Les ballons libres

Les ballons libres, non motorisés, sont apparus en premier (1783), en raison de leur simplicité (absence de moteur). L'art du pilotage consiste à jouer avec ballast et soupape à gaz pour choisir l'altitude (ballons à air (L'air est le mélange de gaz constituant l'atmosphère de la Terre. Il est inodore et incolore. Du fait de la diminution de la pression de l'air avec l'altitude, il est nécessaire de pressuriser les cabines...) chaud: conduite du brûleur) ; la difficulté consiste à éviter le gaspillage...

Dans la mesure des capacités en lest, en carburant (Un carburant est un combustible qui alimente un moteur thermique. Celui-ci transforme l'énergie chimique du carburant en énergie mécanique.) ou en gaz (Un gaz est un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et quasi-indépendants. Dans l’état gazeux, la matière n'a pas de forme propre ni de volume...) de sustentation, le pilote peut choisir l'altitude (L'altitude est l'élévation verticale d'un lieu ou d'un objet par rapport à un niveau de base. C'est une des composantes géographique et...) pour choisir le vent (Le vent est le mouvement d’une atmosphère, masse de gaz située à la surface d'une planète. Les vents les plus violents connus ont lieu sur Neptune et sur...), s'il dispose de prévisions météorologiques correctes. La navigation (La navigation est la science et l'ensemble des techniques qui permettent de :) reste néanmoins aléatoire.

Les difficultés techniques de réalisation imposent la forme sphérique, qui garantit une surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique,...) de paroi minimale pour un volume (Le volume, en sciences physiques ou mathématiques, est une grandeur qui mesure l'extension d'un objet ou d'une partie de l'espace.) donné.

Cette forme permet:
- la fuite de gaz minimale (pour les ballons à gaz) ;
- la fuite thermique (La thermique est la science qui traite de la production d'énergie, de l'utilisation de l'énergie pour la production de chaleur ou de froid, et des transferts de chaleur suivant...) minimale (pour les ballons à air chaud ou à vapeur () d'eau) ;
- le coût de matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses trois états les plus communs sont l'état...) minimal ;
- la masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un corps : l'une quantifie l'inertie du corps (la masse inerte) et l'autre la contribution du corps à la force...) de paroi minimale.

Les ballons dirigeables

Ils sont apparus en raison du caractère aléatoire de la navigation des ballons libres: "Ces [ballons libres] ne seront d'aucun secours tant que l'on ne saura les manoeuvrer". S. Johnson, 1784.

Les dirigeables possèdent tous les éléments du ballon libre ; des moteurs (Un moteur est un dispositif transformant une énergie non-mécanique (éolienne, chimique, électrique, thermique par exemple) en une énergie mécanique ou...) permettent, en plus, de suivre une route (Le mot « route » dérive du latin (via) rupta, littéralement « voie brisée », c'est-à-dire creusée dans la roche, pour ouvrir le chemin.) préalablement choisie.

Les types de dirigeables

Type souple: valable pour les petits dirigeables (difficulté de reprendre les efforts, dimensionnement des parois, etc.) et facilité relative de construction.

Type semi-rigide: solution intermédiaire pour dirigeables de taille moyenne (La moyenne est une mesure statistique caractérisant les éléments d'un ensemble de quantités : elle exprime la grandeur qu'auraient chacun des membres de l'ensemble s'ils...).

Type rigide: les plus légers capables de transporter des charges importantes, les plus performants, les plus compliqués à fabriquer.