บัลลูท ( คำผสมระหว่างballoonและparachute ) คืออุปกรณ์เบรกที่มีลักษณะคล้ายร่มชูชีพ ซึ่งได้รับการออกแบบมาเพื่อใช้งานในระดับความสูงมากและความเร็ว เหนือเสียง

โครงสร้างบัลลูตดั้งเดิมถูกคิดค้นขึ้นในปี พ.ศ. 2491 ^{[ 1 ]}โดย บริษัท Goodyearนวัตกรรมนี้ได้รับความสนใจจากองค์กรอื่นๆ อย่างรวดเร็ว รวมถึงNASAซึ่งหน่วยงานได้นำบัลลูตมาใช้ในระบบหลบหนีของ ยานอวกาศ Geminiต่อมาได้มีการนำไปใช้อย่างกว้างขวางในภาคอวกาศเพื่อชะลอการลงจอดของสัมภาระต่างๆ เช่น ส่วนต่างๆ ของจรวด และยานสำรวจชั้นบรรยากาศ ข้อเสนอต่างๆ ที่เกี่ยวข้องกับบัลลูต เช่น สำหรับการลดวงโคจร/การกู้คืน ดาวเทียมมวลน้อยและโครงการวิจัยระหว่างดาวเคราะห์ ได้ถูกนำเสนอในช่วงไม่กี่ทศวรรษที่ผ่านมา

บอลลูนเป็นอุปกรณ์เป่าลมที่ใช้สร้างแรงต้าน^{[ 2 ]}ในแง่ของโครงสร้างพื้นฐาน มันคือบอลลูนรูปทรงกรวยที่มีรั้วกั้น กระแสลม รูปวงแหวน (โครงสร้างที่พองตัวเพื่อรับประกันการแยกกระแสลม ) ที่ติดตั้งรอบจุดที่กว้างที่สุด^{[ 3 ]}รั้วกั้นกระแสลมทำหน้าที่รักษาเสถียรภาพของบอลลูนขณะที่มันลดความเร็วลงผ่านระบอบการไหลที่แตกต่างกัน โดยทั่วไปจะลดความเร็วลงจากกระแสลมที่เร็วขึ้น (แม้กระทั่งความเร็วเหนือเสียง) ไปสู่ความเร็วต่ำกว่าเสียง^{[ 3 ] [ 4 ]}การออกแบบของบอลลูน โดยเฉพาะอย่างยิ่งรูปทรงคล้ายหยดน้ำ ทำให้มันเหมาะสมสำหรับการลดความเร็วที่ความเร็วสูงมากมากกว่าร่มชูชีพทั่วไป^{[ 5 ]}

บัลลูตสามารถแบ่งออกเป็น 3 รูปแบบหลัก ได้แก่ บัลลูตแบบรังไหมที่ห่อหุ้มสิ่งของ บัลลูตแบบยึดติดที่ยึดติดโดยตรงกับฐานของสิ่งของ และบัลลูตแบบลากจูงที่ลากตามสิ่งของ^{[ 2 ]}บัลลูตแบบไอโซเทนซอยด์ได้รับการยอมรับว่าเป็นรูปแบบมาตรฐาน แม้ว่าจะมีการทดสอบการจัดเรียงแบบอื่น ๆ แล้วก็ตาม มีการเสนอว่าบัลลูตสามารถจัดเรียงได้ทั้งในรูปแบบวงแหวนซ้อนกันและแบบกรวยตึง^{[ 6 ]}บัลลูตบางรูปแบบมีความเฉพาะทางสำหรับวัตถุประสงค์หรืออุตสาหกรรมบางอย่าง เช่น ภาคการบินและอวกาศ^{[ 7 ] [ 8 ]}

