热气球的第一次载人飞行
1783年法国蒙特哥菲尔兄弟的热气球升空以来，这种最古老的轻于空气的飞行器，几乎经历了漫长的两个世纪而不衰，至今仍葆其青春活力。特别是在航空体育运动方面，世界很多国家都拥有一支庞大的爱好者队伍，据近年统计，热气球的总数已超过800个。生产热气球的厂商遍及美、英、德、日等国家，而自制热气球的业余爱好者更大有人在。各种国际气球竞赛会，年复一年地进行，促进了热气球的普及。和其他飞行器比较，热气球最为经济简便，即使没有专门的知识和经验，也可以自行制作和乘气球飞行。不少的青少年航空爱好者，以热气球的吊篮作为他们航空生涯的摇篮，就此意义上说，它称得上是一种年轻的飞行器。
此外，近年来在回收、救生和科学考察方面，使用热气球的例子也很多。
千百年来，人类幻想冲破天空的封锁，憧憬着像飞鸟一样自由飞翔。各个国家都出现过一些以鸟羽为翼的“飞人”，但他们的试验皆以失败而告终。很少有人想到，人类竟能首先借助浓烟滚滚的热气球而升空。
1783年9月19日，法国首都巴黎富丽堂皇的凡尔赛宫前面，人潮如海，万头攒动。法国国王路易十六和王后也出来坐在人群里观赏第一次气球升空表演。一个用麻布和纸制的美丽而奇特的彩色大球，被系在两根高高矗起的木柱上。气球的发明人蒙特哥菲尔兄弟二人，正在往热灶里添加羊毛和干草，灶中喷出一股股热气和浓烟，把大球鼓了起来。有史以来第一批空中旅客——一只羊、一只鸡和一只鸭，被放进热气球下面系着的吊篮里。一会儿，浓烟充满了气球，这只大蘑菇形的彩球徐徐升起，把三个“乘客”带到了450米的空中。8分钟后，气球和吊篮降落在2千米以外的森林里。山羊跳出吊篮，若无其事地低头吃草，鸭子健壮如故，只是公鸡稍有不幸，气球着陆时压伤了它的胸膛。
这一次成功的表演，大大鼓舞了人们：动物既然能上天，人也一定能上天！罗齐尔和德尔朗达两个勇敢的人，决心亲身尝试一次空中飞行。
起初，国王要让两名被判处死刑的罪犯乘飞球试验，年轻的化学家罗齐尔坚决反对说：“不行，不能这样！难道说让第一次升空的伟大荣誉属于罪犯？”鉴于他们为科学献身的勇气和信心，国王同意了他们的请求。不久，在巴黎的米也特堡建立起一座给气球提供大量热空气的热灶。新设计的热气球直径15米，全高23米，底部还有载人的围圈。
1783年11月21日，云淡风轻，阳光阳媚，不少好奇的热心观众聚集在米也特堡。气球的创始人蒙特哥菲尔兄弟异常忙碌，亲自往灶内添加羊毛和干草。他俩心情紧张，但颇为自信。几分钟后，充满浓烟和热气的巨型气球挣脱了系留索，载着两位航空先驱者罗齐尔和德尔朗达向着蔚蓝色的天空飘去。他们二人面色从容镇定，不停地向地面显得越来越小的人群挥手致意。这一次，气球升到900米的高度，飞越了巴黎上空，然后安全降落在9千米外的地方。这就是历史上第一次气球载人的自由飞行。
不久，热气球升空盛极一时，1784年1月，蒙特哥菲尔、罗齐尔等6人同乘一只热气球升空。同年6月，巴黎妇女姬泊夫人和弗伦特先生在里昂乘热气球升空，她成为世界上第一位女飞行员。
热气球是怎样获得向上的拉力而升空的呢？为说明这个道理先做一个简单的小实验。用弹簧秤吊起一个重物，记下秤的读数，这个数值就是这个物体的重量。把物体浸在水中，再记下秤的读数，你会发现后者小于前者，这说明物体在水中受到了一个向上托举的力，这个力叫做浮力，会游泳的人都有这个体验，在水中身体会变得轻些，因为身体受到了一个向上的浮力。这个浮力有多大呢？再做一个小实验，在一个很薄很轻的塑料袋中盛些水，用弹簧秤秤出它的重量，在把水袋浸入水中，可以发现弹簧秤的读数几乎为零，这表明水袋受到的浮力的大小与它本身的重量相等，“阿基米德定律”这样说：“浸入液体中的物体所受到的浮力的大小，等于该物体所排开的液体的重量。”刚才那袋水浸在水中所排开的水与袋中的水一样多，因此它所受到浮力大小与本身的重量相等。气体对浸在其中的物体也会施加一个向上的浮力，浮力的大小等于物体所排开的气体的重量。由于气体很轻，一般情况下浮力很小，因此常常不被人们注意。
