Αερόστατο θερμού αέρα

Ένα αερόστατο θερμού αέρα είναι αεροσκάφος ελαφρύτερο από τον αέρα το οποίο αποτελείται από έναν σάκο, που ονομάζεται κάλυμμα, το οποίο περιέχει θερμό αέρα. Κάτω από αυτόν κρέμεται η γόνδολα ή καλάθι (και σε ορισμένα αερόστατα μεγάλης απόστασης ή μεγάλου υψομέτρου, μια κάψουλα), το οποίο μεταφέρει επιβάτες και (συνήθως) μια πηγή θέρμανσης, η οποία τις περισσότερες φορές είναι μια ελεύθερη φλόγα. Ο θερμός αέρας μέσα στο κάλυμμα το κάνει ελαφρύ μιας και έχει χαμηλότερη πυκνότητα από τον κρύο αέρα έξω από το κάλυμμα. Όπως συμβαίνει με όλα τα αεροσκάφη, τα αερόστατα θερμού αέρα δεν μπορούν να πετάξουν πέρα από την ατμόσφαιρα. Εν αντιθέσει με τα αερόστατα αερίου, το κάλυμμα δεν χρειάζεται να είναι επισφραγισμένο στο κάτω μέρος, μιας και ο αέρας κοντά το κάτω μέρος του καλύμματος έχει την ίδια πίεση με τον αέρα που το περιβάλει. Στα σύγχρονα αθλητικά αερόστατα το κάλυμμα κατασκευάζεται συνήθως από ύφασμα νάιλον και το άνοιγμα του αεροστάτου (το σημείο πλησιέστερα στην φλόγα) είναι κατασκευασμένο από πυρίμαχα υλικά όπως το Nomex. Τα σύγχρονα αερόστατα κατασκευάζονται σε διάφορα σχήματα, και σε σχήματα διάφορων εμπορικών προϊόντων, αν και το παραδοσιακό σχήμα χρησιμοποιείται για τις περισσότερες μη εμπορικές, αλλά και πολλές εμπορικές, εφαρμογές.
Το αερόστατο θερμού αέρα αποτελεί την πρώτη επιτυχημένη τεχνολογία εναέριας μεταφοράς ανθρώπου. Η πρώτη μη προσδεμένη επανδρωμένη πτήση αεροστάτου θερμού αέρα πραγματοποιήθηκε από τον Ζαν-Φρανσουά Πιλάτρ ντε Ροζιέ και τον Φρανσουά Λοράν του Αρλάντ στις 21 Νοεμβρίου 1783 στο Παρίσι της Γαλλίας, με ένα αερόστατο που κατασκευάστηκε από τους αδελφούς Μονγκολφιέ. Το πρώτο αερόστατο θερμού αέρα που πέταξε στην Αμερική απογειώθηκε από την Φυλακή Γουόλνατ Στριτ της Φιλαδέλφεια στις 9 Ιανουαρίου 1793 από τον Γάλλο αεροναύτη Ζαν-Πιερ Μπλανσάρ. Τα αερόστατα θερμού αέρα τα οποία μπορούν να κινηθούν στον αέρα αντί να παρασύρονται από τον άνεμο είναι γνωστά και ως θερμικά αερόπλοια.

Πρώτη επανδρωμένη πτήση

Οι αδελφοί Ζόζεφ-Μισέλ και Ζακ-Ετιέν Μονγκολφιέ κατασκεύασαν αερόστατο θερμού αέρα στο Αννοναί της Γαλλίας και πραγματοποίησαν δημόσια επίδειξη με αυτό στις 19 Σεπτεμβρίου 1783, πραγματοποιώντας μη επανδρωμένη πτήση που διήρκησε 10 λεπτά. Αφού πειραματίστηκαν με μη επανδρωμένα αερόστατα και πτήσεις με ζώα, η πρώτη πτήση αεροστάτου με ανθρώπους στο σκάφος, μια προσδεμένη πτήση, έγινε περίπου στις 15 Οκτωβρίου 1783, από τον Ζαν-Φρανσουά Πιλάτρ ντε Ροζιέ ο οποίος πραγματοποίησε τουλάχιστον μια προσδεμένη πτήση από τον εξωτερικό χώρο του εργαστηρίου Ρεβεγιόν στο Φωμπούργκ Σεν-Αντουάν. Αργότερα την ίδια μέρα, ο Πιλάτρ ντε Ροζιέ έγινε ο δεύτερος άνθρωπος που ανυψώθηκε στον αέρα, φτάνοντας σε ύψος 26 μέτρων (85 πόδια), που ήταν το μήκος του σχοινιού. Η πρώτη ελεύθερη πτήση με επιβάτες ανθρώπους πραγματοποιήθηκε λίγες εβδομάδες αργότερα στις 21 Νοεμβρίου 1783. Ο βασιλιάς Λουδοβίκος ΙΣΤ΄ είχε αρχικά διατάξει πως οι επιβαίνοντες στο αερόστατο θα ήταν καταδικασμένοι εγκληματίες, αλλά ο ντε Ροζιέ, μαζί με τον Μαρκήσιο Φρανσουά ντ'Αρλάντ, έλαβαν με επιτυχία την τιμή αυτή. Η πρώτη στρατιωτική χρήση αεροστάτου θερμού αέρα έγινε το 1794 κατά την διάρκεια της μάχης του Φλερύς, όταν οι Γάλλοι χρησιμοποίησαν το αερόστατο l'Entreprenant για παρατήρηση.

