Ballontechnik

Zu den wichtigsten Ausrüstungen des Heißluftballons zählen ein UKW-Flugfunkgerät, ein Höhenmesser, ein Transponder, ein Variometer und das Hüllentemperatur-Thermometer. Diese Geräte sind zumeist in einem Kombigerät vereint und liefern dem Piloten wichtige Daten für die sichere Durchführung einer Ballonfahrt. Darüber hinaus nutzen viele Piloten heute noch ein GPS System als Navigationshilfe. Ein Feuerlöscher und ein Erste-Hilfe Kasten sind natürlich ebenfalls im Korb.

Der Ballonkorb wird auch heute noch aus Peddigrohr (Rattan) oder Weide geflochten, welches mit Manilarohr ausgesteift wird. Viele andere Materialien wurden ausprobiert und getestet. Keines hat sich aber bislang als vergleichbar widerstandsfähig und elastisch zugleich erwiesen. Durch seine Flexibilität nimmt der Weidenkorb einen beträchtlichen Teil des Landestoßes auf, was vor allem bei schnelleren Landungen eine wesentliche Rolle spielt.

Die Hülle eines modernen Heißluftballons besteht aus einem speziell beschichteten Nylon- oder Polyestergewebe. Sie ist aus mehreren Längsbahnen zusammengesetzt, welche durch vertikale Nähte und Lastbänder miteinander verbunden sind. Die Bahnen bestehen wiederum aus einzelnen, horizontal vernähten Stofffeldern und horizontalen Lastbändern, die als Rissstopper dienen. Diese vertikalen und horizontalen Lastbänder sind das "Gerippe" des Ballons und nehmen die Hauptlast auf.

Am Top der Hülle befindet sich meist ein Entleerungssystem oder ein Regulierventil mit dem die heiße Luft abgelassen werden kann. Die vertikalen Lastbänder laufen hier im sogenannten "Kronenring" zusammen. Am unteren Ende der Hülle gehen die Lastbänder in die Korbleinen (Auslaufleinen) über, mit denen die Hülle am Korb befestigt wird. Die Feueröffnung wird außerdem durch eine Flammenschürze ("Scoop") geschützt.

Die Hülle eines Heißluftballons besteht aus Polyamid- (Nylon) oder Polyesterfaserstoffen. Es handelt sich dabei um ein spezielles "Rip-Stop-Gewebe", bei dem enge und weite Maschenabstände abwechseln. Dadurch wird die Weiterreißfestigkeit erhöht. Selbst wenn der Ballon an einem Hindernis kurz hängen bleibt und ein kleiner Riss entsteht, kann dieser nicht weiter reißen. Durch den an der Hülle lastenden Druck verschließt sich der Riss sogar teilweise wieder. Es kann nur marginal Luft entweichen und die Fahrt gefahrlos beendet werden. Eine nachträglich aufgebrachte Beschichtung des Stoffes wirkt flammhemmend und sorgt für die richtige Abdichtung und UV-Schutz.

Der normale Ballonstoff wiegt etwa 45 bis 60 Gramm pro Quadratmeter und ist - je nach Hersteller - für eine Betriebstemperatur von bis zu 140 Grad Celsius zugelassen. Die normale Betriebstemperatur bewegt sich zwischen 90 und 110 Grad Celsius.

Für den unteren Rand der Hülle, etwa 1 bis 2 Meter über der Feueröffnung, wird meist Nomex verwendet, da hier die Möglichkeit einer Beschädigung durch die Brennerflamme besonders hoch ist. Nomex ist ein Gewebe aus nicht brennbaren Kohlefasern. Damit es sich einfärben lässt, sind etwa 20 % Baumwolle eingebracht. Passiert es nun, dass man beim Aufrüsten des Ballons doch einmal mit der Brennerflamme der Hülle etwas nahe kommt, so entsteht zwar kein Loch, die eingefärbten Baumwollfasern brennen aber heraus und der Stoff wird grau bzw. braun.

Die Größe der Ballone reicht von 250 m3 bis über 22.000 m3.

Die gängigsten Ballone sind jedoch zwischen 2.000 m3 und 8.000 m3 groß und für 2 bis 15 Personen zugelassen.
Beim Papageno handelt es sich um einen 3.000 m3 großen Ballon, Höhe mit Korb ca. 20 Meter, Durchmesser ca. 18 Meter, und ist für 4 Personen (inkl. Pilot) zugelassen.

Die Luft in der Hülle eines Heißluftballons wird mit Hilfe eines leistungsstarken Brenners erhitzt. Es handelt sich hierbei um einen "atmosphärischen Brenner" mit einer Leistung von mehr als 2 Megawatt. Als Treibstoff dient das Flüssiggas Propan. Dieses wird aus den Druckbehältern, den Gasflaschen im Korb, über armierte Schläuche an den Brennerstützen entlang zum Brenner geführt. Öffnet der Pilot das Haupt- oder Fahrventil, strömt das Gas zunächst durch die Verdampferspiralen des Brenners. Dort wird es auf Temperatur und zum Verdampfen gebracht. Zugleich erhöht sich nochmals der Druck. Wenn es an den Brennerdüsen austritt wird das nun gasförmige Propan durch die Pilotflamme entzündet.

