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非国民?

数日前、三浦の某マリーナから出艇するヨットに向かって、非国民とののしる人がいたらしい・・・

気球も今の時期飛んでいると、非国民とののしられるのだろうか?


過剰な自粛ムードにはちょっと疑問がある・・・
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by airspace_balloon | 2011-03-30 11:26 | 気球一般

地震に伴う気球大会の動向

今回の震災に伴い、各地で予定されていた気球イベントが中止になっているところが多い。

3月中の、古河、阿蘇などが中止になり、4月の渡良瀬バルーンレースは延期、5月の羽生も中止になった。
GWの秋田などはやらないんだろうなぁ・・・まだ何もインフォメーションが流れていないが・・・

そのほか、今年秋にある東北方面の気球大会などもどうなるか・・・


まぁ、自粛するのが良いかどうか、微妙な部分はあるが、ここしばらくは気球大会に参加する気分ではないのは多くの気球乗りの共通点かも・・・
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by airspace_balloon | 2011-03-26 17:30 | 気球一般

地震に伴う東北地方のバルーニストの安否情報

11日に起こった地震に伴う東北地方の気球関係者の安否情報をとりまとめました。


岩出山バルーンクラブ(宮城県大崎市)メンバーなど全員無事
矢巾バルーンクラブ(岩手県矢巾町)メンバーなど無事
東北大学気球クラブ(仙台市)確認できている範囲でほぼ無事とのこと、他の東北の学生気球クラブは無事の模様。
名取バルーンクラブ(宮城県名取市)
4名の無事は確認したが、他は確認できず。津波の被害の大きい海岸部に居住しているメンバーもいる。機材も海に近い場所にあったため流失したと思われるとの情報。安否確認できたのは、大久保、吉野、佐々木、三塚。
みちのくバルーンクラブ 全員無事とのこと

その他、胆沢バルーンクラブ、迫バルーンクラブなど情報がないですが、内陸部なので大丈夫だろうとのこと。秋田方面は問題なし。

情報が入り次第追加します。3/14 

3/15 今日も連絡の取れない若林区の小松拓夫氏に連絡を取っているが、連絡付かず・・・名取の斉藤氏も安否不明。

茨城大学気球クラブ現役学生は全員無事。県北部はライフラインがとぎれているので、不便とのこと。


3/15 17:30
若林区の小松拓夫の無事を確認。奥さんと電話で話す。まだライフラインの復旧はしていないが、家族無事とのこと。
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by airspace_balloon | 2011-03-14 05:25 | 気球一般

ガス圧の変化で燃費が変わる理由

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気球バーナーでガスの圧力が適正でないと燃焼効率が変わるという話をちょっと前に書いたが、その理由について考察してみようかと思う。

気球のバーナーの構造は、ブラストバルブから先は、熱交換器であるコイルで液体状態のガスを一気に気化させ、ノズルから噴出させ空気と混合、そして燃焼させる構造になっている。

燃料圧力が適正であれば連続してコイル部分での気化を行うのに適当な液体ガスが供給されるが、燃料圧力が低すぎると、ガスの噴出速度と供給量がバーナーコイルが必要とする量に届かず、気化するポイントがコイルの前の方に来てしまい、ある種のバーナーではブラストバルブ部分の凍結という状況をも引き起こしたりする。古い自作時代のバーナーにはこのようなタイプの物が結構存在した。理由は、太めのパイプを用いたコイルを使用していることによる設計上の特徴でもあった。これは、初期のカメロンのバーナーに影響を受けた設計が多かったからでもある。

最近のバーナーはおおむね、コイル付近で熱交換が行われるように設計され、ブラストバルブ付近での急減圧を防いでいる物が多い。しかし、やはり低圧では、適正な気化が行われにくく、ノズルから先の空気との混合がうまくいかない段階で着火してしまい、結果燃焼効率を悪くするようなのだ。

ガス圧が高すぎても逆に気化しきれずに噴出し、空気との混合がうまくいかないで着火する弊害がある。

いずれにしても、コイルの部分で適正に気化が行われ、ノズルから適当な気化状態で噴出されることが空気との適正な混合を得るためには重要な要素になっている。

適正な混合の結果がよい燃焼になり、結果燃費の向上にも役立つというわけだ。


前から持っているアイデアなのだが、白金触媒による燃焼効率のUPが気球バーナーでも出来ないかと思っているのだが・・・・誰か実験した事例はないのかなぁ・・・・海外とかさがしても、今のところ見つけられない・・・


画像は、燃焼効率を逆に悪くすることで赤い炎を作っている、エアロスターのグローバルブの炎。コイルにススがつきにくくするためにノズルはコイル上部に別に用意されている。
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by airspace_balloon | 2011-03-11 10:58 | 気球技術系