Παρόν

Τα σύγχρονα αερόστατα θερμού αέρα, με πηγή θερμότητας πάνω στο σκάφος, άρχισαν να κατασκευάζονται από τον Εντ Γιοστ, ξεκινώντας από την δεκαετία του 1950. Η δουλεία του είχε ως αποτέλεσμα την πρώτη επιτυχημένη πτήση στις 22 Οκτωβρίου 1960. Το πρώτο σύγχρονο αερόστατο θερμού αέρα που κατασκευάστηκε στο Ηνωμένο Βασίλειο ήταν το Bristol Belle, το 1967. Πλέον, τα αερόστατα θερμού αέρα χρησιμοποιούνται κυρίως για αναψυχή. Έχουν την δυνατότητα να πετάξουν σε εξαιρετικά υψηλά υψόμετρα. Στις 26 Νοεμβρίου 2005 ο Βιγιαπάτ Σινγκάνια (Vijaypat Singhania) έθεσε το παγκόσμιο ρεκόρ για την υψηλότερη πτήση με αερόστατο θερμού αέρα, φτάνοντας σε υψόμετρο 21.097 μέτρων (68.986 πόδια). Απογειώθηκε από το κέντρο της Βομβάης στην Ινδία, και προσγειώθηκε 240 χιλιόμετρα (150 μίλια) νότια, στο Πανκάλε. Το προηγούμενο ρεκόρ ήταν στα 19.811 μέτρα (64.997 πόδια) και είχε γίνει από τον Περ Λίντστραντ στις 6 Ιουνίου 1988, στο Πλέινο, του Τέξας.
Στις 15 Ιανουαρίου 1991, το αερόστατο 'Virgin Pacific Flyer' ολοκλήρωσε την μεγαλύτερη πτήση που πραγματοποιήθηκε με αερόστατο θερμού αέρα, όταν ο Περ Λίντστραντ (γεννημένος στη Σουηδία, αλλά κάτοικος Ηνωμένου Βασιλείου) και ο Ρίτσαρντ Μπράνσον πέταξαν 7.671,91 χλμ (4.767,10 μίλια) από την Ιαπωνία στον Βόρειο Καναδά. Με όγκο 74 χιλιάδων κυβικών μέτρων (2,6 εκατομμύρια κυβικά πόδια), το κάλυμμα του αεροστάτου ήταν το μεγαλύτερο που είχε κατασκευαστεί μέχρι τότε για σκάφος θερμού αέρα. Έχοντας σχεδιαστεί ώστε να πετάξει στους ωκεάνιους αεροχειμάρρους, το Pacific Flyer κατέγραψε την γρηγορότερη ταχύτητα επανδρωμένου αεροσκάφους κινούμενο με 394 χλμ/ώρα (245 μίλια/ώρα). Το ρεκόρ μεγαλύτερης διάρκειας τέθηκε από τον Ελβετό ψυχίατρο Μπέρτραν Πικάρ, εγγονό του Ογκίστ Πικάρ, και τον Μπρίτον Μπράιαν Τζόουνς, που πέταξαν με το Breitling Orbiter 3. Ήταν το πρώτο ταξίδι γύρω από τον κόσμο χωρίς στάση. Το αερόστατο απογειώθηκε από το Σατέ-ντ'εξ της Ελβετίας τη 1η Μαρτίου 1999 και προσγειώθηκε στην έρημο της Αιγύπτου στις 1:02 π.μ. της 21ης Μαρτίου, 480 χιλιόμετρα (300 μίλια) νότια του Καΐρου. Οι δύο άνδρες υπερέβησαν τα ρεκόρ απόστασης, αντοχής και χρόνου, ταξιδεύοντας για 19 μέρες, 21 ώρες και 55 λεπτά. Ο Στιβ Φόσετ, πετώντας μόνος του, υπερέβη το ρεκόρ για τον συντομότερο χρονικά γύρο του κόσμου στις 3 Ιουλίου 2002 κατά την έκτη προσπάθεια του, σε 320 ώρες και 33 λεπτά. Ο Φέντορ Κονιούκοφ πραγματοποίησε μόνος του τον γύρο του κόσμου στην πρώτη του προσπάθεια με υβριδικό αερόστατο θερμού αέρα/ηλίου από το 11 έως τις 23 Ιουλίου 2016 σε 272 ώρες και 11 λεπτά, αναμένοντας την επίσημη επικύρωση του νέου ρεκόρ.

Κατασκευή

Ένα αερόστατο θερμού αέρα για επανδρωμένες πτήσεις χρησιμοποιεί έναν υφασμάτινο σάκο απλού επιπέδου (ανυψωτικό 'κάλυμμα'), με ένα άνοιγμα στο κάτω μέρος που ονομάζεται στόμιο ή λαιμός. Προσδεμένο στο κάλυμμα αυτό είναι ένα καλάθι, ή γόνδολα, όπου μεταφέρονται οι επιβάτες. Τοποθετημένο ακριβώς πάνω από το καλάθι και στο κέντρο του στομίου βρίσκεται ο «καύστης», ο οποίος εγχέει μια φλόγα στο εσωτερικό του καλύμματος, θερμαίνοντας τον αέρα εκεί. Ο καύστης ή καυστήρας τροφοδοτείται με προπάνιο, υγροποιημένο αέριο που βρίσκεται αποθηκευμένο σε σωλήνες με πίεση, παρόμοιους με τους κυλίνδρους υψηλής πίεσης των περονοφόρων οχημάτων.

Κάλυμμα

Τα σύγχρονα αερόστατα θερμού αέρα κατασκευάζονται συνήθως από υλικά όπως νάιλον ripstop ή dacron (πολυεστέρας).
Κατά την διαδικασία κατασκευής, το υλικό κόβεται σε πλαίσια τα οποία ράβονται μεταξύ τους, μαζί με τις δομικές ταινίες φορτίου οι οποίες μεταφέρουν το βάρος της γόνδολας ή του καλαθιού. Τα μικρά τμήματα, τα οποία εκτείνονται από τον λαιμό έως την κορυφή του καλύμματος, είναι γνωστά ως τριγωνικά τεμάχια. Το κάλυμμα μπορεί να διαθέτει από 4 έως 24 ή και περισσότερα τέτοια τεμάχια.
Τα καλύμματα συνήθως διαθέτουν στέμμα δαχτυλιδιού στην κορυφή τους. Αυτό είναι κρίκος λείου μετάλλου, συνήθως αλουμινίου, και έχει διάμετρο περίπου 0,30 μέτρα (1 πόδι). Οι κάθετες ταινίες φόρτου του καλύμματος συνδέονται με αυτό το στέμμα.
Στο κάτω μέρος του καλύμματος οι κάθετες ταινίες φόρτου είναι ραμμένες σε θηλειές που είναι συνδεδεμένες με σύρματα (ένα σύρμα ανά ταινία φόρτου). Αυτά τα σύρματα, που συχνά ονομάζονται ιπτάμενα σύρματα, είναι συνδεδεμένα με το καλάθι μέσω γάντζων.

