の部分)
・バスケット(搭乗するカゴの部分)
・バーナー
・シリンダー(ガスボンベ)4本
・送風機(風船部分を膨らませるための大型扇風機)
となります。新品で約400万円位からかかります。
また熱気球をするためには、移動するための車両や高度計などの別の機材も必要になります。
いずれのフライトも熱気球で離陸し着陸するという動作は同じですが、フライトの目的によって使用する機材や装備が変わってくることがあります。
フリーフライトの目的を大きくわけると、ジョイフライト、競技フライト、アドベンチャーフライト、トレーニングフライトなどがあります。
ジョイフライトはパイロットが操縦技術向上のために練習したり、フライトそのものを楽しむ飛行です。競技フライトは大会で行なわれるタスクを実施するための飛行です。アドベンチャーフライトは北アルプス越えなどの山岳フライトや長距離を飛行するロングフライトなど冒険志向の強い飛行になります。トレーニングフライトはPu/t(ステューデントパイロット)と呼ばれるパイロットトレーニング生がパイロットを目指す訓練飛行を指します。
また世界記録に挑戦する飛行(高度記録、滞空記録、海洋横断など)もあります。
家庭用のプロパンガスです。シリンダー(ボンベ)1本には20kg入ります。
通常のフライトでは3~4本、大会などでは3~6本積んで飛びます。
シリンダー(ボンベ)1本で大体平均で40分くらい飛ぶことができます。
気球にはチェイスカー(回収車)があります。
気球はその車に乗せて離陸地まで向かい組み立てて離陸します。
チェイスカーは気球を追いかけ着陸地で回収します。
飛行通報書で決められた高さまでは飛べます。
また、気球でどのくらいの高度まで上昇できるでしょうか?
記録では10,000m以上が出ています。
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。
毎年、全国の学校から文化祭での行事として製作のお問い合わせがあります。
モデルといえども操作を誤ると大変危険です。
デモンストレーション用のモデルバルーンの製作をお考えの場合は、お問い合わせよりお尋ね下さい。
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。
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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