気球の燃費を考える

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最近のプロパンガスの価格高騰により、燃費を気にする話がある。それについて以前から考えていたこと、普段考慮しながら飛んでいることなどをまとめてみた。



熱気球の燃費の優劣は、様々な条件で構成されるが、バーナーの燃焼効率を一定とした場合、ほとんどが球皮によりその条件が変わると言える。球皮における燃費に影響を与える条件はだいたい以下のような要素が上げられる。

・ 開口部からのヒートロス
・ 球皮が外部と接触することによる冷却
・ コーティングや縫い目、リップの隙間などからの空気漏れ



それぞれの要素について検討してみる。


開口部からのヒートロスは、バーナーで発生させた熱を外に漏らすことなく球皮内部にどれだけ導くことが出来ているかという部分だ。気球の影を見ているとバーナーからの熱による陽炎のような物が、開口部から外に逃げていくのを見たことがあるパイロットも多いだろう。アレが問題なのだ。その意味で、バーナーから開口部までの距離は出来るだけ近い方がよい。さらに、深めのスカートを装備していると、より熱が逃げにくく、燃費効率に貢献する。


球皮が外部と接触することによる冷却は、同じ体積の気球では、その表面積が出来るだけ小さくなることが望ましい。その意味で最小の表面積で最大の体積が得られる形状が一番燃費がよい気球の形状といえる。カボチャと呼ばれるでこぼこした気球より、スムースが良いし、レーサーと呼ばれる縦長の気球より丸っこい気体の方が燃費がよい。滞空時間記録を作る様なフライトに使用する気体が、内側にマイラーなどで2重球皮にして効率を良くしているのも、この外部と接触する球皮からの冷却を極力抑えるという考えに基づいている。計算上もこの接触冷却が一番大きなロスのように思えるのだが。


コーティングや縫い目、リップの隙間などは、良質のコーティングを施され、通常の縫製であれば、その多寡はあまり関係ないようだ。なんせ、球皮内部と外部との圧力差はそれほど大きくはないからだ。ただ、劣化したガーゼのようなコーティングは論外だが。また、パラシュートリップは小さい方が効率がよいのは言うまでもないが、リップアウトしたときの効果も小さくなるという二律背反の部分もある。燃費を考えるのであれば、リップ直径は小さめの方がよいだろう。


球皮に続いてバーナーの燃焼に関して燃費を考える

バーナーはコイルで急激に気化させたプロパンと空気を混合させて燃焼させる器具で、完全燃焼出来ることが最大のカロリーを発生させる。そのために多数のノズルからガスを噴出させより完璧な混合状態で燃焼させられるバーナーが燃費がよいバーナーになる。以前のバーナーは大きな爆発音に近い燃焼音を響かせていた物があるが、この種のバーナーは適正な混合が行われにくく、爆発的な乱れた燃焼を起こしている。そのため、放出された燃料を最近のバーナーに比べて完全に燃やし切れていない物が多い。この点では、音の静かなバーナーは概ね燃焼効率の良いバーナーだったりする。

また、バーナーの燃焼効率は、燃料圧力によっても変わる。低すぎる圧力ではうまく混合が行かず、燃焼効率が落ちるし、高すぎる圧力では、ノズルから気化しきれない半分液体状態のガスが噴出され、同様に燃焼効率の低下を招く。適正な圧力で初めて適正な燃焼が起き、効率の良い燃焼になる。



では、燃費の良い飛び方とは?

機材が同一でも燃費は飛び方で大きく変わってくる。まず、外気温と球皮内温度の差を出来るだけ小さくして飛ぶことが、球皮が外部から冷却される率を小さくする。その意味で、気球のロード一杯で飛ぶのではなく、余裕を持った加重で飛ぶのが肝心になる。球皮内温度を110度にして飛ぶのと80度で飛ぶのでは燃費は大きく異なる。

ロードチャート一杯で飛ぶのはとても燃費効率を悪くするし、球皮の劣化も早く進んでしまうことになる。長時間のフライトをするとき、パイロットはどうしてもロードチャート一杯に燃料を積みたくなるが、これもある面考え物かもしれない。離陸重量が軽い方が、低い温度で飛行でき、燃費効率はよいからだ。その上、多くのシリンダーを積んでいると使い終わった後のシリンダーは単なるバラストにしかならず、燃費効率を低下させるからだ。第二次世界大戦中の零戦が、燃費効率が良く長い時間の長距離飛行を可能にしたのは、軽いロードの機体だったことが最大の理由で、その考え方を少し取り入れてみるのも良いのではないだろうか。また、車で燃費を良くするために、無駄な物を車から降ろすことが良く言われるが、まさにそれでもある。