Ραφή

Η πιο κοινή τεχνική ραψίματος των πλαισίων ονομάζεται ραφή Γαλλικού κοψίματος, ή διπλού γυρίσματος. Τα δύο τμήματα υφάσματος διπλώνονται το ένα πάνω στο άλλο στην κοινή τους πλευρά, πιθανώς με μια ταινία φόρτου εξίσου, και ράβονται μαζί με δύο σειρές παράλληλου ραψίματος. Σε άλλες μεθόδους περιλαμβάνεται η ραφή επίπεδου γυρίσματος, στο οποίο τα δύο κομμάτια υφάσματος κρατούνται μαζί απλώς με δύο σειρές παράλληλου ραψίματος, και το ζιγκζαγκ, όπου το ράψιμο παράλληλου ζιγκζάγκ κρατά ένα διπλό γύρισμα υφάσματος.

Επενδύσεις

Το ύφασμα (ή τουλάχιστον μέρος του, για παράδειγμα το 1/3) μπορεί να επενδυθεί με στρώμα χρώματος, όπως σιλικόνη ή πολυουρεθάνη, για να το κάνουν αδιάβροχο στον αέρα. Συνήθως η υποβάθμιση αυτής της επένδυσης και η αντίστοιχη απώλεια στεγανότητας οδηγούν σε λιγότερη αποτελεσματικότητα για το κάλυμμα, χωρίς να αποδυναμώνει το ύφασμα. Η θερμότητα, η υγρασία και η μηχανική φθορά κατά την συναρμολόγηση και το πακετάρισμα είναι οι κύριοι λόγοι αυτού του υποβιβασμού. Όταν ένα κάλυμμα γίνει υπερβολικά πορώδες για να πετάξει, θα πρέπει να αποσυρθεί και να απομακρυνθεί, και ενδεχομένως να χρησιμοποιηθεί ως 'κουρέλι': φουσκωμένο με ψυχρό αέρα και ανοιχτό ως παιχνίδι για παιδιά.

Μεγέθη και χωρητικότητα

Κυκλοφορούν διάφορα μεγέθη καλυμμάτων. Τα μικρότερα, ενός ατόμου και χωρίς καλάθι αερόστατα (ονομάζονται Χόπερ) έχουν ελάχιστο όγκο καλύμματος 600 κυβικών μέτρων (21.000 κυβικά πόδια). Για μια τέλεια σφαίρα η ακτίνα θα πρέπει να είναι περίπου 5 μέτρα (16 πόδια). Στην άλλη άκρη της κλίμακας, τα αερόστατα που χρησιμοποιούνται για εμπορικούς σκοπούς, όπως οι ξεναγήσεις σε αξιοθέατα τα οποία μπορούν να μεταφέρουν πάνω από δώδεκα ανθρώπους, έχουν όγκο καλύμματος έως 17.000 κυβικά μέτρα (600.000 κυβικά πόδια). Το πλέον χρηιμοποιημένο μέγεθος είναι περίπου στα 2.800 κυβικά μέτρα (99.000 κυβικά πόδια), στο οποίο μπορούν να μεταφερθούν από 3 έως 5 άνθρωποι.

Οπές αερισμού

Στο πάνω μέρος του αεροστάτου υπάρχει συνήθως μια οπή αερισμού κάποιου είδους, η οποία δίνει την δυνατότητα στον κυβερνήτη να απελευθερώσει θερμό αέρα ώστε να επιβραδύνει την απογείωση, να ξεκινήσει την καθοδική κίνηδη, ή να αυξήσει τον βαθμό της καθοδικής κίνησης, συνήθως για προσγείωση. Ορισμένα αερόστατα θερμού αέρα διαθέτουν περιστροφικές οπές, οι οποίες είναι παράπλευρες οπές, οι οποίες όταν ανοίγουν, προκαλούν την περιστροφή του αεροστάτου. Τέτοιες οπές έχουν χρησιμοότητα σε αερόστατα με ορθογώνια καλάθια, και διευκολύνουν την ευθυγράμμιση με την μεγαλύτερη πλευρά κατά την διάρκεια της προσγείωσης.
Ο πιο κοινός τύπος οπής είναι ένα πτερύγιο σε σχήμα δίσκου από ύφασμα που ονομάζεται οπή αλεξίπτωτο, και εφευρέθηκε από τον Τρέισι Μπαρνς. Το ύφασμα ενώνεται γύρω από τις άκρες του σε ένα σετ «σχοινιών οπής» που συγκλίνουν στο κέντρο. (Η διάταξη του υφάσματος και οι γραμμές αναπαριστούν χονδρικά ένα αλεξίπτωτο—εξού και η ονομασία.) Αυτά τα «σχοινιά οπής» συνδέονται επίσης και με το σχοινί ελέγχου που διατρέχει προς το καλάθι. Η οπή αλεξίπτωτο ανοίγεται μέσω του τραβήγματος του σχοινιού ελέγχου. Όταν το σχοινί ελέγχου αφεθεί, η πίεση του εναπομείναντος θερμού αέρα πιέζει το ύφασμα της οπής πίσω στη θέση του. Μια οπή αλεξίπτωτο μπορεί να ανοιχθεί για σύντομο διάστημα εν ώρα πτήσης ώστε να αρχικοποιήσει μια γρήγορη κάθοδο. (Οι πιο αργές κάθοδοι αρχικοποιούνται αφήνοντας τον αέρα να ψυχρανθεί με φυσικό τρόπο.) Η οπή ανοίγει τελείως μετά την προσγείωση ώστε το αερόστατο να διαλυθεί.
Ένα παλαιότερο, και πλέον λιγότερο χρησιμοποιούμενο είδος οπής, ονομάζεται οπή Velcro. Πρόκειται επίσης για έναν δίσκο υφάσματος στο πάνω μέρος του αεροστάτου. Ωστόσο, αντί για ένα σετ «σχοινιών οπής» που μπορούν να ανοίξουν και να κλείσουν επαναλαμβανόμενα την οπή, η οπή ασφαλίζεται από συνδετήρες «αγκίστρου και θηλειάς» (όπως το Velcro) και μπορεί να ανοιχθεί μόνον στο τέλος της πτήσης. Τα αερόστατα που διαθέτουν οπή τύπου Velcro κατά κανόνα διαθέτουν και μια δέυτερη «οπή ελιγμών» στο πλάι (εν αντιθέσει με το πάνω μέρος) του αεροστάτου. Ακόμη ένας κοινός τύπος σχεδιασμόυ του πάνω μέρους του αεροστάτου είναι η «Έξυπνη Οπή», η οποία αντί να χαμηλώνει έναν υφασμάτινο δίσκο στο κάλυμμα όπως η οπή «αλεξίπτωτο», συλλέγει όλο μαζί το ύφασμα στο κέντρο του ανοίγματος. Αυτό το σύστημα μπορεί θεωρητικά να χρησιμοποιηθεί για ελιγμούς κατά την διάρκεια της πτήσης, αλλά κυρίως χρησιμοποιείται ως συσκευή ταχέως ξεφουσκώματος μετά την προσγείωση, με ιδιαίτερη χρηστικότητα όταν επικρατούν ισχυροί άνεμοι. Άλλα σχέδια, όπως τα συστήματα «αναδυόμενης κορυφής» και "MultiVent", έχουν προσπαθήσει να διευθετήσουν την ανάγκη για ταχύ ξεφούσκωμα κατά την προσγείωση, αλλά η οπή αλεξίπτωτο παραμένει δημοφιλής ως σύστημα ελιγμών και ξεφκουσκώματος.

