Solární balony

H2-1     H3-1

 

Konstrukce solárního balonu

Solární balon je nejjednodušším možným typem balonu. Je naplněn vzduchem, a nepotřebuje žádný hořák. Má totiž tmavý obal, do kterého se opírají sluneční paprsky. Díky tomu se zahřívá – a létá. Na první pohled se to může zdát překvapivé, opravdu to však funguje.

Výhodou tohoto konceptu je jednoduchost a šetrnost – nejenže využívá obnovitelnou energii Slunce, ale také nikoho a nic neohrožuje. Nevýhodou je závislost na počasí a poměrně malá nosnost.

Solární balony můžou mít skoro libovolný tvar, ať už kvádru (viz střih na stránce „Úvod“) nebo čtyřstěnu (tzv. tetróny). Měly by být co nejlehčí, neboť teplota náplně nemůže být nijak závratná. Ideální je proto co nejtenčí černý igelit. Jinou možností je kombinovaný balon z průhledné krycí fólie a černého igelitu. Černý igelit přitom může být buď součástí obalu, nebo stačí, když jeho kusy nalepíme dovnitř průsvitného balonu. Příkladem solárního balonu kombinovaného typu je i můj prozatím nejrozměrnější výtvor Chimaira I, jehož tvar se (velmi přibližně) podobá čtyřstěnu. Je vyroben z celé krycí fólie a dno má z černých pytlů, několik černých igelitů je nalepeno i z vnitřní strany průhledného „stropu“. U takovýchto balonů sice snadno dosáhneme velkého objemu, ale jen za cenu nižší teploty obsahu.

Na Internetu nalezneme návody na různé další „začerňovací“ postupy, lze například nasypat či nafoukat do průhledného balonu jemný černý prášek, např. toner nebo najemno drcené uhlí. Vhodnost závisí na typu a použití balonu, pokud jej chceme po použití vyfouknout a složit, představuje prášek riziko ušpinění.

 

08-05-xx-CH12

10-01-27-Chimaira

Chimaira I. Solární balon z kombinovaného materiálu. černé části stačí vnitřek vyhřát. Objem kolem 7 m3 spolu s poměrně nízkou vahou (cca 275 g i navzdory četným záplatám) dodává tomuto monstru působivou nosnost (při teplotě obsahu 15ºC téměř 200g). Tu jsem ověřil i prakticky (vpravo let se 150 g závažím). Přesto tento tvar balonu nedoporučuji, výroba byla dosti pracná a konečný výtvor se chová ještě nevyzpytatelněji, než je u balonů normou. Připočtu-li ještě zranitelnost tenké fólie, výsledkem je, že prakticky každý let končí větší či menší dírou v balonu.

Pouštění Chimairy I někdy připomíná zdolávání trofejní ryby, zejména když se zvedne vítr.  Dosud nejdobrodružnější let vyvrcholil zamotáním vlasce do větví vysokého stromu. Chimairu poté nebylo možné stáhnout, takže se bezmocně třepotala v tu větší, v tu menší výšce. Už jsem ji měl za ztracenou, ale nakonec se mi podařilo strefit se do ní sněhovou koulí (!). Proražený balon klesl, takže jsem jej za cenu pořádné díry „ulovil“ a zachránil pro další použití.

Chimaira byla vyrobena v roce 2008, v roce 2013 se ale při pouštění utrhla a zmizela i s kamerami.

 

Nejjednodušší je vypustit solární balon „na svobodu“, a případně k nim připojit visačku s adresou, e-mailem či telefonním číslem. Pokud takový balon někdo najde, s trochou štěstí (kterou jsem bohužel zatím neměl) nález balonu ohlásí. Solární balon může doletět značně daleko i vysoko, protože se drží ve vzduchu po celou světelnou část dne, a může letět i nad případnými mraky. Podle údajů na Internetu se některým amatérským balonům podařilo dosáhnout výšek 15 km a vzdálenosti přes 1000 km!!! Bylo by tedy jistě zajímavé osadit solární balon elektronickou sondou (podobně jako u stratosférických balonů), zatím však bylo podobných pokusů překvapivě málo.

 

H2-vypusteni2

Na svobodu!

Haeliaea II míří do dálav vzdušného moře, vybavena jen visačkou s adresou. Mohu jen hádat, kde její pouť skončila když slunce zapadlo, neboť žádný poctivý nálezce se neozval.

 

Druhou možností je pouštět balon upoutaný na provázku, šňůře od draka nebo nejlépe rybářském vlasci (ideálně vč. navijáku). Je to sice obtížnější a pravděpodobnost, že balon skončí někde na stromě je vyšší, ale zase s trochou šikovnosti můžeme tentýž balon používat opakovaně. Dokonce se můžeme pokusit i o leteckou fotografii či video. Za dobrých podmínek se upoutaný balon může dostat i několik set metrů vysoko.

Postup při pouštění

K pouštění solárních balonů jsou nutné specifické meteorologické podmínky. Nezbytností je samozřejmě sluneční svit. Důležité je ovšem také bezvětří. U volně letících balonů není vítr tak strašným nepřítelem, pro balony upoutané je ovšem sebemenší vánek poukázkou na problémy, zejména jsou-li v okolí stromy či budovy. Balon je velký a lehký, a proto si dělá v podstatě to, co si vítr zamane, a jen těžko mu v tom zabráníte. Vítr logicky způsobuje, že balon se vzdaluje od místa upoutání a přitom nevyhnutelně klesá (viz obrázek).

vitr

Vliv větru na upoutaný balon. Třebaže délka vlasce je stále stejná, vítr tlačí balon ke straně a tím jej zároveň nutí klesat.

