De kunst, om zich willekeurig in den vrijen dampkring te bewegen. Alle proeven met dit doel genomen kunnen tot twee hoofdtypen worden teruggebracht.
Of wel men tracht een lichaam dat zwaarder is dan de lucht, door vleugels of luchtschroeven de gewenschte beweging in de ruimte te geven, of wel men tracht een lichaam, lichter dan de lucht, dus een luchtballon, bestuurbaar te maken.De eerste wijze is reeds zeer vroeg ter sprake gekomen: men herinnere zich de fabel van Daedalus en Icarus; trouwens de natuur gaf het voorbeeld in de vogels. Hoevele pogingen echter zijn aangewend, tot nu toe was alles vruchteloos.
Sommigen, zooals Trouvé in zijn eerste proeven, Tatins en Forlaninis hebben een lichte luchtschroef — volgens het model van een scheepsschroef, maar met zeer lange vleugels — met vertikale as willen aanwenden om zich in de hoogte te bewegen. Bij zeer lichte toestellen gelukte dit; men vindt zulke modellen onder het kinderspeelgoed. Maar om een last van eenige zwaarte op die manier te doen stijgen, moet de schroef met groote kracht gedraaid worden, en de industrie, hoe ver ook op dit punt gevorderd, geeft geen motoren die licht genoeg en tevens voldoende sterk zijn, om het vereischte aantal omwentelingen aan de schroef mee te deelen. De meeste ontwerpen betreffende dit punt zijn dan ook op het papier gebleven; de uitvinders, die verder gingen, zijn tot heden teleurgesteld.
Een andere wijze om te stijgen werd o. a. aangewend door Maxim. De vliegmachine van Maxim bestaat uit verschillende schuin geplaatste oppervlakken — glijoppervlakken — en een luchtschroef met horizontale as, door een motor gedreven. De luchtschroef geeft een horizontale beweging; de weerstand van de lucht tegen de schuine oppervlakken heft dan de vliegmachine omhoog. De groote zwarigheid bestaat hierin, om het zwaartepunt zoo te plaatsen, dat de glijoppervlakken altijd den gewenschten stand ten opzichte van de windrichting hebben en deze zwarigheid is zeer groot. Bij de eerste proefneming steeg de makine van Maxim een weinig omhoog, maar kantelde spoedig en viel neer, waarbij de toestel zwaar beschadigd werd.
Trouvé in zijn latere proeven volgde in zijn vliegmachine meer den bouw en de vleugels der vogelen na, maar hij kon geen toestellen vervaardigen van eenige grootte, die nog „vliegen” wilden.
Een andere wijze van L. is gezocht in het gebruik van vaststaande vleugels. De proeven van Herring en van Otto Lilienthal waren in deze richting. Vooral de laatste heeft er veel mede gewerkt. Met zulke vleugels kon men van een hoogte in zeer schuine richting neerdalen, maar dit voldeed natuurlijk niet. Lilienthal meende, door verplaatsing van het zwaartepunt, bij vrij stevigen wind, de vleugels zoo te kunnen plaatsen, dat de luchtstroom hem en zijn toestel zou omhoog drijven. Men meent dat sommige vogels, zonder hunne wieken te bewegen, zich op deze wijze hoog in den dampkring verheffen, terwijl zij als het ware een spiraal beschrijven.
Dit juiste plaatsen van het zwaartepunt is echter de groote moeilijkheid, evenals bij de vliegmachines boven genoemd. Lilienthal heeft zijn proeven met het leven betaald, en geen zijner voorgangers of opvolgers heeft het vraagstuk kunnen oplossen.
De tweede type van luchtschepen was aangewezen, toen de Montgolfières waren uitgevonden. Aanstonds was er sprake van ze te benuttigen als vervoermiddel; men dacht aan de zeilschepen, en maakte allerlei plannen voor zeilen en roeren, waarmede de luchtballon bestuurbaar moest worden. Al spoedig bleek dit ónmogelijk, want de luchtballon met of zonder zeilen ligt geheel in de macht van den wind en beweegt zich immer met de snelheid van den wind. Vandaar dat in het schuitje de wind niet gevoeld wordt; bij stormachtig weer blijft een kaars daarin geregeld doorbranden. Indien wind en zeilen aan een schip willekeurige bewegingen veroorloven, dan geschiedt zulks, omdat de kiel steun en tegenstand vindt in het water.