Σχήμα

Εκτός από τα ειδικά σχήματα, κυρίως για εμπορικούς σκοπούς, υπάρχουν αρκετές παραλλαγές του παραδοσιακού σχήματος «αντίστροφου δακρύου». Το πιο απλό, που συνήθως χρησιμοποιείται σε oικιακά αερόστατα, είναι ένα ημισφαίριο στην κορυφή ενός περικομμένου κώνου. Τα πιο πολύπλοκα σχέδια προσπαθούν να ελαχιστοποιήσουν την περιφερειακή τάση στο ύφασμα, με διάφορους βαθμούς επιτυχίας που εξαρτώνται από το βάρος του υφάσματος και ποικίλουν με την πυκνότητα του αέρα. Το σχήμα μπορεί να αποκαλείται «φυσικό». Τελικά, μερικά εξειδικευμένα αερόστατα έχουν σχεδιαστεί κατά τρόπο να περιορίσουν την αεροδυναμική αντίσταση (στην κάθετη κατεύθυνση) και να βελτιώσουν την πτητική επίδοση σε διαγωνιστικές διοργανώσεις.

Καλάθι

Τα καλάθια κατασκευάζονται κατά κανόνα από υφαντή ψάθα ή ινδοκάλαμο. Τα υλικά αυτά έχουν αποδειχθεί αρκετά ελαφρά, ισχυρά και στέρεα κατά την διάρκεια της πτήσης. Τέτοια καλάθια είναι συνήθως ορθογώνιου ή τριγωνικού σχήματος. Το μέγεθος τους διαφέρει από τα μικρότερα που μπορούν να μεταφέρουν δύο άτομα έως τα μεγαλύτερα που μεταφέρουν τριάντα. Τα μεγαλύτερα καλάθια διαθέτουν συνήθως εσωτερικά χωρίσματα για δομική αντιστήριξη και τη δημιουργία στεγανών τμημάτων για τους επιβάτες. Ακόμη, μικρές τρύπες μπορούν να υφανθούν στις πλευρές του καλαθιού, οι οποίες λειτουργούν ως στηρίγματα ποδιών για τους επιβάτες που θέλουν να αναρριχηθούν μέσα ή έξω.
Τα καλάθια ενδέχεται να κατασκευαστούν και από αλουμίνιο, ειδικά τα πτυσσόμενα πλαίσια αλουμινίου με επιφάνεια υφάσματος, ώστε να μειωθεί το βάρος και να αυξηθεί η φορητότητα. Αυτά μπορούν να χρησιμοποιηθούν από κυβερνήτες χωρίς επίγειο πλήρωμα ή από αυτούς που προσπαθούν να πετύχουν ρεκόρ ύψους, διάρκειας ή απόστασης. Σε άλλα ειδικά καλάθια περιλαμβάνονται οι πλήρως κλειστές γόνδολες που χρησιμοποιούνται για πτήσεις πραγματοποίησης γύρου του κόσμου, και καλάθια που αποτελούνται από χώρο ελαφρώς περισσότερο από μια θέση για τον κυβερνήτη και ίσως ενός επιβάτη.