将一块铁浸在水中，它所受的地球的吸引力远远大于浮力，铁块会下沉；将一木块按入水中，放手后木块将上浮，这说明木块受到的浮力大于它所受到的重力，当重力与浮力大小相等时，木块便静止在水面上不动。决定物体在空气中沉浮的道理也一样，要使一个物体在空气中上升，必须使它所受到的空气浮力的大小大于本身的重量，也就是使物体所排开的与物体同体积的空气的重量比物体的重量大。热气球做到了这一点，空气受热后体积要膨胀，单位体积的重量变小。在气囊中充入热空气效果等同于充入了比空气轻的气体，于是热气球的重量便小于同体积空气的重量，热气球受到的向上的浮力大于向下的吸引力，热气球可以升空了。
早在我国汉武帝（公元前140—公元前88年）时，军事作战中就曾用竹篾扎成方架，糊上纸，作成大灯，下面用松脂点燃，夜晚飞上高空，用作联络信号，叫做“松脂灯”，这就是原始的热气球。
据传说，古代有个莘七娘在作战时，曾经制作过“松脂灯”，用于军事通讯。她用竹篾子扎成架子，糊上纸，做成灯笼样，下面用松脂点燃，灯就可以飞出高空，作为军事信号。南宋时期，在范成大的《石糊居士诗集》中有这样的内容：“掷烛腾空隐”，注曰：“小球灯时掷空中。”1271年到1368年，元朝军队作战时，还曾经使用不同颜色的松脂灯，升到空中作为联络信号。现在，在我国西双版纳的傣族在过节的时候还制作这种热气球，增加喜庆的气氛。
热气球之后出现的氢气球和氦气球，都是利用气球内填充的密度小而轻于同体积空气的气体来产生浮力的，因此和飞艇一起统称为“轻于空气的飞行器”。然而，在二百年前，人们对热气球的原理却理解得并不深刻，例如，蒙格尔费兄弟在热气球成功之后，虽然受到法国科学院院士们脱帽致敬的隆重欢迎，但热气球的发明者并没有“空气温度越高越轻”的概念，而是错误地认为，浓烟是产生升力的源泉，羊毛中含有“电”，因此不顾一切地添加这些发烟剂，弄得热气球上升时当地天空云遮雾障，浓烟翻滚。
现代的热气球是以尼龙和聚芳酰胺纤维（又称凯弗拉）织物为球皮，涂以聚氨酯层加强气密性。气球下部悬挂丙烷喷灯用以加热空气。气球与吊篮之间用绳索和钢索连接，吊篮中除载人外，还放置燃料罐和简单的航行仪器。
热气球的组成部分主要有：
球皮：球皮是热气球最重要的材料。要求强度好、重量轻，具有一定的气密性、抗断裂性和耐老化性，一般采用尼龙和凯弗拉等合成纤维织物缝制。热气球球皮分为分散承力式和集中承力式两种。分散承力式气球为光滑的水滴形，其任何部分受力大致相同。这种球皮设计制造比较容易，但在表面出现裂纹时有扩展的危险，所以必须选用强度高的材料制造。集中承力式气球，在其张力集中部分用承力带来增强，其余部分只承受空气内压，因此对材料强度要求低一些，但缝制较复杂。这种气球表面不是光滑的球形，而是瓜瓣样（倭瓜形）。此外，也有采用二者结合的方式，即直接把承力带贴在圆形的球皮上。瓜瓣形和带承力带球形球皮的优点是，承力带不仅起到增强作用，还可以制止裂纹的扩展。接近喷灯的下缘球皮，用耐热的不燃性材料制成裙套状。
放气活塞：热气球顶部设有放气活塞，供气球降落时迅速将球皮内的热空气排出。若在强风下着陆或其他情况下不慎使大量空气进入球皮，气球就有被风拽走的危险，这时也要使用放气活塞。放气活塞有伞形、圆盘形和烟囱形等几种设计。烟囱形活塞只能一次全部放气，而伞形、圆盘形活塞可排出部分热空气。由于在飞行中严禁随便开启放气活塞，故在吊篮中操纵用尼龙活塞绳以红色标志。
此外，在气球直径最大处（赤道）目夏的稍下位置，还有放气阀。在飞行中可用它放出部分热空气来降温，以控制飞行高度。
冕索：全部承力带均在气球顶部汇合，结在金属冕环上。冕索与冕环相连，沿球皮外侧下降至吊篮，降落时用冕索控制气球的飞行方向。
喷灯：喷灯是提供浮力的重量装置，必须工作可靠，一般应具有备用系统，以防万一发生问题时保障安全。喷灯所用的燃料罐内装丙烷，其工作原理与日常生活中的液化石油气炉相似。但丙烷的蒸发压力随外界气温变化甚大，若温度过低，则蒸发不充分，会影响飞行。为了弥补这一缺点，在喷灯设计上采用增加一“航行喷灯”来补充气化丙烷的办法，保证“主喷灯”的稳定燃烧。