 

Jako by to nestačilo, vítr balon ochlazuje (podobně jako foukáním ochlazujeme horký čaj), a tím přímo snižuje i nosnost balonu. V okolí budov apod. navíc vznikají turbulence, které balonem házejí sem a tam.

Při pouštění z ohraničených prostor (mezi stromy či budovami) je nutný zcela nehybný vzduch, velká obezřelost a štěstí na klimatické podmínky. Účinnou pomůckou je praporek z igelitu, vyvěšený na viditelné a větru vystavené místo. Pokud se ani nehne, máme jistotu, že vzduch je klidný. Mírné zachvívání už znamená nepříliš dobré podmínky, a větší pohyb zcela maří jakékoli naděje.

Pokud je jen slabý vítr a máme k dispozici dost prostoru, můžeme balonu velmi pomoci chůzí po větru. Je to právě opačné než u draka – s drakem běžíme proti větru, s balonem naopak. Balon se pak chová, jako by nebyl upoután – vzhledem k okolnímu vzduchu je v klidu a nepůsobí na něj žádné síly vyjma vztlakové, jak to má u správného balonu být. Tímto způsobem můžeme velmi dobře kompenzovat velmi slabý vítr (praktickými limity jsou rychlost chůze a velikost otevřeného prostranství).

Balony teoreticky nejlépe létají v zimě. Při nízké okolní teplotě totiž teplo uvnitř poskytuje největší vztlak (viz tabulka v úvodu). Pokud na zemi leží sníh, je to další plus, protože balon ohřívají nejen přímé sluneční paprsky, ale i ty odražené od sněhu. V praxi je to ovšem složitější, protože záleží i na větru a intenzitě slunečního svitu, a dostupnosti otevřených prostranství. Z vlastní zkušenosti mohu říci, že balony se velmi dobře pouštějí v létě, zejména na posečených polích. Ideální podmínky, tj. chladno, bezvětří a jasno, se nejčastěji vyskytují ráno po východu slunce.

 

DSCF0547

Úplné bezvětří. Když vyvěšený cár igelitu nehybně visí, znamená to povolení vzlétnout!

IMGP2743

Neklidné povětří.

 

Balon musíme naplnit vzduchem. Ideální je plnění teplým vzduchem. Menší balony lze plnit fénem, pro větší se lépe hodí vysavač (nikoli ten konec, který vzduch nasává, ale ten opačný, který jej vyfukuje). Tím se balon nafoukne a zároveň předehřeje, takže nabere výšku a snáze zachytí sluneční paprsky. Pozor ale na teplotu, fén někdy fouká tak horký vzduch, že může igelit poškodit (krabatění). Tato metoda plnění je možná jen v dosahu elektrické sítě, což v mém případě limituje starty na dvorek, který je bohužel plný blízkých i vzdálenějších překážek a tedy ne zrovna ideální. Jako alternativní metoda se nabízí použití zahradních vysavačů na listí na benzinový pohon (nevýhodou jsou rozměry a hlučnost), anebo malých přenosných vysavačů akumulátorových. Nejlepších výsledků jsem ale dosáhl s podomácku vyrobeným zařízením vyrobeným z akumulátoru (z akuvrtačky) a ventilátorů z PC. Praktičností použití předčí tato sestava cokoli jiného. PC větráky jsou levné (lze vymontovat z jakéhokoli vyhozeného počítače či koupit v elektru), akumulátor sice ne, ale když se zrovna nelétá, může plnit svou původní funkci v akuvrtačce. Plnění balonů studeným vzduchem v principu nevadí, slunce balon stejně záhy vyhřeje (trvá to nejvýše několik minut).

Pokud je balon dobře udělaný, nemusíte jeho ústí příliš uzavírat. Teplý vzduch totiž stoupá, takže se drží v horní polovině balonu a otvorem naspodu nemá sebemenší snahu unikat. Raději však přesto ústí po naplnění alespoň stáhněte šňůrkou nebo rovnou zavažte. Balon totiž může dostat „úder“ od větrného poryvu, který jej v případě zcela otevřeného ústí může vyfouknout. Také otočení balonu vzhůru nohama vede často k vyprázdnění a pádu (s výhodou lze využít při vypouštění balonu!). Solární balon je však odolný vůči dírám a trhlinám, nepřesáhnou-li rozumnou míru.

 

H3-Napousteni

Haeliaea III – napouštění.

Je to velmi jednoduché, jak vidíte na obrázcích. Na tom posledním již balon zachytil první paprsky ranního slunce. Hae III je větší než její předchůdkyně: objem 2,58 m3, (ideální) nosnost 45 gramů. Základ těla balonu sestává ze sedmi 120-l pytlů.

 

09-01-16-H33

Nouzové přistání na stromě. Když se zvedne vítr, je každá rada drahá a někdy se nelze vyhnout ani uvíznutí na stromě. Haeliaea III se však i z toho nepříjemně vyhlížejícího ztroskotání nakonec dostala bez většího poškození.