Καυστήρας

Η μονάδα του καυστήρα αεριοποιεί υγρό προπάνιο, το αναμειγνύει με αέρα, αναφλέγει το μείγμα, και κατευθύνει την φλόγα και την εξάτμιση εντός του στομίου του καλύμματος. Οι καυστήρες ποικίλουν στην απόδοση ισχύος. Ο καθένας αποδίδει σε γενικές γραμμές 2 μέ 3 MW θερμότητας (7 με 10 εκατομμύρια BTU ανά ώρα), με διπλές, τριπλές ή τετραπλές διατάξεις καυστήρων να τοποθετούνται στις περιπτώσεις που χρειάζεται περισσότερη ισχύς. Ο κυβερνήτης ενεργοποιεί τον καυστήρα ανοίγοντας την βαλβίδα προπανίου, που είναι γνωστή και ως βαλβίδα εκτόνωσης. Η βαλβίδα μπορεί να λειτουργεί με ελατήριο και έτσι να κλείνει αυτόματα, ή να παραμένει ανοιχτή έως ότου την κλείσει ο κυβερνήτης. Ο καυστήρας διαθέτει ενδεικτική λυχνία που αναφλέγει το προπάνιο και το μείγμα αέρα. Η λυχνία αυτή μπορεί να ανάψει από τον κυβερνήτη μέσω εξωτερικής συσκευής, όπως ένας πυριτόλιθος ή ένας αναπτήρας, ή μέσω ενός ενσωματωμένου πιεζοηλεκτρικού σπινθήρα.
Στις περιπτώσεις που υπάρχουν περισσότεροι από ένας καυστήρας, ο κυβερνήτης μπορεί να χρησιμοποιήσει έναν ή περισσότερους την φορα ανάλογα με την επιθυμητή απόδοση θερμότητας. Κάθε καυστήρας χαρακτηρίζεται από μια μεταλλική σπείρα των σωληνώσεων του προπανίου από όπου εξέρχεται η φλόγα που προθερμαίνει το εισερχόμενο υγρό προπάνιο. Η μονάδα του καυστήρα μπορεί να κρέμεται από το στόμιο του καλύμματος, ή να υποστηρίζεται πάνω από το καλάθι. Η μονάδα του καυστήρα μπορεί να είναι τοποθετημένη σε έναν αναρτήρα ο οποίος δίνει την δυνατότητα στον κυβερνήτη να στοχεύσει την φλόγα όπως επιθυμεί ώστε να αποφύγει την υπερθέρμανση του υφάσματος του καλύμματος. Ο καυστήρας ίσως διαθέτει και μια δεύτερη βαλβίδα προπανίου η οποία ελευθερώνει το προπάνιο πιο αργά και έτσι παράγει διαφορετικό ήχο. Ονομάζεται καυστήρας ψιθύρου και χρησιμοποιείται σε πτήσεις πάνω από πανίδα για να μειωθεί η πιθανότητα για τα ζώα να φοβηθούν. Ακόμη παράγεί πιο κίτρινη φλόγα και χρησιμοποιείται για νυχτερινή πύρωση επειδή φωτίζει το εσωτερικό του καλύμματος καλύτερα από την φλόγα της κύριας βαλβίδας.

Δεξαμενές καυσίμων

Οι δεξαμενές προπανίου είναι συνήθως κυλινδρικές δεξαμενές με πίεση κατασκευασμένες από αλουμίνιο, ανοξείδωτο χάλυβα, ή τιτάνιο με μια βαλβίδα στο ένα άκρο για την τροφοδοσία του καυστήρα και για τον ανεφοδιασμό. Μπορεί να διαθέτουν μετρητή καυσίμου και μετρητή πίεσης. Τα συνηθισμένα μεγέθη των δεξαμενών είναι 38 (10), 57 (15) και 76 (20) λίτρα (γαλόνια). Ακόμη μπορεί να είναι σε κάθετη ή οριζόντια θέση, και ακόμη μπορεί να είναι τοποθετημένες μέσα ή έξω από το καλάθι.
Η πίεση που χρειάζεται για να ωθήσει το καύσιμο διαμέσου της σωλήνωσης στον καυστήρα μπορεί να γίνει μέσω της τάσης του ατμού του προπανίου, εάν αυτό είναι αρκετά ζεστό, ή μέσω της εισαγωγής αδρανούς αερίου όπως το άζωτο. Οι δεξαμενές μπορούν να είναι προθερμασμένες μέσω ηλεκτρονικών ταινιών θέρμανσης ώστε να παράγεται αρκετή τάση ατμού σε ψυχρές καιρικές συνθήκες. Οι θερμαινόμενες δεξαμενές τυλίγονται συνήθως με μονωτική κουβέρτα ώστε να προφυλάσσονται κατά την διάρκεια του στησίματος και της πτήσης.

Όργανα

Ένα αερόστατο μπορεί να διαθέτει πληθώρα οργάνων που βοηθούν τον κυβερνήτη. Σε αυτά συγκαταλέγονται συνήθως αλτίμετρο, δείκτης ρυθμού ανόδου (κάθετη ταχύτητα) γνωστός και ως βαριόμετρο, θερμόμετρο του αέρα του καλύμματος και θερμόμετρο του περιβάλλοντος αέρα. Ένας δέκτης GPS μπορεί να είναι χρήσιμος για τις ενδείξεις επίγειας ταχύτητας (οι δείκτες εναέριας ταχύτητας των παραδοσιακών αεροσκαφών θα ήταν άχρηστοι) και κατεύθυνσης.

Μονγκολφιέ

Τα κανονικά αερόστατα θερμού αέρα είναι γνωστά ως αερόστατα Μονγκολφιέ και στηρίζονται αποκλειστικά στην άνωση του θερμού αέρα που δημιουργείται από τον καυστήρα και εμπεριέχεται στο κάλυμμα. Αυτός ο τύπος αεροστάτων αναπτύχθηκε από τους αδελφούς Μονγκολφιέ, και πραγματοποίησε την πρώτη του δημόσια επίδειξη στις 4 Ιουνίου 1783, με μία μη επανδρωμένη πτήση που διήρκεσε 10 λεπτά, και ένα χρόνο μετά με επανδρωμένη πτήση.

Υβριδικά

Το αερόστατο Ροζιέ του 1785, τύπος υβριδικού αεροστάτου, πήρε το όνομα του από τον δημιουργό του Ζαν-Φρανσουά Πιλάτρ ντε Ροζιέ, διαθέτει ξεχωριστή κυψέλη για αέρια ελαφρύτερα από τον αέρα (κατά κανόνα ήλιο), καθώς και έναν κόνο πιο κάτω για θερμό αέρα (που χρησιμοποιείται όπως και στο αερόστατο θερμού αέρα) για την θέρμανση του ηλίου κατά τη νύχτα. Το αέριο υδρογόνο χρησιμοποιήθηκε στα πολύ πρώιμα στάδια της ανάπτυξης αλλά εγκαταλείφθηκε γρήγορα λόγω του προφανούς κινδύνου παρουσίας ελεύθερης φλόγας κοντά στο αέριο. Όλα τα σύγχρονα αερόστατα Ροζιέ χρησιμοποιούν πλέον ήλιο ως ανυψωτικό αέριο.

Ηλιακά

Τα ηλιακά αερόστατα είναι αερόστατα θερμού αέρα που χρησιμοποιούν αποκλειστικά ηλιακή ενέργεια που συλλέγεται από ένα σκούρο κάλυμμα ώστε να θερμαίνει τον αέρα στο εσωτερικό του.

Εξοπλισμός ασφαλείας

Για την διασφάλιση της ασφάλειας του κυβερνήτη και των επιβατών, ένα αερόστατο θερμού αέρα πρέπει να μεταφέρει εξοπλισμό ασφαλείας.