โดยการติดลูกบอลเข้ากับวัตถุที่ปล่อยจากอากาศ เช่นระเบิดหรือสัมภาระทางอวกาศ ลูกบอลนั้นควรจะ (หากมีขนาดเพียงพอและกางออกอย่างถูกต้อง) จำกัดอัตราการตก ซึ่งอาจลดความเสียหายต่อสัมภาระเมื่อกระทบพื้นได้^{[ 3 ] [ 9 ]}ลูกบอลเหล่านี้สามารถสร้างแรงต้านได้ค่อนข้างสูงเมื่อเทียบกับมวล ทำให้เป็นที่น่าสนใจในสถานการณ์ที่มีข้อจำกัดด้านน้ำหนัก ซึ่งเป็นเรื่องปกติในการใช้งานด้านอวกาศ^{[ 2 ]}

โดยทั่วไปแล้ว การเติมลมบอลลูนจะทำได้โดยใช้เครื่องกำเนิดก๊าซหรือโดยการอัดอากาศจากภายนอกเข้าไปในโครงสร้างผ่านช่องรับอากาศแบบแรมแอร์^{[ 3 ]}การออกแบบกลไกการเติมลมมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการใช้งานที่ประสบความสำเร็จ หากช่องรับอากาศเล็กเกินไปหรือน้อยเกินไป บอลลูนจะไม่สามารถรักษารูปทรงและจะยุบตัวลง ในขณะที่การไหลของอากาศเข้ามากเกินไปอาจทำให้เกิดแรงดันเกินและเพิ่มความเสี่ยงต่อการระเบิด^{[ 5 ]}ดังนั้น บอลลูนจึงต้องได้รับการออกแบบอย่างแม่นยำเพื่อให้สอดคล้องกับสภาพแวดล้อมที่จะต้องเผชิญ ในทำนองเดียวกัน การใช้งานก็ควรทำด้วยความระมัดระวังเช่นเดียวกัน เช่น ในเรื่องของเวลา การใช้งานที่ไม่เหมาะสมอาจทำให้เกิดความล้มเหลว เนื่องจากแรงหน่วงที่มากเกินไปอาจทำให้จุดยึดขาดและผ้าฉีกขาด การพันกันเป็นความเสี่ยงอีกประการหนึ่ง^{[ 5 ] [ 10 ]}

บัลลูตได้รับการพัฒนาขึ้นครั้งแรกเพื่อตอบสนองต่อความไม่เสถียรของร่มชูชีพความเร็วเหนือเสียงรุ่นแรก ซึ่งพิสูจน์แล้วว่าเป็นทางเลือกที่น่าสนใจ^{[ 2 ]}

มีการใช้บัลลูตกับระเบิดที่ปล่อยจากเครื่องบินเพื่อช่วยชะลอและรักษาเสถียรภาพการลง^{[ 2 ]}

บัลลูตถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ^{[ 3 ]}หนึ่งในการใช้งานแรกๆ ในภาคส่วนนี้คือเป็นส่วนประกอบของอุปกรณ์หลบหนีการปล่อยตัว ของนักบินอวกาศบนยาน อวกาศเจมินีของนาซา^{[ 11 ]}นอกจากนี้ยังมีการใช้เพื่อชะลอการลงจอดของอาร์คัส ซึ่งเป็นจรวดส่ง ดาวเทียมรุ่นแรกๆ ของอเมริกาในช่วงกลางทศวรรษ 1960 ^{[ 12 ]}ในช่วงทศวรรษ 1960 หน่วยงานได้ทำการวิจัยอย่างละเอียดเกี่ยวกับบัลลูตในฐานะระบบลดความเร็วทางอากาศพลศาสตร์บนดาวเคราะห์ดวงอื่นๆ เช่นดาวอังคาร^{[ 3 ]}

ในภาพยนตร์เรื่อง2010: The Year We Make Contact ปี 1984 มีการใช้บัลลูตบน ยานอวกาศ Leonovเพื่อป้องกันผลกระทบจากความร้อนระหว่างการเบรกด้วยอากาศทำให้Leonov สามารถชะลอความเร็วได้โดยไม่ต้องใช้เชื้อเพลิงและสร้างวงโคจรรอบดวงจันทร์ ไอโอของดาวพฤหัสบดี^{[ 13 ]}