Daarna beproefde men de verschillende luchtstroomingen te gebruiken; door wat hooger of lager te gaan in den dampkring, zoo meende men, kon de luchtreiziger een luchtstroom kiezen naar welgevallen. Dit plan ware zeer schoon geweest, als de luchtstroomen naar keuze maar immer te vinden waren; dit is echter volstrekt niet het geval.
Eindelijk trachtte men den ballon riemen, vleugels of luchtsehroeven te geven, die bewogen zouden worden door krachten, in het schuitje meegevoerd. Er zijn proeven genomen met groote maar lichte roeiriemen, door personen in beweging gebracht. Maar de arbeid, toch reeds bemoeilijkt door de geringere dampkringsdrukking, was zeer zwaar en de uitslag onbeteekenend; vooral als er wind was, werd elke worsteling met de riemen geheel doelloos.
Het denkbeeld won toen veld, om den vorm van den ballon te wijzigen; in plaats van den bolvorm, die altijd veel vat gaf aan den wind, stelde men de gedaante voor ongeveer van een visch, voor en achter eindigend in een punt. Deze veel gunstiger vorm had echter ook zijn bezwaren: de vorm was lastiger te vervaardigen, en men moest den ballon met toebehooren zoo inrichten, dat de lengteas immer in horizontalen stand bleef. Daarvoor was het noodig dat het omhulsel altijd gespannen bleef, want was er nog ruimte in den ballon vrij, dan kon het gas naar het voor- of achtergedeelte schieten, en de toestel kwam onvermijdelijk buiten den horizontalen stand. Nog om een andere reden was het zeer gewenscht den ballon immer gespannen te houden. Aanwezigheid toch van plooien is gevaarlijk, als de wind op den ballon kon werken; door de snelle beweging der plooien kwamen meermalen groote scheuren in het omhulsel. Om nu het beoogde doel te bereiken, bracht men in den ballon een tweeden, kleineren, zoogenaamden compensatieballon, die met lucht was gevuld, en door een buis in gemeenschap kon gebracht worden met de buitenlucht.
Ging het gas in den eersten ballon uitzetten, dan perste het op den tweeden en dreef daar een gedeelte der lucht uit. Kromp het gas in volumen, dan perste men weder lucht in den compensatieballon. Men heeft veel getwist over den geschikten vorm, aan dezen compensatieballon te geven; tot nu toe is de vraag niet beslist. Voor den horizontalen stand van den ballon was ook de aanhechting van het schuitje van groot gewicht. Deze moest zoo zijn, dat wanneer b.v. het voorgedeelte van den ballon zich ging oprichten, het geheele gewicht van het schuitje juist voor rekening van het voorgedeelte kwam.
Een andere wijze om de plooien te vermijden, was het kiezen van een omhulsel, dat stijl was uit zijn aard. Zoo was de ballon van Schwarz, die uit aluminiumplaten vervaardigd werd; maar ook deze proef heeft geen voldoenden uitslag gegeven.
Bij den gewijzigden vorm voegde men nu een motor om de beweegkracht aan een luchtschroef te geven, en zoo werden de eerste bestuurbare ballons gebouwd; die van Giffard o. a., en van Dupuy de Lómes. Het gelukte den laatste, door de beweging der luchtschroef een afwijking van 10° te krijgen op de richting van den wind. Dit was iets, maar niet genoeg. De eersten, die waarlijk een ballon bestuurd hebben, waren Benard en Krebs. Na alles met de grootste nauwkeurigheid bestudeerd te hebben, maakten zij een langwerpigen ballon, die 1800 kub. meter waterstof kon bevatten, en een totaal gewicht van ^ 2000 Kilogram kon opvoeren. De ballon was voorzien van een compensatieballon en een lang schuitje.
Hieraan was een roer en luchtschroef bevestigd; de laatste werd door een eleetromotor bewogen; de galvanische elementen hiervoor noodig, waren zeer licht en voor dit doel door Renard opzettelijk vervaardigd. Bij volstrekte windstilte kon de schroef aan den ballon een snelheid van 5,6 Meter in de seconde geven. Was de wind beneden deze snelheid, dan kon de ballon nog altijd voortgaan, maar natuurlijk minder snel. In Augustus 1884 stegen zij bij zeer stil weder op uit het militair park van Chalais, maakten een tocht tot Villacoublay op 4 Kilometer afstand, keerden toen om, en kwamen boven het punt van uitgang weer terug. Deze tocht is gedenkwaardig in de geschiedenis der L. Ongelukkig behoort zeer stil weder slechts tot de uitzonderingen.