Στο καλάθι

Για το άναμμα του καυστήρα ξανά, εάν η ενδεικτική λυχνία τεθεί εκτός λειτουργίας και προαιρετική πιεζοενεργοποίηση αποτύχει, ο κυβερνήτης θα πρέπει να έχει πρόσβαση σε μέσα εναλλακτικού ανάμματος, όπως αναπτήρας πυρόλιθου. Πολλά συστήματα, ειδικά αυτά που μεταφέρουν επιβάτες, διαθέτουν πλήρως διπλά συστήματα καυσίμων και καυστήρα: δύο δεξαμενές καυσίμων, συνδεδεμένες με δύο διαφορετικούς σωλήνες, οι οποίοι οδηγούν σε δύο ξεχωριστούς καυστήρες. Αυτό δίνει την δυνατότητα για ασφαλή προσγείωση σε περίπτωση εμπλοκής οπουδήποτε στο σύστημα ή σε περίπτωση που το σύστημα τεθεί εκτός λειτουργίας λόγω διαρροής καυσίμου.
Ακόμη, ένας πυροσβεστήρας κατάλληλος για την πυρόσβεση πυρκαγιών προπανίου θεωρείται χρήσιμος. Τα περισσότερα αερόστατα διαθέτουν πυροσβεστήρα τύπου AB:E βάρους 1 έως 2 κιλών.
Ένα σχοινί χειρισμού ή πτώσης είναι υποχρεωτικός εξοπλισμός ασφαλείας σε πολλές χώρες. Πρόκειται για σχοινί ή ιμάντα μήκους 20–30 μέτρων προσδεμένο στο καλάθι του αεροστάτου με σύνδεσμο γρήγορης απελευθέρωσης στη μία άκρη. Σε συνθήκες νηνεμίας ο κυβερνήτης του αεροστάτου μπορεί να ρίξει το σχονί από το αερόστατο ούτως ώστε το επίγειο πλήρωμα να καθοδηγήσει το αερόστατο με ασφάλεια μακριά από εμπόδια στο έδαφος.
Στα εμπορικά επιβατικά αερόστατα, σε μερικές χώρες είναι υποχρεωτική η ύπαρξη σχοινιού συγκράτησης του κυβερνήτη. Αυτό αποτελείται από ζώνη ισχίου και έναν ιμάντα τα οποία μαζί επιτρέπουν κάποια κίνηση ενώ προστατεύουν τον κυβερνήτη από το να πέσει έξω από το καλάθι κατά την διάρκεια μιας απότομης προσγείωσης.
Σε επιπλέον εξοπλισμό ασφαλείας περιλαμβάνεται κουτί πρώτων βοηθειών, κουβέρτα πυρός και σουγιάς.

Για τους επιβαίνοντες

Τουλάχιστον, ο κυβερνήτης θα πρέπει να φορά δερμάτινα γάντια ή γάντια με επιβραδυντικές ίνες πυρός (όπως το nomex), έτσι ώστε να έχει την δυνατότητα να κλείσει μια βαλβίδα αερίου σε περίπτωση διαρροής, ακόμη και αν υπάρχει φλόγα. Η γρήγορη ανάληψη δράσης σε αυτή την περίπτωση μπορεί να μετατρέψει μια πιθανή καταστροφή σε μια απλή αναταραχή. Επίσης θα πρέπει να φορά ρούχα με ανθεκτικότητα στην φλόγα για να καλύπτει τα χέρια και τα πόδια του, είτε φυσικές ίνες, όπως βαμβάκι, λινό, κάνναβι ή μαλλί, ή τεχνητό ύφασμα ανθεκτικό σε φλόγες, όπως το nomex. Τα περισσότερα τεχνητά υφάσματα (με εξαίρεση το τεχνητό μετάξι, το οποίο είναι επίσης ασφαλές) είναι θερμοπλαστικά, ενώ πολλά είναι επίσης υδρογονάνθρακες. Αυτό κάνει τα υφάσματα πολύ άβολα σε υψηλές θερμοκρασίες, μιας και τα μη ανθεκτικά θερμοπλαστικά θα λιώσουν πάνω σε αυτό που τα φορά, και οι περισσότεροι υδρογονάνθρακες, είτε ινώδεις είτε όχι, είναι κατάλληλοι για χρήση ως καύσιμα. Οι φυσικές ίνες θα τσουρουφλιστούν αντί να λιώσουν ή να καούν εύκολα, και οι ανθεκτικές στην φλόγα ίνες γενικά έχουν πολύ υψηλό σημείο τήξης και είναι εγγενώς μη εύφλεκτες. Πολλοί κυβερνήτες επίσης συμβουλεύουν τους επιβάτες τους να φορούν παρόμοιο προστατευτικό ρουχισμό που να καλύπτει τα χέρια και τα πόδια τους, καθώς και σκληρά παπούτσια ή μπότες που παρέχουν καλή υποστήριξη αστραγάλων. Τελικά, μερικά συστήματα αεροστάτων, ειδικά αυτά στα οποία ο καυστήρας κρέμεται από το κάλυμμα αντί να στηρίζεται στο καλάθι, απαιτεί την χρήση κράνους από τον κυβερνήτη και επιβάτες.

Για το επίγειο πλήρωμα

Το επίγειο πλήρωμα θα πρέπει να φορά γάντια όταν υπάρχει πιθανότητα χειρσμού σχοινιών ή ιμάντων. Η μάζα και η κίνηση της εκτεθιμένης στον αέρα επιφάνειας ενός μεσαίου μεγέθους αεροστάτου μπορεί να προκαλέσει τριβή στα σχοινιά η οποία θα κάψει τα χέρια οποιουδήποτε προσπαθήσει να σταματήσει ή να αποτρέψει την κίνηση του. Το επίγειο πλήρωμα θα πρέπει να φορά ανθεκτικά παπούτσια και τουλάχιστον μακριά παντελόνια σε περίπτωση που χρειαστεί η πρόσβαση σε διαδικασία προσγείωσης ή προσγειωμένο αερόστατο που βρίσκεται σε δύσβατη ή κατάφυτη περιοχή.