ในปี พ.ศ. 2543 ห้องปฏิบัติการ Jet Propulsion Laboratory ของ NASA กำลังวิจัยบอลลูน โดยเน้นย้ำถึงศักยภาพในการใช้งานทั้งในการจับยึดด้วยอากาศและการเบรกด้วยอากาศ^{[ 2 ] [ 14 ]}ในช่วงเวลาเดียวกันนั้นองค์การอวกาศยุโรป ก็กำลังประเมินการใช้เกราะป้องกันแบบพองตัวได้เพื่ออำนวยความสะดวกในการกลับเข้าสู่ชั้นบรรยากาศโลกอย่างควบคุม ได้ของยาน อวกาศ ^{[ 15 ]}

โพรบสำรวจชั้นบรรยากาศระหว่างดาวเคราะห์ที่เสนอต่างๆ ได้รวมเอาบัลลูตไว้ด้วย สำหรับภารกิจที่วางแผนไว้ไปยังดาวศุกร์ บัลลู ตจะทำหน้าที่ไม่เพียงแต่ควบคุมการเข้าสู่ชั้นบรรยากาศเท่านั้น แต่ยังให้การสนับสนุนการลอยตัวสำหรับน้ำหนักบรรทุกของเซ็นเซอร์ด้วย^{[ 2 ] [ 16 ]}ยานลงจอดบนดาวอังคารอาจใช้บัลลูตในระหว่างการเข้าสู่ชั้นบรรยากาศโดยตรง ในขณะที่บัลลูตแบบรังไหมอาจถูกนำมาใช้สำหรับยานถ่ายโอนวงโคจรในวงโคจรรอบโลกบัลลูตขนาดใหญ่เป็นพิเศษอาจใช้เพื่อวัตถุประสงค์ในการจับยึดชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์ต่างๆ รอบระบบสุริยะ^{[ 2 ]}นอกจากนี้ ยังมีการเสนอการออกแบบเพิ่มเติมโดยใช้เทคโนโลยีบัลลูตแบบกรวยแรงตึงที่พองตัวได้สำหรับการลดระดับวงโคจรของ NanoSats และการ กู้ คืน ดาวเทียมมวลน้อย (< 1.5 กก. หรือ 3.3 ปอนด์) จากวงโคจรต่ำของ^โลก [ ^{6 ] [ 17 ]}

ในช่วงต้นปี 2012 Armadillo Aerospaceใช้บอลลูนระหว่างการทดสอบจรวด STIG-A ^{[ 18 ] [ 19 ]}ในเดือนกุมภาพันธ์ 2015 องค์กรการบินและอวกาศที่ไม่แสวงหาผลกำไรของเดนมาร์กCopenhagen Suborbitalsได้ทำการทดสอบบอลลูนสำหรับจรวด Nexø ของตน^{[ 20 ]}ในเดือนเมษายน 2018 อีลอน มัสก์ทวีตว่าSpaceXจะกู้คืน ส่วนที่สอง ของจรวด Falcon 9ด้วยความช่วยเหลือของ "บอลลูนปาร์ตี้ขนาดยักษ์" ^{[ 21 ]}หลังจากที่บริษัทเริ่มลงจอดส่วนแรกของจรวดเป็นประจำอย่างไรก็ตาม แผนดังกล่าวถูกยกเลิก ในเดือนสิงหาคม 2019 ปีเตอร์ เบ็คผู้ก่อตั้งและซีอีโอของRocket Labประกาศว่าพวกเขาจะพยายามกู้คืนส่วนล่างของจรวด Electron โดยใช้บอลลูนเพื่อลดความเร็วเหนือเสียง ทำให้สามารถจับส่วนนั้นได้กลางอากาศโดยเฮลิคอปเตอร์^{[ 22 ]}

• ดัชนีบทความด้านการบิน

• Ballute บน parachutehistory.com
• ข่าว Ballute บน scitechdaily.com