1樓：
就算氦氣球加熱氣球縫合怪嘛。少年，你其實…火星了乙個半世紀了。
氣球上的五星期[1]－－第十章
第十章前人的嘗試——博士的五隻箱子——氫氧燃氣噴嘴——加熱裝置——躁作方法——必定成功
「先生們，過去人們常常試圖能讓氣球自由公升降，而又無需消耗氧氣和扔掉壓載物。法國氣球飛行愛好者莫尼埃先生曾想通過壓縮氣球內空氣容量的方法達到這個目的。比利時人範-埃克博士想用翅翼和小槳葉來生產一種垂直的力使氣球任意公升降，然而大多數情況下，這種垂直力太小。
他們用各種方法取得的實際效果都不足可取。
「因此，我決定索性更加直截了當地著手解決這個問題。首先，除非是在萬不得已的時候，例如裝置壞了，或為了避開出乎意料之外的障礙非得在瞬間公升起不可，我根本就不打算採取利用壓載物使氣球公升降的辦法。
「我採用的公升降辦法僅僅是改變一下溫度，使封閉在氣球裡的氣體膨脹或收縮，由此即可達到目的。下面給你們談談我是如何做到這點的：
「你們已看見了，把吊籃搬上船的時候還運上好幾個你們不知道做什麼用的箱子。這些箱子共五個。
「第乙個箱子盛了約25加侖水，我往水中滴幾滴硫酸增加水的導電性，然後，我通過乙個電力大的本生電池把水分解。因為，你們知道，水是由兩個氫原子和乙個氧原子組成的。
「氧在電池的作用下經由陽極進入第二隻箱子。第三隻箱子放在第二隻箱子上邊。它的體積比頭兩隻箱子大一倍。這只箱子用來接收從陰極流入的氫。
「這兩隻箱子上分別有乙個開關通向第四只箱。其中乙個開關的孔徑比另乙個大一倍。第四只箱可以稱作混合箱。
事實上，由水中分離出的兩種氣體就是在這只箱子裡混合。混合箱的體積約為41立方尺①。
①等於150立方公尺——原註
「在箱子的上方有乙個白金管。管子上裝有乙個開關。
「先生們，現在你們已經弄明白了。我給你們描述的這個裝置簡直就是乙個氫氧火焰噴槍。它噴出的氫氧混合氣體燃燒時，熱度超過打鐵爐裡爐火的溫度。
「這部分清楚了，我再來談談第二部分裝置：
「我這只氣球的底部是完全密封的。兩根間隔很小的管子從那兒伸出來：一根通到氣球中的上層氫氣裡，另一根通到下層氫氣裡。
「這兩根管子每隔一段距離就有乙個牢固的橡膠接頭。這使得管子在氣球擺動時不至於出問題。
「兩根管子都一直伸到吊籃裡，通進乙個圓筒形狀的燃燒箱中。這只箱子叫加熱箱，箱子的兩端由兩塊用相同金屬做成的高強度圓盤封閉著。
「氣球下部伸出的管子穿過加熱箱下面的金屬盤進到這個圓筒狀箱子中。箱子中的這部分管子做成螺旋狀蛇形管。它們一圈疊一圈地盤起來幾乎塞滿了箱子的整個空間。
蛇形管從箱子裡伸出前先通到乙個小圓錐體中。圓錐體的底部呈凹狀，象個球冠，凸面朝下。
「第二根管子正是通過這個圓錐體的底端伸出，就像我給你們說過的那樣，通到氣球的上層氫氣中。
「小圓錐體的球冠是用白金做的，為的是不至於在高溫下溶化，因為燃燒噴嘴就裝在鐵箱底上一螺旋狀蛇形管的中間。噴出的火苗將略微恬著這個白金球冠。
「先生們，你們知道什麼是室內取暖用的暖氣裝置，知道它是如何工作的：房間的空氣被迫通過一些管子，經過加熱後再放出來時，溫度高多了。我剛才給你們描述的東西，老實說，只不過是一種暖氣裝置而已。
「實際上會出現什麼事呢？一旦點著燃燒噴嘴，蛇形管和四狀圓錐體中的氫氣就被燒熱；加熱了的氫氣迅速沿著管子上公升進到氣球上部的氫氣層中；下面隨即行成空隙；而這個空隙又吸進氣球下層的氫氣，它們被加熱後又順著管子上公升；空隙不斷地被氫氣填滿，加熱後的氫氣源源不斷地上公升；這樣，氫氣從氣球裡出來加熱後又回到氣球中，如此迴圈往復，不停地加熱，氣體形成了一股熱氣流沿著管道和蛇形管迅速流動。
「既然氫氣的溫度公升高1度，體積就增加1／480，那麼，如果我把溫度增加18度①，氣球中的氫氣的體積將膨脹8／480，就是說1674立方尺②。因此，它將排擠掉1674立方尺的空氣，公升力將增加160斤，這就等於扔掉同等重量的壓載物。如果我把溫度提高180度③，氫氣就會膨脹180／480，它將排擠掉16740立方尺空氣，公升力將加大1600斤。
①這裡指的是華氏溫度，等於攝氏10度。如果把氣體加熱攝氏1度，它就比小零度時的體積大1-273——原註。
②約合62立方公尺——原註
③等於100攝氏度。本文中作者使用的均為華氏溫度。
「先生們，你們明白了吧，我的確可以輕而易舉地打破氣球的平衡。氣球的體積就是用這種方法算出來的。氣球裡只要充一半氫氣，它排出的空氣重量就與氫氣包囊的重量、載人及所有貨物的吊籃的重量相等。
把氣充到這一步時，氣球在空中完完全全保持平衡了，既不上公升也不下降。
「如果想公升高，我就用噴嘴把氫氣加熱，使它的溫度高於周圍的氣溫。通過這種加熱的辦法，可獲得更大的壓力，使氣球充得更大。氫氣膨脹得越大，氣球便會公升得越高。
