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)。
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。
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。
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。
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):
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)。
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密度差 Δρ = ρ_out − ρ_hot = 1.204 − 0.94514 = 0.25886 kg/m³
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
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

