Un aerostato è un velivolo la cui portanza è fornita principalmente da una forza aerostatica , la spinta di Archimede , a differenza degli aerodinamici , detti "più pesanti dell'aria", che utilizzano la portanza aerodinamica del loro profilo alare . Questa categoria di aeromobili, a volte denominata "più leggera dell'aria", comprende palloni aerostatici (non motorizzati) e dirigibili (motorizzati). Il pilota di un aerostato è un aeronauta , il termine "aeronauta" designa più specificamente un aeronauta militare.
Una parte significativa del volume di un aerostato è costituita da uno o più involucri riempiti con un gas più leggero dell'aria ambiente, come aria calda (nel caso dei palloni ad aria calda ), idrogeno o acqua. ' Elio .
La forza che consente a un pallone di salire e mantenere l' altitudine è il sollevamento del pallone . È la spinta di Archimede risultante dalla differenza di densità tra l'aria calda o il gas contenuto nel pallone rispetto all'aria esterna, più densa. All'equilibrio compensa esattamente il peso degli altri elementi del pallone, che quindi non è "più leggero" ma "leggero" come l'aria.
Questo principio era probabilmente noto ai cinesi (presunti inventori della carta ): da loro praticava il volo di piccoli palloncini di carta gonfiati con aria calda ( lanterna celeste ). Molti precursori (tra cui Bartolomeu de Gusmão , Francesco Lana de Terzi e Joseph Galien (en) ) hanno illustrato questo principio. Le prime applicazioni pratiche nel volo di macchine più grandi furono eseguite dai francesi Joseph e Étienne de Montgolfier e dal fisico Jacques Charles .
Un pallone è un aerostato non motorizzato. può essere:
Distinguiamo:
Un "pallone dirigibile" è un pallone dotato di uno o più motori e superfici di controllo per controllarne la direzione, la velocità e l'altezza. Questa classe di aerostati si divide in tre categorie: involucri rigidi , semirigidi e flessibili .
L'aria si espande durante il riscaldamento, che diminuisce la sua densità permettendole così di salire. Piccole mongolfiere o lanterne sono state utilizzate in Cina sin dai tempi antichi. Il primo pallone moderno, prodotto dai fratelli Montgolfier, era ad aria calda, tuttavia la maggior parte dei primi palloncini erano a gas. L'interesse per mongolfiera non si svegliò nella seconda metà del XX ° secolo.
Il diidrogeno (più comunemente noto come idrogeno) è il più leggero di tutti i gas. Un pallone a idrogeno non ha bisogno di bruciare carburante e può quindi rimanere in aria molto più a lungo di una mongolfiera. Il primo pallone a idrogeno con equipaggio è volato poco dopo la mongolfiera di Frères Montgolfier . L'idrogeno divenne rapidamente il gas più comune per i palloncini e successivamente per i dirigibili. Tuttavia, l'idrogeno è molto infiammabile e, dopo diversi gravi incidenti negli anni '30 (in particolare il disastro del dirigibile Zeppelin Hinderburg nel 1937 ), fu abbandonato a favore dell'elio.
L'elio ha il vantaggio di essere non infiammabile e non tossico. Ha una potenza di elevazione quasi equivalente (circa il 92%) a quella dell'idrogeno. E 'stato scoperto in quantità all'inizio del XX ° secolo e per molti anni, solo gli Stati Uniti aveva abbastanza per l'uso in dirigibili. Quasi tutti i palloni a gas e i dirigibili ora usano l'elio.