Later werd door Santos-Dumont. de prijs Deutsch (100,000 fr.) gewonnen, toen hij in bepaalden tijd rond den Eiffeltoren stevende en op het punt van uitgang terugkwam. De motor, door Santos-Dumont gebruikt, was veel sterker en toch lichter dan die van Krebs en Renard; vandaar dat Santos-Dumont zich sneller voortbewoog, maar de standvastigheid in horizontalen stand was minder goed, waarschijnlijk door minder geschikte aanhechting van het schuitje; bijna had hij daardoor bij een latere proef den dood gevonden in de Middellandsche Zee.
Eene nieuwe wijze om den ballon bestuurbaar te maken onder gegeven omstandigheden, werd gevolgd door de la Vaulx, Castillon de Saint-Victor, en Hervé. Deze hadden zich tot doel gesteld, om bij eenigszins gunstigen wind van Frankrijk naar Tunis te stevenen. Zij hechtten twee koorden aan den ballon. Het eene had als het ware een staart, bestaande uit een reeks waterdicht gesloten bussen, die aan elkander gebonden waren. Een deel dezer bussen rustte in het water, want de stijgkracht van den ballon was opzettelijk zoo gekozen, dat met het andere gewicht deze staart niet geheel uit het water kon gelicht worden. Toonde de ballon neiging tot stijgen, dan moest hij eerst eenige bussen uit het water trekken, waardoor het te dragen gewicht vermeerderde en de stijging spoedig ophield.
Ging de ballon dalen, dan kwamen eenige bussen meer in het water, de last was verlicht en de toestel kon blijven zweven. Het andere koord was gehecht aan een soort roer, een reeks latten, bij wijze van een jalousie maar op grooteren afstand met elkander verbonden. Dit roer moest immer in liet water blijven; de latten konden schuin gesteld worden in verschillende richting, en zoo gaf dit roer niet alleen een steunpunt in het water, maar men kon ook de strooming van het water benuttigen om de richting van den ballon te wijzigen, op een manier analoog aan het voortstuwen van een veerpont door een stroomende rivier. De wind moest verder gunstig zijn voor den overtocht. De laatste voorwaarde was niet verwezenlijkt bij hun proef. Toch was de poging niet als geheel mislukt te beschouwen, want zij konden een afwijking van 60° op de windrichting winnen, en de ballon bleef voortdurend op gewenschte hoogte zweven.
Een andere proef van Deburaux (Leo Dex) had tot doel, een lange vaart te ondernemen door onherbergzame streken als de Sahara, waar men op standvastige windrichting meende te kunnen rekenen.
Een gewone ronde ballon draagt een lang zwaar en glad staaltouw; de stijgkracht van den ballon is niet in staat dit staaltouw geheel op te heffen, zoodat het altijd over den grond sleept. Nu zou een sterke wind den ballon voortdrijvend hem tevens te dicht bij de aarde brengen, omdat het werktuig altijd door den staalkabel wordt tegengehouden. Daarom is aan den ballon een soort groote vlieger gehecht; zou de wind den ballon doen dalen, dan doet hij den vlieger stijgen, zoo blijft het geheel nagenoeg op dezelfde hoogte. Maar het gas kan ontsnappen door de poriën van het omhulsel. Daarom wordt een tamelijk groote hoeveelheid water als ballast meegegeven; daalde de ballon, dan opende zich een klep, die eenige kilo’s water vrij liet, en door het verminderen der last steeg de ballon weer tot de normale hoogte.
De slotsom van de proef was, dat dit soort ballons lang zwevend kon blijven, maar dat op de standvastigheid van de windrichting weinig te rekenen valt, wanneer het een tijdperk van eenige dagen geldt. In onherbergzame oorden heeft het sleeptouw ook nog het nadeel, dat de inboorlingen zich gemakkelijk van den luchtballon meester maken, wat bij de eerste proef van Deburaux geschied is.
Eindelijk mag men niet vergeten, dat al deze proeven zeer lastig en zeer kostbaar zijn, en helaas ook zeer gevaarlijk. Een groot deel der uitvinders heeft het leven er bij gelaten.