球皮顶上安装有热敏电阻式温度计，用以测定被喷灯加热空气的温度，一般控制在67℃～70℃。
吊篮：吊篮可用藤、竹、铝或增强塑料制造。通过承力框架和钢索与球皮连接。吊篮内除放置燃料罐、灭火器外，还带有急救包、打火机、升降计、高度表、罗盘等。升降计甚为重要，一般使用刻度为每秒1米范围内的仪表。
热气球的起飞场，一般选取开阔的操场和草地的上风处，避开高压线和高大建筑物，时间以风速小于每秒4米的清晨最好，此时地温不高，气流柔和。雨、雪和雷雨将至的异常天气不宜飞行。着陆场的选择与起飞要求相同。在离地10米左右要打开放气活塞，以每秒0．5米的速度着陆。
据报道，目前热气球世界纪录是法国人创造的。36岁的海伦·乌利妮与38岁的米的撒尔于1983年3月2日乘直径100米的热气球，从法国南部升起后飞行了900千米，首次横越地中海成功。
很少有人知道，第一次空中轰炸是用热气球进行的。1809年，奥地利空袭了“水城”威尼斯共和国。当时，一只只热气球用绳子系上13．6千克重的炸弹和燃烧弹，向威尼斯飘去，经过一段预先计算好的时间，慢慢燃烧着的导火索将绳子烧断，投下炸弹。
然而，这次空袭的结果十分狼狈，奥军没有估计到上层大气的流动情况，第一批轰炸气球升上天空后，却掉转方向飞回来，纷纷落在自己人的头上。
在现代军事上，热气球经常被用来当靶机或搞无人驾驶飞机的回收。用热气球代替降落伞可以延长降落时间，减缓下降速度。此外，如果飞行员在敌占区或地形复杂区跳伞，仍不能保证安全的话，可在降落伞中存放热气球，在一定高度上由小伞拉出气球，点燃喷灯，使之上升或保留在一定高度上，等待飞机将伞拽到安全区降落或者进行空中回收。这样，热气球可为飞行员提供大约半小时的宝贵留空时间。
从船舰上施放热气球的实例也不少。1805年，俄国“希望号”考察船在日本海面施放热气球。1969年，美国一艘“海洋实验室”考察舰放出一只直径15米的系留气球，吊篮内乘坐两名生物学家，跟踪观察鱼群。工作结束后，用船上的绞盘将热气球拖回，在甲板上降落。
1976年，在以“野生动物王国”著称的肯尼亚，成立了一家“热气球旅游公司”专用两只热气球供游客从空中观赏野生动物，每次3小时左右，航程约20千米。每次在一个吊篮里只能乘坐5名游客，由于名额有限，热情的旅客往往要在半年前预订旅游气球票。乘气球旅游时，气球贴着树梢掠过，栖息在草丛中的雄狮、卧伏在树杈上的猎豹、蹒跚徒步的群象、戏水作乐的河马，一一尽收眼底。1978年以来，已有2000多人参加了这种别开生面的旅游。
热气球史上最富有戏剧性的情节是1979年9月一个夜晚，前民主德国两名工人维策尔和斯特尔泽克两家8口，乘坐自制的巨型热气球，越界逃往联邦德国获得成功。他们二人经过数次试验，最后用1200多平方米的塔夫绸，在自己的缝纫机上制成一个直径20米、高25米的巨大气球，使用了700多千克的液化气罐，经过半个小时的飞行，终于安全地降落在联邦德国边境的一个小城附近。
事后，一些有关专家指出，这是迄今欧洲制造过的最大热气球，在飞行条件极差的夜晚乘坐8个人，没有经过严格的试验而一举获得成功，真是不可思议！
以后，由于维策尔和斯特尔泽克的热气球在联邦德国再次飞行，而被吸收为气球俱乐部成员。
热气球史上另一趣闻是气球之巅的奇特婚礼。1981年3月，美国航空爱好者麦道斯克和凯丝结为伉俪，他们的好友斯麦兹操纵一只大型热气球，这对新人手拉手地站立在气球之巅，从一所丛林小屋前冉冉升起。他们的亲友则分乘另外四只热气球，环绕在四周祝贺。
美国的波兰德是热气球爱好者队伍中的一位佼佼者。他的正式职业是法明顿大学的美术和摄影教员，在业余时间他和妻子一起从事热气球的设计和制造，1975年除热气球外，他还制造成一艘热飞艇“信天翁号”，1978年制造了三个热气球，1979年制造了两个热气球，并在1978年开始设计制造第二艘热飞艇“漂泊者号”。热气艇比氦飞艇经济简便，利用小型发动机可作航线飞行。它代表了热气球的发展方向。