维多利亚号气球结构求解

Wolfhound0104

最近看了《气球上的五星期》，很想知道里面气球的具体结构构造，望高人帮忙画一张气球结构的剖视图。最好是用专业电脑绘图软件绘制，当然手绘的也行。先谢谢了！！
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小说中对气球的描述在第七章和第十章里。

F风

图呢........

Wolfhound0104

F风 发表于 2011-12-9 16:23
图呢........

明明是附上了啊……手机就是不如电脑啊！

Wolfhound0104

第七章：经过长期思考，弗格森终于有了主意。他通过一种巧妙的安排，扬长弃短，结果，既集中了两只气球的优点，又克服了它们的不足之处。他让人制造了两只大小不等的气球，并且把小的装在大的里面。外层气球网的尺寸就是我们前面说过的。形状相同，体积略小的气球，水平直径为45尺，垂直直径为68尺。因此，里面这只小气球的容积只有67000立方尺。小气球必须游浮在包围着它的气体中。两只气球之间有一个阀门，需要时能使它们相通。
　　这种安排有一个好处：假如需要释放一些气体使气球下降，那就先放大气球中的氢气；必要时，甚至可以把大气球的气全部排空，小气球的气留着不动；这时，就可以像扔掉多余的重量一样，扔掉外面这层外壳。因为剩下来的这只气球小，又只是一个，尽管装满氢气，也没有两只装一半氢气的气球招风。
　　此外，万一出现事故，万一外层气球不巧被撕破，小气球可以作后备用。
　　两只气球都是用里昂的斜纹塔夫绸做成的。塔夫绸上面涂了马来树胶。这种树胶脂物质具有极强的不透水性，而且，一点不怕酸和气体的侵蚀。气球的上部用了两层塔夫绸，因为，整个压力几乎都作用在那儿。
　　这种经过特别加固的外壳可以把气体长期贮存在里面。外壳的重量为每9平方尺半斤。外层大气球的面积为11600平方尺左右，重量为650斤；里面小气球外壳的面积为920平方尺，重量只有510斤。这样，两只气球自身的重量相加，共1160斤。
　　用来承受吊篮的高空气球网是用一种强度非常大的麻绳编制而成。两个气门更是被下足了功夫，做工就象船上的舵一样精细。
　　吊篮的形状是圆的，直径为15尺。吊篮用柳条做成，起加固作用的是一个很轻的铁骨架。吊篮下部配有一些弹性很大的弹簧，为的是气球降落时，缓和吊篮对地面的冲撞。吊篮和气球网的重量合起来不超过280斤。
　　除此以外，博士还让人做了四个2分①厚的铁皮箱子。箱子之间由一些带有开关的管子连接。博士在每只箱子上装上一根约2寸②粗的蛇形管，蛇形管的头叉出两条长短不一的直管。不过，长的才25尺，短的只有15尺。
　　①法国古长度单位，1法分约合2.25毫米。等于1/12法寸。
　　②法国古长度单位，1法寸约合27.07毫米，等于1/12法尺。
　　铁皮箱子嵌放在吊篮里，尽可能地少占些地方。蛇形管应该后来装上，因此它暂时另外装箱。一个电力极强的本生电池也是单独装箱的。这套器械组合得十分巧妙，甚至加上盛在一个特制水箱中的25加仑①水，全部重量还不超过700斤。
　　①每加仑等于4，453升。
　　旅行中用的仪器包括两个气压表、两个温度表、两个罗盘、一个6分仪、两个测时仪、一个水平仪、一个人工地平仪和一个用来测定远方物体位置的地平经纬仪。格林威治天文台早已宣布愿为博士服务。但博士并不打算做物理试验。他只是想用这些器械辨认一下方向，确定一下主要河流、山川和城镇的方位。
　　弗格森博士还配备了三个经过可靠试验的铁锚，以及50尺长的一条轻便、结实的软梯。