Die Pilotflamme ist eine kleine Flamme, ähnlich der eines Durchlauferhitzers, die während der ganzen Fahrt brennt. Sie wird meist über ein eigenes Flaschenventil mit gasförmigem Propan gespeist.

Moderne Heißluftballone sind meistens mit einem Doppel- oder Mehrfachbrenner ausgestattet. Es handelt sich dabei um mindestens zwei vollständig unabhängige und redundante Systeme. Die einzelnen Brenner sind lediglich am selben Rahmen aufgehängt. Pilotflamme, Gaszufuhr, Druckregelung und Bedienung erfolgen aber voneinander getrennt. Sollte einmal ein Brenner ausfallen, so steht immer noch ein unabhängig funktionierender zweiter Brenner - bei großen Ballonen auch mehrere - zur Verfügung.

Der Brenner ist in einem Rahmen über dem Korb aufgehängt. Dieser Rahmen wird durch Polyesterstangen abgestützt, an denen entlang die Brennstoffleitungen in den Korb geführt werden. Die Korbseile aus rostfreiem Stahl, welche vollständig um den Korb laufen, werden ebenfalls an den Brennerstangen vorbei zum Brennerrahmen geführt, wo sie mit Hilfe von kräftigen Stahlkarabinern mit den Auslaufleinen der Ballonhülle verbunden werden. Stangen, Gasschläuche und Korbseile werden schließlich mit einer lederummantelten Schaumstoffpolsterung umhüllt.

Sowohl Heißluft- als auch Gasballone funktionieren nach dem Auftriebsprinzip des Archimedes. So wie ein Schiff im Wasser schwimmt, schwebt der Ballon im "Meer der Lüfte". Sein Auftrieb entspricht der Masse der von ihm verdrängten Umgebungsluft. Ist der Auftrieb größer als die Gewichtskraft des gesamten Ballons (also Gewicht des Gases oder warmer Luft in der Hülle + Eigengewicht + Ausrüstung + Insassen), dann steigt der Ballon. Das die Masse des Ballons auch tatsächlich geringer ist als die Masse der von ihm verdrängten Umgebungsluft wird dadurch erreicht, dass man seine Hülle mit einem Gas (= "Traggas") füllt, welches "leichter" als Luft ist. Beim Gasballon ist das Wasserstoff oder Helium, das Traggas des Heißluftballons ist "nichts als heiße Luft".

Die Luft in der Hülle eines Heißluftballons wird mit Hilfe eines Brenners erhitzt, welcher mit Propangas betrieben wird. Das Propangas ist also nicht das "Traggas" des Heißluftballons (Propangas ist schwerer als Luft!), sondern lediglich der "Treibstoff", um das Traggas "heiße Luft" zu erzeugen.

Transportiert wird das Propangas in Flaschen aus Aluminium, Edelstahl oder Titan. Über ein Schlauchsystem wird es zum Brenner geleitet. Das laute "Fauchen", das auch in einiger Entfernung noch zu hören ist, ist das Verbrennungsgeräusch des Brenners, der in kurzen Abständen vom Piloten bedient wird.

Heizt der Pilot häufiger oder länger ein, so erhitzt sich die Luft in der Hülle und der Ballon steigt. Durch Abkühlung gerät der Ballon nach kurzer Zeit wieder ins Sinken, so dass der Ballonfahrer erneut heizen muss. Wieviel bzw. wie oft der Pilot heizen muss, ist neben der Ballongröße und Beladung von der Umgebungsluft abhängig. Im Winter, wenn die Außentemperaturen tief sind, muss weniger geheizt werden als im Sommer, wenn die Temperaturen höher sind. Das Sinken des Ballons kann jedoch durch das Öffnen eines Ventils im Top der Hülle ("Parachute") beschleunigt werden.

Dieses ermöglicht das Ablassen einer größeren Menge heißer Luft in kurzer Zeit. Diese Möglichkeit wird vor allem bei Wettbewerben häufig eingesetzt und verwandelt das Sinken des Ballons in eine Art "kontrollierten Absturz", welcher vom Boden aus deutlich an einer Deformation der Hülle zu erkennen ist. Oft erst knapp vor dem Boden heizt der Pilot dann wieder kräftig ein und fängt so den Ballon ab. In der Fachsprache wird dies als "Kaltabstieg" bezeichnet. Für den Laien am Boden sieht dieses Manöver sehr dramatisch aus.

Spätestens nach der Landung dient das Ventil im Top zum raschen und restlosen Entleeren der Ballonhülle.