Συντήρηση και επισκευή

Όπως και τα αεροσκάφη, τα αερόστατα θερμού αέρα απαιτούν τακτική συντήρηση ώστε να παραμένουν αξιόπιστα. Ως αεροσκάφη κατασκευασμένα από ύφασμα, τα οποία δεν διαθέτουν άμεσο οριζόντιο έλεγχο, τα αερόστατα θερμού αέρα χρειάζονται ανά τακτά διαστήματα επιδιορθώσεις σε ξηλώματα ή εμπλοκές. Ενώ κάποιες διορθώσεις, όπως το καθάρισμα και το στέγνωμα, μπορούν να πραγματοποιηθούν από τον ιδιοκτήτη ή τον κυβερνήτη, άλλες διορθώσεις όπως το ράψιμο, θα πρέπει να γίνουν από πιστοποιημένο τεχνικό και να καταγραφούν στο ημερολόγιο συντήρησης του αεροστάτου.

Συντήρηση

Για την διασφάλιση της μακροζωίας και της ασφαλούς λειτουργίας, το κάλυμμα θα πρέπει να διατηρείται καθαρό και στεγνό. Αυτό αποτρέπει τον σχηματισμό μούχλας στο ύφασμα και γδαρσιμάτων κατά την διάρκεια πακεταρίσματος, μεταφοράς και ξεπακεταρίσματος εξαιτίας της επαφής με ξένα σωματίδια. Σε περίπτωση προσγείωσης σε υγρή (εξαιτίας κατακρήμνισης ή δρόσου) ή λασπώδη τοποθεσία (χωράφι), το κάλυμμα θα πρέπει να καθαριστεί και να απλωθεί ή να κρεμαστεί ώστε να στεγνώσει.
Ο καυστήρας και το σύστημα καυσίμων θα πρέπει επίσης να διατηρούνται καθαρά ώστε να διασφαλίζεται η ασφαλής λειτουργία κατά απαίτηση. Οι κατεστραμμένες σωληνώσεις καυσίμου πρέπει να αποκαθίστανται. Κολλημένες ή τρύπιες βαλβίδες πρέπει να επισκευάζονται ή να αντικαθιστώνται. Το ψάθινο καλάθι απαιτεί περιοδικές επιδιορθώσεις ή βάψιμο. Οι ολισθητήρες στο κάτω μέρος ενδεχομένως να χρειάζονται τακτική αντικατάσταση.
Τα αερόστατα στις περισσότερες του κόσμου συντηρούνται με βάση συγκεκριμένο πρόγραμμα των κατασκευαστών τους που περιλαμβάνει τακτικές (ανά 100 ώρες πτήσης ή 12 μήνες) επιθεωρήσεις, μαζί με εργασίες συντήρησης για την επιδιόρθωση οποιασδήποτε φθοράς. Στην Αυστραλία, τα αερόστατα που χρησιμοποιούνται για την εμπορική μεταφορά επιβατών πρέπει να επιθεωρούνται και να συντηρούνται από εγκεκριμένα εργαστήρια.

Επισκευή

Σε περίπτωση εμπλοκής, καψίματος ή σκισίματος του υφάσματος του καλύμματος, μπορεί να τοποθετηθεί μπάλλωμα ή το επηρεασμένο πλαίσιο να αντικατασταθεί πλήρως. Τα μπαλλώματα μπορούν να τοποθετηθούν με κόλλα, ταινία, ράψιμο, ή συνδυασμό αυτών των μεθόδων. Η αντικατάσταση ολόκληρου του πλαισίου απαιτεί την απομάκρυνση ολόκληρου του ραψίματος του παλαιού πλαισίου, και την ραφή του νέου πλαισίου με την κατάλληλη τεχνική, νήμα, και μοτίβο βελονιάς.

Αδειοδότηση

Ανάλογα με το μέγεθος του αεροστάτου, την τοποθεσία και την χρήση τους, τα αερόστατα θερμού αέρα και οι κυβερνήτες τους συμμορφώνονται σε διάφορους κανονισμούς.

Αερόστατα

Όπως και τα άλλα αεροσκάφη στις ΗΠΑ, τα αερόστατα πρέπει να καταγραφούν (έχουν αριθμό νηολογίου), να διαθέτουν πιστοποιητικό αξιοπλοΐας, και να περνούν από ετήσιους ελέγχους. Τα αερόστατα κάτω από συγκεκριμένο μέγεθος (άδειου βάρους κάτω από 155 λίβρες ή 70 κιλά συμπεριλαμβανομένων του καλύμματος, του καλαθιού, των καυστήρων και των κενών δεξαμενών καυσίμου) μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως υπερελαφρά αεροσκάφη.

Στην Αυστραλία

Στην Αυστραλία, οι ιδιώτες κυβερνήτες αεροστάτων ελέγχονται από την Ομοσπονδία Αεροστατικής της Αυστραλίας και κατά κανόνα είναι μέλη των περιφερειακών λεσχών αεροστάτων. Οι εμπορικές πτήσεις που μεταφέρουν επιβάτες που πληρώνουν εισιτήριο ή χρεώνονται για προωθητικές πτήσεις πρέπει να γίνονται με την ύπαρξη Πιστοποιητικού Εναέριου Χειριστή από την Αυστραλιανή Αρχή Πολιτικής Αεροπορίας και Ασφάλειας (Australian Civil Aviation and Safety Authority, CASA) με αναγορευμένο επικεφαλής κυβερνήτη. Οι κυβερνήτες πρέπει να κατέχουν διάφορους βαθμούς εμπειρίας προτού προωθηθούν σε μεγαλύτερα αερόστατα. Τα αερόστατα θερμού αέρα πρέπει να είναι καταγεγραμμένα αεροσκάφη από την CASA και αποτελούν αντικείμενο τακτικών ελέγχων αξιοπλοΐας από εξουσιοδοτημένο προσωπικό.