「減少氫氧噴嘴的溫度，讓氫氣冷卻下來，氣球自然就下降了。因此一般說來，上公升比下降要快得多。不過這種情況是值得慶幸的。
對快速下降我從沒有興趣。恰恰相反，急速上公升倒能使我避開障礙。要知道，我的危險是在下面而不是在上面。
「再著，我給你們說過，我有一些壓載物。如果必要的話，扔掉它們能使我公升起得更快些。我在氣球上部安的那個活門，只不過是個安全閥。
氣球裡的氫氣始終是一絲不少的。我只要在這封密的氣體中製造些溫度變化，足以使氣球上公升或下降了。
「先生們，現在，再補充一點實用細節：
「氫氣和氧氣在噴嘴頭燃燒時會產生些水蒸汽。為此，我在鐵圓筒箱子下部裝配了一根排氣管。管子上有個閥門。
只要超過兩個大氣壓力，閥門就開啟排氣。所以，水蒸汽一達到這種壓力，氣體就自動排出。
「最後，給你們提供一些非常精確的數字：
按照水的構成元素，25加侖水分解後可以生成200斤氧和25斤氫。正常大氣壓下，這相當於1890立方尺氧和3780立方尺氫①，也就是說，總共有5670立方尺的混合氣。
①即70立方公尺氧和140立方公尺氫——原註
「所以，我這個氫氧燃氣噴嘴的開關完全開啟時，每小時耗氣27立方尺①。火焰的溫度至少比大的照明燈火焰的溫度高6倍。這樣平均算來，如果把氣球停在空中不太高的地方保持不變的話，我每小時用氣不會超過9立方尺。
那麼我帶的這25加侖水就可以使我在空中飛行630小時，換句話說，就是26天稍多點。」
①1立方公尺——原註
「再說，因為我能任意降落，能在途中補充儲備水，所以，我愛旅行多久就能旅行多久。
「先生們，這就是我的秘密。它很簡單，而且，簡單得不能再簡單了，所以，不可能不成功。使氣球中的氣體熱脹冷縮，這就是我的方法。
這方法既不需要累贅的翅翼，也不需要機械動力。一套按我的要求使溫度產生變化的加熱裝置，乙個加熱用的氫氧燃氣噴嘴，既方便又輕巧，因此，我認為我已經具備了成功的一切必要條件。」
弗格森博士就此結束了他的講話，作戰室裡立即響起了由衷敬佩的掌聲，沒有任何人對他的話提出異議，因為，一切都考慮那麼周密，解決得那麼恰當。
「不過，」艦長說，「我總覺得這可能很危險。」
「只要是可行的，危險又算什麼！」博士簡單地答道。
為什麼在現實中不可行呢？
首先是因為，上文的計算偷換了能量載體。上文以電解消耗的水量估計裝置規模，而不考慮電池的能量密度——實際上相當於按艇上裝的就是液氫液氧計算。而液氫液氧，幾乎是人類所知的能量密度最高的化學燃料組合。
現實中搞出一套儲存的總能量，和發熱功率，能夠應付飛艇幾個月散熱的裝置，重量恐怕不低。
其次是因為有關熱氣球的直覺誤導了你。比較反直覺的是，由於相同物質的量的——也就是在相同壓強下有相同體積的——空氣與浮力氣體間，質量差是一定的，所以，乙個柔性密封氣球，內部氣體量恆定[2]，只要沒有脹滿，壓強與外界基本保持一致，則受到的浮力是基本恆定的，無論其高度如何。而人們更熟悉的熱氣球工作時，氣囊體積則變化不大，壓強也與外界基本相同。
容易計算出，維持熱空氣與冷空氣間的質量差，壓強越低時，溫度差就得越大。這才是我們常理中「熱氣球火越大公升得越高」的印象。
對於氫、氦氣球，由於任何高度浮力都是一定的，加熱設計，要麼在不點火時浮力不足，必須先點火才能上天，一直加熱才能維持高度，要麼儘管可以加速上公升，但還是得放氣才能回到地面。
事實上，對於飛艇[3]，要達到上述效果，有更簡便的辦法。比如，只要把氣囊做成類似機翼的，在空氣中能產生一定公升力的形狀，那麼飛行時有空速，就能獲得額外公升力。再比如，如果將發動機製造為帶向量推進功能的，那麼在上公升下降時就可以提供豎直方向的動力。
目前世界上最大的飛艇「Airlander 10」就使用了上述兩種技術。
加熱技術已經變成雞肋了。
還有就是，高溫，真的，是很個棘手的環境。
退一萬步講，既然反正要給空氣房[2]充氣，那麼裡邊加點氫氣，高空放掉啥的也不麻煩。
2樓：黃金一代
你是想說加熱氦氣膨脹之後所需要的氦氣量會減少吧。跟熱氣球原理類似，不過怎麼加熱氦氣可是個問題，你那個熱源放在艇體內部，除了帶燃料還要帶氧氣，且不說怎麼操作，本身重量代價也不小。
我們有權利用空調將熱氣排給不用空調的人嗎？
豈有此理的我 我還是從經濟學的角度來回答一下吧，這是乙個典型的外部性問題。什麼叫外部性呢，就是你在從事某項活動時沒有享受該項活動的全部收益或者承擔全部成本，別人因此受到了你的影響。前者叫正的外部性，比如你種花，隔壁養蜜蜂，很顯然隔壁蜂蜜增產的好處你沒享受到 後者是負的外部性，比如你開造紙廠，排汙水造...