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大秦热气球

大秦热气球

看见新闻 用氢气球将自己送上百米高空,广东瘫痪小伙发文致歉_腾讯新闻

我非常敬佩他的勇气,很想亲自探望他。

关于热气球这是我23年的想法—在大秦能不能做热气球?

两年后,在AI的帮助下,给了我一些很好的方案。

我最早想到的是牛皮,AI提示丝绸也可以。具体结果还是要实验后才知。

所以我觉得这是一篇不完整的文章,因为直到做完实验(我想做机器人+氢气球和用大秦的材料做成的热气球)得到报告 才能完成这个课题


ChatGPT分析如下:

总结要点(可执行清单)

  • 想载人:必须用最轻的面料(薄丝绸或漆纸)+精良的封缝与漆层,体积要在 400–600 m³ 量级(直径 8–11 m)。

  • 运用古代技术的可行组合:薄丝绸拼接 + 生漆/松脂/蜂蜡填缝 + 藤篮 + 陶/铜火盆 +麻绳悬挂。

  • 最大难点:防火与密封。若不能把面料重量控制得非常低、且不能安全隔离火源,基本不可行。

  • 实际建议:先做小型无人试验(例如载 0–10 kg 的小篮子)验证材料与工艺,再逐步扩大。

气囊内壁

┌───────────────┐

| 隔热裙口层 | ← 多层布/湿布/漆带,防止火苗直接接触

└───────────────┘

↑ 热空气 ↑

┌───────┐

| 火盆 |

| (陶/铜)|

└───────┘

面料要足够大而且拼接精密:缝线与针孔会漏气,需良好填缝技术(漆、胶、蜡)。

  1. 燃烧与点火的安全:开放明火与可燃面料靠得太近极危险。必须有可靠隔热和火盆固定。

  2. 气温控制:古代无法精确控制燃烧功率,升降难以平稳控制(缺乏现代燃烧器与阀门),降落尤为危险。

  3. 材料的可复制性与成本:大面积丝绸/精细纸张,制造与维修成本高。

  4. 天气敏感:风速小才能升空,且降落需有开阔安全场地


我们取常见情况来估算(所有计算逐位推算):

  1. 假设环境温度 20°C → 绝对温度 T_out = 293 K,取空气密度 ρ_out = 1.204 kg/m³(常用近似)。

  2. 假设球内热空气温度 100°C → 绝对温度 T_hot = 373 K。根据理想气体密度与温度成反比:

    ρ_hot = ρ_out × (T_out / T_hot)
          = 1.204 × (293 / 373)
    293/373 ≈ 0.785  (逐位算:373 × 0.785 = 292.705 ≈ 293)
    所以 ρ_hot ≈ 1.204 × 0.785 = 0.94514 kg/m³
    
  3. 密度差 Δρ = ρ_out − ρ_hot = 1.204 − 0.94514 = 0.25886 kg/m³

  4. 要举起净质量 m(包含人、篮子、燃料、气囊自身等),所需体积 V = m / Δρ。

    • 若目标 m = 150 kg(1 人 + 篮子 + 气囊等),

      V = 150 / 0.25886 ≈ 579.5 m³
      
    • 若目标 m = 100 kg(轻量化目标),

      V = 100 / 0.25886 ≈ 386.3 m³
      
  5. 对应球体尺寸(若近似为球体):

    r = (3V / (4π))^(1/3)
    以 V = 579.5 m³ 为例:
    3V = 1738.5
    4π ≈ 12.5664
    1738.5 / 12.5664 ≈ 138.4
    ∛138.4 ≈ 5.17 m → 半径约 5.17 m,直径 ≈ 10.34 m
    表面积 A = 4πr² ≈ 4π × (5.17²) = 4π × 26.73 ≈ 335.7 m²

轻型丝绸(优选)

  • 可得性:古代中国、印度等地广泛有丝绸。

  • 面密度(轻薄丝绸)估计:约 0.03–0.06 kg/m²(30–60 g/m²)。

  • 优点:轻、强度好、可缝,可上油或漆以改进密封。

  • 缺点:未经处理不防气、燃烧点低,需要涂层隔热和密封。

密封/涂层材料(必需)

  • 漆(生漆)/松脂/植物油(亚麻油)/蜂蜡/动物脂:用于封缝、填补针眼、提高耐水和耐热性。古代均可得。

  • 胶类(鱼胶、皮胶):用于粘合纸或缝合处填缝。

  • 这些涂层会增加质量(例如加一层漆可能增加 0.01–0.05 kg/m²),但能显著改善密封与耐火性(部分

隐翅蠕蠕 飞行机甲 由36条傀儡虫驱动

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