Στο Ηνωμένο Βασίλειο

Στο Ηνωμένο Βασίλειο, το άτομο που χειρίζεται το αερόστατο πρέπει να κατέχει έγκυρη άδεια ιδιώτη πιλότου που εκδίδεται από την Υπηρεσία Πολιτικής Αεροπορίας ειδικά για αερόστατα. Αυτή είναι γνωστή ως PPL(B). Υπάρχουν δύο είδη αδειών εμπορικών αεροστάτων: CPL(B) Περιορισμένη και CPL(B) (Πλήρης). Η CPL(B) Περιορισμένη απαιτείται εάν ο κυβερνήτης αναλαμβάνει δουλειά για κάποιον χορηγό ή πληρώνεται ως εξωτερικός συνεργάτης για να χειριστεί το αερόστατο. Ο κυβερνήτης μπορεί να πετάξει με αερόστατο χορηγού και όλα τα έξοδα για άδεια PPL να είναι πληρωμένα εκτός αν ζητηθεί να συμμετάσχει σε κάποιο γεγονός. Τότε απαιτείται η άδεια CPL(B) Περιορισμένη. Η άδεια CPL(B) απαιτείται αν ο κυβερνήτης πετάει με επιβάτες αντί χρημάτων. Το αερόστατο τότε χρειάζεται μεταφορική άδεια τύπου C of A (πιστοποιητικό αξιοπλοΐας). Εάν ο κυβερνήτης πετά αποκλειστικά για επισκέπτες του χορηγού, χωρίς την χρέωση εισιτηρίου, τότε εξαιρείται από την ανάγκη άδειας AOC (πιστοποιητικό εναέριου χειριστή). Ακόμη, για τους επιβάτες των αεροστάτων απαιτείται η διατήρηση ημερολογίου καταγραφής.

Στις Ηνωμένες Πολιτείες

Στις Ηνωμένες Πολιτείες, ο κυβερνήτης ενός αεροστάτου θερμού αέρα πρέπει να διαθέτει δίπλωμα πιλότου από την Ομοσπονδιακή Διοίκηση Αεροπορίας (Federal Aviation Administration, FAA) της τάξης των «Ελαφρύτερων από τον αέρα αεροστατών», και αν ο κυβερνήτης δεν είναι πιστοποιημένος να πετά με αερόστατα αερίου, θα έχει ακόμη και αυτόν τον περιορισμό: «Περιορισμένη άδεια για αερόστατα θερμού αέρα με αερομεταφερόμενο καυστήρα». Ένας κυβερνήτης δεν χρειάζεται να διαθέτει άδεια για να πετάξει με υπερελαφρό αεροσκάφος, αλλά η εκπαίδευση του συστήνεται, και μερικά αερόστατα θερμού αέρα πληρούν αυτές τις προϋποθέσεις.
Για την μεταφορά επιβατών επί ενοικίαση (και τη συμμετοχή σε γιορτές αεροστατών), ο κυβερνήτης πρέπει να διαθέτει εμπορική άδεια κυβερνήτη. Οι κυβερνήτες των εμπορικών αεροστάτων θερμού αέρα μπορούν να είναι ακόμη και εκπαιδευτές πτήσης. Ενώ οι περισσότεροι κυβερνήτες αεροστάτων πετούν για να εκπληρώσουν την χαρά της πλεύσης στον αέρα, πολλοί λαμβάνουν αρκετά έσοδα ως επαγγελματίες κυβερνήτες αεροστάτων. Μερικοί επαγγελματίες κυβερνήτες πραγματοποιούν πτήσεις με αερόστατα ξενάγησης σε αξιοθέατα, ενώ άλλοι πετούν με εταιρικά διαφημιστικά αερόστατα.

Κατασκευαστές

Ο μεγαλύτερος κατασκευαστής αεροστάτων θερμού αέρα στον κόσμο είναι η εταιρεία Cameron Balloons από το Μπρίστολ της Αγγλίας, στην οποία ανήκει και η Lindstrand Balloons στο Όσουεστρι της Αγγλίας. Οι Cameron Balloons, Lindstrand Balloons και ακόμη μια Αγγλική εταιρεία κατασκευής αεροστάτων, η Thunder and Colt (μέχρι που αγοράστηκε από την Cameron), υπήρξαν πρωτοπόροι στον σχεδιασμό αεροστάτων με εξειδικευμένο σχέδιο. Τα αερόστατα αυτά χρησιμοποιούν την ίδια αρχή άνωσης όπως και τα αερόστατα συμβατικού σχήματος ανάποδου δακρύου αλλά συχνά τμήματα του καλύμματος των αεροστάτων αυτών δεν συνεισφέρουν στην ικανότητα του αεροστάτου να παραμείνει στον αέρα.
Ο δεύτερος μεγαλύτερος κατασκευαστής αεροστάτων θερμού αέρα στον κόσμο είναι η εταιρεία Ultramagic, με έδρα στην Ισπανία, η οποία κατασκευάζει 80 με 120 αερόστατα ετησίως. Η Ultramagic κατασκευάζει πολύ μεγάλα αερόστατα, όπως το N-500 το οποίο μπορεί να μεταφέρει έως και 27 ανθρώπους στο καλάθι, ενώ έχει κατασκευάσει και πολλά αερόστατα ειδικού σκοπού, αλλά και αερόστατα ψυχρού αέρα.
Στις ΗΠΑ η Aerostar International, Inc. με έδρα του Σιου Φολς στη Νότια Ντακότα ήταν η μεγαλύτερος κατασκευαστής αεροστάτων στη Βόρεια Αμερική και ο δεύτερος παγκοσμίως λίγο πριν διακόψει την λειτουργία του τον Ιανουάριο του 2007. Ο παλαιότερος πιστοποιημένος κατασκευαστής στις ΗΠΑ είναι πλέον η Adams Balloons με έδρα στην Αλμπουκέρκη του Νέο Μεξικό. Η Firefly Balloons, προηγουμένως γνωστή ως The Balloon Works, είναι κατασκευαστής αεροστάτων θερμού αέρα στο Στέιτσβιλ της Βόρειας Καρολίνα. Ακόμη ένας κατασκευαστής είναι η Head Balloons, Inc. στο Χέλεν της Τζόρτζια.
Σημαντικοί κατασκευαστές στον Καναδά είναι οι Sundance Balloons και Fantasy Sky Promotions. Σε άλλους κατασκευαστές περιλαμβάνονται οι Kavanagh Balloons στην Αυστραλία, Schroeder Fire Balloons στην Γερμανία, και Kubicek Balloons στην Τσεχία.