Balon (hava taşıtı)

Balon, ısıtılmış hava ya da havadan hafif bir gazla (helyum, hidrojen vs.) doldurulan, atmosferde uçabilen, genellikle sepetli hava taşıtı. İnsanoğlu ilk olarak uçurtma ile insan ve yük taşımaya çalışmıştır ancak balon ilk kullanışlı hava taşıtıdır.

Balonun havada yükselmesi, sudaki cismin yüzmesiyle aynı ilke olan boyansi (batmazlık) prensibine dayanır. Bir balon, hacmini kapladığı havanın ağırlığı kendi ağırlığına eşit oluncaya kadar yükselir. Yükseklik arttığında havanın yoğunluğu azaldığından ağırlık dengelenir ve balon daha yükseğe çıkamaz. Eğer daha yükseğe çıkmak isteniyorsa ağırlığın azaltılması, alçalmak isteniyorsa da balonun içindeki havanın azaltılması gerekir.

Balonlar bir yerden bir yere ulaşmak için elverişli araçlar değildirler, zira sadece dikey hareket kontrolü vardır ve rüzgarla sürüklendiklerinden yatay yönlendirme imkânları yoktur. Ulaşım aracı olarak kullanılan ve bir nevi güdümlü balon olan zeplinlerin sürüklenerek değil itme kuvvetiyle yol almalarını sağlayan motorları ve havada yönlenmesini sağlayan dümenleri vardır.

Bir balon; kubbe, sepet denilen iki bölümden oluşur. Kubbe balonun havayla doldurulan yeri olduğundan yüksek iç basınca dayanıklı, küçük yırtıkların büyümesini önleyecek, gözenekli olmayan esnek ve hafif malzemelerden yapılmaktadır. Bu malzemeler "panel" denilen parçalarla yatay, dikey veya diagonal olarak şeritler ile birbirine eklenmektedir. Sepeti ve yükleri taşıyan bir ağ balonu çevreler. Balonun tepesinde alçalmak veya inişten sonra balonu söndürmek için ayrı bir iple çekilerek açılan hava boşaltma deliği vardır.

Balon fikri ilk kez 1766 yılında hidrojeni bulan Henry Cavendish’in bu gazın havadan hafif olduğunu görmesi ve 1767’de Joseph Black’ın hafif bir aracın hidrojenle doldurulduğu zaman uçabileceğini öne sürmesiyle doğdu. Ancak ilk balon hidrojenle değil sıcak havayla doldurularak uçtu. İlk uçuş 4 Haziran 1783 tarihinde Fransız Joseph Michel Montgolfier (1740-1810) ve Jacques Etienne Montgolfier (1745-1799) kardeşler tarafından Annonay köyünde çapı 10,5 metre olan ketenden bir torbayı sıcak havayla doldurarak olmuştur. Balon 450 metre kadar yükselerek 10 dakikada 1,5 millik mesafe katetmiştir.

Montgolfier Kardeşler sonraki uçuşlarını 19 Eylül 1783 tarihinde, aralarında Benjamin Franklin’in de bulunduğu kalabalık karşısında Paris’te yapmışlardır. 6 millik uçuşta balonun sepetine bir horoz, bir ördek ve bir koyun koymuşlardır.

21 Kasım 1793 tarihinde sıcak hava balonu Fransız fizikçi Jean-François Pilâtre de Rozier (1756-1783) ve bir arkadaşını da taşımış tarihte balon kullanan ilk pilotlar olmuşlardır.

Fransız Fizikçi Jacques Charles, sıcak havanın kısmen az bir havada yüzme etkisi yarattığını ve soğudukça bu özelliğini yitirdiğini fark etti. Sepette yakılan ateş havayı bir müddet daha ısıtmakta idi. Ancak hidrojen gazı daha hafif ve havada yüzme kabiliyeti kalıcı idi. 27 Ağustos 1783 tarihinde Jacques Cesar Charles ilk hidrojen balonunu yaptı ve uçurmayı başardı.

Fransız fizikçi Jean-Baptiste Biot (1774-1862) ve Joseph Louis Gay-Lussac (1778-1850), 1804 yılında 6,5 km yüksekliğe çıkarak bu yükseklikteki havanın bileşimini sınadılar ve dünyanın manyetik alanının doğasını incelediler. Bu bilimsel amaçlı olarak yapılan ilk uçuştu.

1902 yılında Fransız Meteorolog Leon Philippe Teisserenc de Bort (1855-1913) insanların çıkamadığı yükseklikler için ölçüm aletleri yerleştirilmiş insansız balonlar uçurmuştur. Bu yöntemle atmosfer sıcaklığının 11 km yüksekliğe kadar düzenli olarak düştüğünü tespit etmiş ulaşabildiği daha yükseklerde ise sıcaklığın sabit kaldığını tespit etmiştir.

1931 yılında ise İsviçreli fizikçi Auguste Piccard (1884-1962) kapalı bir vagon yaptırarak iyonosfer ve kozmik ışınları inceleyebilmek için 16 km'ye kadar balonla çıkmayı başarmıştır.