Les montgolfières sont des appareils de différentes tailles généralement utilisés pour les voyages en avion ou à des fins de divertissement. Ils peuvent être fabriqués sous de nombreuses formes, mais la plupart possèdent des caractéristiques similaires. Pour fabriquer une montgolfière, un individu doit généralement avoir un sac en tissu, un panier et une source de flamme nue. Ce dernier objet pompe de l’air chaud dans le sac et le fait flotter. Une licence peut être requise pour la construction de montgolfières commerciales, tandis que les modèles de montgolfières peuvent être fabriqués à partir d’articles ménagers courants comme des bougies et des sacs en papier.
Ces objets ont été fabriqués pour la première fois à la fin du XVIIIe siècle en France. Alors que les premières versions nécessitaient une propulsion éolienne et que les versions plus modernes peuvent être déplacées avec d’autres sources d’énergie, la composition de base du ballon est restée. Chaque variété doit avoir un récipient pour l’air chaud appelé l’enveloppe. Un panier plus petit, ou gondole, est utilisé pour transporter des poids tels que des passagers humains. Bien entendu, le composant principal pour fabriquer une montgolfière est la source de chaleur : une flamme nue.
Un particulier qui souhaite fabriquer une montgolfière à grande échelle aura besoin de ces composants de base. Les enveloppes sont généralement fabriquées à partir de sacs à gaz en tissu faits de substances synthétiques comme le nylon ou le polyester. Ce matériau doit être découpé en panneaux individuels avant que les panneaux ne soient assemblés par couture. En outre, des revêtements protecteurs peuvent être appliqués à la surface du tissu. Le composant de transport de passagers est attaché au ballon avec une substance à haute résistance connue sous le nom de bande de charge structurelle.
Afin de faire flotter une montgolfière, une ouverture – appelée gorge ou bouche – doit être laissée au bas de la forme du ballon pour l’entrée de l’air chaud. De plus, un brûleur doit être apposé sur l’ouverture au-dessus du panier. Ce brûleur crée une flamme qui est généralement entretenue par un gaz liquide appelé propane. Bien que cette flamme soit la principale source d’air, les montgolfières commerciales doivent souvent être au moins partiellement gonflées par de l’air froid au préalable. Le pilotage et la navigation peuvent être réalisés avec l’ajout d’évents qui libèrent certaines quantités d’air chaud de l’enveloppe.
L’invention des montgolfières a été un succès grâce à un raisonnement scientifique de base. La recherche et l’expérimentation révèlent que l’air froid est plus lourd que l’air plus chaud. Lorsqu’une flamme éclaire la zone sous le ballon ou l’enveloppe, elle se rassemble et devient très chaude car l’air est piégé. L’air entourant le ballon est plus froid et, par conséquent, a plus de poids et de densité. Cet écart permet à l’air contenu dans le ballon de s’élever et de flotter le long de la source d’air plus froide.
À titre d’expérience d’apprentissage, les individus peuvent également fabriquer une montgolfière à petite échelle. Ce processus impliquerait de simuler les différents composants d’une montgolfière réelle pour en faire un modèle. Par exemple, la propriété de chauffage à air chaud et la gondole pourraient être recréées à l’aide d’une bougie et d’une feuille d’aluminium. Si un individu reçoit deux rouleaux de papier d’aluminium séparés, puis colle la bougie au centre de ces structures contiguës, cela fonctionnera comme un substitut pour les structures. Un sac en papier peut ensuite être placé sur l’appareil pour servir de ballon, de sorte que lorsque la bougie est allumée, le sac se lève.