同じ機体で、同じ乗員重量、同じ飛行をして、20キロシリンダー4本で飛べる時間と、6本で飛べる時間は、ほとんど差がないかもしれない。6本搭載した機体は離陸直後その重さのため急激に燃料を消費する、後半でも空になったシリンダー2本分の重量が常にデットウエイトになって燃費を悪くする。その結果、同じぐらいという結果になるのだが。


また、気球を上昇させるとき、球皮内温度を上げすぎず下げすぎず、こまめにチェックすることも重要だ。車で言えば、アクセルをゆっくり一定の間隔で踏み込むことが燃費に貢献するのと同じ原理だ。急加速、急減速が燃費を悪くするのと同じ事で、急上昇、急降下も同様に燃費に影響する。もちろんフライト中それが必要なこともあるので、その時にバーナーの炊き方を正確に温度管理しながら炊くのが燃費にも重要だし、球皮ダメージを与えないためにも重要になる。

また、上昇時、連続してバーナーを炊くのよりも断続させて球皮全体が暖まるような対流をイメージしていると、同じ燃料で、より効率よく上昇させられるし、連続して炊くことにより天頂部付近だけ急激に温度を上げてオーバーヒートするようなことを防げる。車で言えば、エンジンの空ぶかしや回転数を上げすぎないのと同じことだ。

燃費効率を考えるのであれば、正確な球皮内温度計は絶対条件になると思う。球皮を長持ちさせるためにも必要な条件だ。

また、リップは極力使わないのが燃費にはよい。これは車でブレーキを踏まない方がよいのと同じ事だが、こればかりはフライトの中で不可避な部分もあり、何とも言えない部分だが・・・気持ち的に無駄なリップ操作は避けた方が良いぐらいのイメージを持っているのがよいのではないだろうか。


色々な要素はあるが、車の燃費向上の方法を気球の飛び方、機材に重ねて考えてみるとその方法は自ずと見えてくるのではないだろうか。
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by airspace_balloon | 2011-03-10 21:32 | 気球技術系

熱気球でブタンガスを使用すると・・

熱気球でブタンガスを使用した方がカロリーが高いのでどうだろうか?という話があったので、ちょっと書いてみる。

単純計算で、同体積でプロパンよりブタンは33%カロリーが高いが、液体状態での比重も約13%重い。気化状態では29%ぐらい重い。簡単に書くと、同じ1m3のガスの重さが29%重くて、33%カロリーが高くなるということで、同一重量の燃料で比較すると、カロリーはほとんど変わらないことになる。

日本国内では純粋のブタンを充填所で入手しにくいことを考えると、は号、ろ号などのプロパンとのミックスを使用する前提になるとカロリーアップの効果がさらに小さい。その上、気球の通常使用では蒸気圧が低いこれらの燃料は、加温では加圧しにくく、窒素加圧を前提にせざるえないので、その分のコスト、手間がかかることになる。窒素加圧により、気体ガスを取り出すパイロットは使用不可になる。

また、バーナーの設計の違いにより、ブタン燃焼に適した特性を持っているかどうかの違いも出てくると思われる。プロパンより、濃く重いブタンを空気とうまく混合燃焼させられるノズルなどの設定が出来ているかといった部分だ。また、熱気球のバーナーはもっとも燃焼効率の良い圧力帯域は限られ、圧が低すぎても、高すぎても燃焼効率が落ちる。低圧のガスで飛んでいると燃費が低下するのを経験的に知っているパイロットも多いかと思うが。


プロパン
ガス比重1.56(空気=1,0℃、0.1013MPa) 液比重0.533(0℃,0.1013MPa) 約24,000kcal/m3

ブタン(ノルマルブタン)
ガス比重2.01(空気=1,0℃、0.1013MPa) 液比重0.601(0℃,0.1013MPa,n-ブタン) 約32,000kcal/m3


だいぶ前、1987年に中国に行ったときにブタンの混合率の高い燃料を使用して飛行したことがある。窒素加圧無しにはフライトはとても困難、全くそのままでは使用に耐えない圧力しか出ない。

中国の充填所の風景。
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そろいの綿で出来たコートのような物を着て中にはいるように求められた・・・
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まぁ・・・・経験的にも、カロリーが高いからとブタンを使用するのは得策とは思えないのだが。


ちょっと訂正しました。
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by airspace_balloon | 2011-03-10 10:40 | 気球技術系

Box

気球のフライトで、低層と、上層の風の向きがほぼ180度違っている場合、ぐるぐる同じ場所を飛行することが出来る場合がある。このような状況のことを、日本でも最近は”Box"と呼ぶのが徐々に広まっている。気球界の一般名詞化しつつある。