Wolfhound0104

第十章：“第一个箱子盛了约25加仑水，我往水中滴几滴硫酸增加水的导电性，然后，我通过一个电力大的本生电池把水分解。因为，你们知道，水是由两个氢原子和一个氧原子组成的。
　　“氧在电池的作用下经由阳极进入第二只箱子。第三只箱子放在第二只箱子上边。它的体积比头两只箱子大一倍。这只箱子用来接收从阴极流入的氢。
　　“这两只箱子上分别有一个开关通向第四只箱。其中一个开关的孔径比另一个大一倍。第四只箱可以称作混合箱。事实上，由水中分离出的两种气体就是在这只箱子里混合。混合箱的体积约为41立方尺①。
　　①等于150立方米。——原注“在箱子的上方有一个白金管。管子上装有一个开关。
　　“先生们，现在你们已经弄明白了。我给你们描述的这个设备简直就是一个氢氧火焰喷枪。它喷出的氢氧混合气体燃烧时，热度超过打铁炉里炉火的温度。
　　“这部分清楚了，我再来谈谈第二部分设备：”我这只气球的底部是完全密封的。两根间隔很小的管子从那儿伸出来：一根通到气球中的上层氢气里，另一根通到下层氢气里。
　　“这两根管子每隔一段距离就有一个牢固的橡胶接头。这使得管子在气球摆动时不至于出问题。
　　“两根管子都一直伸到吊篮里，通进一个圆筒形状的燃烧箱中。这只箱子叫加热箱，箱子的两端由两块用相同金属做成的高强度圆盘封闭着。
　　“气球下部伸出的管子穿过加热箱下面的金属盘进到这个圆筒状箱子中。箱子中的这部分管子做成螺旋状蛇形管。它们一圈叠一圈地盘起来几乎塞满了箱子的整个空间。蛇形管从箱子里伸出前先通到一个小圆锥体中。圆锥体的底部呈凹状，象个球冠，凸面朝下。
　　“第二根管子正是通过这个圆锥体的底端伸出，就像我给你们说过的那样，通到气球的上层氢气中。
　　“小圆锥体的球冠是用白金做的，为的是不至于在高温下溶化，因为燃烧喷嘴就装在铁箱底上一螺旋状蛇形管的中间。喷出的火苗将略微舔着这个白金球冠。
　　“先生们，你们知道什么是室内取暖用的暖气设备，知道它是如何工作的：房间的空气被迫通过一些管子，经过加热后再放出来时，温度高多了。我刚才给你们描述的东西，老实说，只不过是一种暖气设备而已。
　　“实际上会出现什么事呢？一旦点着燃烧喷嘴，蛇形管和四状圆锥体中的氢气就被烧热；加热了的氢气迅速沿着管子上升进到气球上部的氢气层中；下面随即行成空隙；而这个空隙又吸进气球下层的氢气，它们被加热后又顺着管子上升；空隙不断地被氢气填满，加热后的氢气源源不断地上升；这样，氢气从气球里出来加热后又回到气球中，如此循环往复，不停地加热，气体形成了一股热气流沿着管道和蛇形管迅速流动。
　　“既然氢气的温度升高1度，体积就增加1/480，那么，如果我把温度增加18度①，气球中的氢气的体积将膨胀8/480，就是说1674立方尺②。因此，它将排挤掉1674立方尺的空气，升力将增加160斤，这就等于扔掉同等重量的压载物。如果我把温度提高180度③，氢气就会膨胀180/480，它将排挤掉16740立方尺空气，升力将加大1600斤。
　　①这里指的是华氏温度，等于摄氏10度。如果把气体加热摄氏1度，它就比小零度时的体积大1—273.——原注。
　　②约合62立方米。——原注③等于100摄氏度。本文中作者使用的均为华氏温度。
         “如果想升高，我就用喷嘴把氢气加热，使它的温度高于周围的气温。通过这种加热的办法，可获得更大的压力，使气球充得更大。氢气膨胀得越大，气球便会升得越高。
　　“减少氢氧喷嘴的温度，让氢气冷却下来，气球自然就下降了。因此一般说来，上升比下降要快得多。不过这种情况是值得庆幸的。对快速下降我从没有兴趣。恰恰相反，急速上升倒能使我避开障碍。要知道，我的危险是在下面而不是在上面。
　　“再着，我给你们说过，我有一些压载物。如果必要的话，扔掉它们能使我升起得更快些。我在气球上部安的那个活门，只不过是个安全阀。气球里的氢气始终是一丝不少的。我只要在这封密的气体中制造些温度变化，足以使气球上升或下降了。
　　“先生们，现在，再补充一点实用细节：”氢气和氧气在喷嘴头燃烧时会产生些水蒸汽。为此，我在铁圆筒箱子下部装配了一根排气管。管子上有个阀门。只要超过两个大气压力，阀门就打开排气。所以，水蒸汽一达到这种压力，气体就自动排出。
　　“最后，给你们提供一些非常精确的数字：按照水的构成元素，25加仑水分解后可以生成200斤氧和25斤氢。正常大气压下，这相当于1890立方尺氧和3780立方尺氢①，也就是说，总共有5670立方尺的混合气。
　　①即70立方米氧和140立方米氢。——原注“所以，我这个氢氧燃气喷嘴的开关完全打开时，每小时耗气27立方尺①。火焰的温度至少比大的照明灯火焰的温度高6倍。这样平均算来，如果把气球停在空中不太高的地方保持不变的话，我每小时用气不会超过9立方尺。那么我带的这25加仑水就可以使我在空中飞行630小时，换句话说，就是26天稍多点。”
　　①1立方米。——原注“再说，因为我能任意降落，能在途中补充储备水，所以，我爱旅行多久就能旅行多久。

jww85912

难道要成立飞艇部队了

SLHSu37

搞个飞艇不错

黄震楠

我成为你的第一位游客

pucca2008

Wolfhound0104

我主要是看中了这个气球用水做燃料，环保节能，很好奇而已。再说了气球里填充的氢气换成氮气也是可以的，或许这东西真能造出来飞。

mrollien

必须氮气。。。你想成为高空炸弹吗？。。。

Wolfhound0104

没有人想帮忙吗？唉，本人技术有限，还望高手指点。