この名称は、世界最大の気球大会、アメリカのアルバカーキ・インターナショナル・バルーンフェスタから広まったと思われる。

10月に、アメリカ、ニューメキシコ州で開催されるこの気球大会の最中、このボックスと呼ばれる風が吹くことが多いのだ。この特徴的な風の動きを、”Albaquerque Box"と地元の気球乗りが言い始めたのが始まりだ。自分が初めてアルバカーキに行ったのが1988年だったのだが、最初、会話の中に出てくる”Box"の意味がわからず、相手に尋ねたことがあった。説明されてすぐにその意味がわかったけど。

この風があると、バルーンフィールドから離陸してぐるぐる回りながら長い時間フライトすることが可能になる。大抵、東からの風で徐々に西に流されていくので、リオグランデ方向に飛んでいくことが多いのだが。

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ランチサイトから離陸し、いったん南に流され、上の風で北に戻しながらランチサイトを望んでいる画像。写真右側が南、奥が東。このパターンの風が良く吹くのだ。


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北に上空の風で振ってから、南方向のランチサイトを遠望した画像。


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かなり北に振ってから、低空に下ろし、リオグランデの上を低高度で飛ぶ気球。


アルバカーキの一番良い感じのフライトが出来るのが、このアルバカーキボックスが出ているコンディションなのだ。アルバカーキをよく知っているパイロットなら、だれもが、アルバカーキボックスを待ち望んでいる。

アルバカーキボックスのことはウイキペディアにすら書かれている。
http://en.wikipedia.org/wiki/File:Albuquerquebox.png


余談だが・・・・もう10年以上前の2000年のアルバカーキの大会は、悪天候が続き、アルバカーキボックス2000なんていうネーミングを付けられたイラストが新聞に載っていたことがある・・・・ホテルを出て、ランチサイトに行き、ブリーフィングが終わると、ホテルに戻る・・・そういうボックスだった・・・


画像は2007年10月10日 自分がパイロットで飛行していた。
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by airspace_balloon | 2011-03-07 20:44 | 気球技術系

今日の渡良瀬

今日はゲストフライトだった。
久し振りに自分は地上にいた。

学生選手権をやっていることもあり、普段より気球の数が多い。
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綺麗なボックスの風があり、一度離陸した気球が同じ場所に戻ってくる。

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結局自分のクラブの気球は、2度ボックスで離陸場所の100mぐらいの場所でファイナル。
これほど綺麗なボックスが出ることも珍しい。
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by airspace_balloon | 2011-03-06 21:00 | 気球一般

ガスの規制?既得権益の保護か?

熱気球を飛ばすとどうしてもその燃料の再充填が必要になる。

通常、自分がよく飛ぶ渡良瀬周辺や気球大会が開催されている場所では、預けて再充填してもらったり、充填工場に持ち込んで再充填してもらうのだが、自分の住んでいる神奈川県の充填所にシリンダー(燃料タンク)を持ち込んでも再充填してもらえないのだ・・・

今まで、何度も色々な充填所にトライしてみたが、ことごとく断られたり、不愉快な思いをしたり、トンでもなく高い金額をふっかけられたり・・・

在る充填所では、作業員に充填を頼んだら入れてくれたのだが、いざ会計の段階になって、事務所の人間に、もう二度と充填などしないと、金を払う立場なのに、ひどく怒られるように言われて、強い不快感を感じたこともあった・・・しかも価格は、自分たちが普段入れている価格の3倍!だった・・・

なぜか神奈川県内ではほとんど充填が出来ない・・・なんだか、親切な充填所の人が教えてくれた話では、神奈川のプロパンガス工場の間に協定のような物があるようで、それにより、持ち込みタンクには詰めないというような決めごとがあるようなのだ・・・・

なんだかねぇ・・・・

他の都道府県では今のところこんな話は聞いたことがないし、気球が普段飛んでいるエリアでは普通に詰められるので、国全体の法律により規制があるとも思えない。

要するに地域の業界団体が、既得権益の保護などの目的でこのような協定みたいな物を作っているらしいと言うことなのだ・・・・

しかし・・・なかなかこのあたりの内情は一般ユーザーの自分たちには見えてこないし、そこに文句を言っている暇もないので、いつも気球が飛ぶ場所のそばで再充填しているのだが・・・・

自宅からそれほど遠くない場所に、何カ所か充填工場があるのに、詰めてもらえないのはまったく不合理な物を感じてしまう。

このあたりの事情に詳しい人がいたら教えてください。
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by airspace_balloon | 2011-03-04 08:53 | 気球一般