thumb|Heteluchtballon thumb|Heteluchtballon thumb|Brander thumb|Het testen van de brander thumb|Brander thumb|Heliumballon met stijgvermogen voor twee personen thumb|Een montgolfier-ballon stijgt op in Aranjuez, 1784 thumb|Polygoonjournaal uit 1926. Geluidloze beelden van de Gordon Bennett-ballonvaartwedstrijd om de Gordon Bennett Trofee. miniatuur|rechts| Bioscoopjournaal uit 1956 over de Ballonrace om de Coupe Andries Blitz. thumb|Polygoonjournaal uit 1977. Grote ballonrace achter de vos. Een luchtballon of ballon is een bemand of onbemand luchtvaartuig dat opstijgt door een relatief groot, min of meer bolvormig reservoir van een licht en flexibel materiaal, met hefgas (verwarmde lucht of een sowieso licht gas). Een ballon is een niet-gemotoriseerde aerostaat, die wordt voortbewogen door de wind. De horizontale voortbeweging van de luchtballon hangt af van de windrichting, slechts de hoogte kan worden beïnvloed. Bij een windrichting die afhangt van de hoogte kan indirect de horizontale richting enigszins worden gestuurd door stijgen of dalen.
Bij een bemande ballon hangt aan het reservoir een mand of gondel die plaats biedt aan de passagiers. Bij een onbemande ballon kan aan het reservoir (meet)apparatuur hangen.
Een luchtschip is gemotoriseerd, waardoor het zich ook horizontaal actief kan verplaatsen. Het is stijf en sigaarvormig voor een betere stroomlijn, wat bij een ballon niet nodig is.
In 2004 waren er in Nederland ongeveer 9000 ballonvaarten. Voor het gebruik van ballonnen geldt een aantal voorschriften zoals de vaarhoogten, het vermijden van gevoelige gebieden en de manier van landen en bergen van de ballon.
Hete lucht De lucht in een heteluchtballon wordt verhit tot een temperatuur van ongeveer 100 graden. De ballon is van boven bolvormig en heeft een trechtervormige opening aan de onderkant. Er bestaan echter ook special-shapes, die een afwijkende vorm kunnen hebben. Het omhulsel - de envelop - wordt voor de start op de grond uitgespreid, met de mand op zijn kant. Met een grote ventilator blaast men koude lucht naar binnen, waardoor de envelop bol gaat staan. Daarna ontsteekt men de gasbranders die de lucht in de ballon verhitten, zodat hij omhoog komt, de mand rechtop trekt en met de inmiddels ingestapte passagiers het luchtruim kiest.
Aan de mand van een heteluchtballon hangen geen zandzakken. Om te stijgen verhit de ballonvaarder de lucht in de ballon. Doet hij de gasbranders uit, dan zal de lucht langzamerhand afkoelen, zodat de ballon weer daalt. Eventueel kan het dalen versneld worden door een ventiel bovenin open te trekken, zodat de warme lucht sneller ontsnapt.
De gasbranders van een moderne heteluchtballon gebruiken propaan of lpg. Een nadeel van het gebruik van lpg is dat de vlam minder heet is en er dus meer gas verbruikt wordt tijdens de vaart dan wanneer men met zuiver propaan werkt. Een ander nadeel van het gebruik van lpg is dat het minder schoon is en geleidelijk aan een roetaanslag aan de binnenkant van de ballon zal veroorzaken, waardoor vooral de lichtere kleuren een grauwe aanblik zullen krijgen. Een voordeel van lpg is de gunstigere brandstofprijs.
Wanneer de buitentemperatuur erg laag is, kan de ballonvaarder ervoor kiezen om zijn gasflessen na het vullen met propaan af te persen met stikstof. Dit veroorzaakt een hogere druk in de fles waardoor er een grotere vlam ontstaat en de ballon sneller verwarmd wordt. Dit kan in sommige gevallen waarbij snel stijgen nodig is, veel gas en tijd sparen.
De gebroeders Montgolfier gebruikten een houtvuur en ze zorgden ervoor dat het vuur flink rookte, omdat ze dachten dat de rook voor de stijgkracht zorgde.
Omdat de meeste ballonvaartbedrijven vaarten van ongeveer een uur uitvoeren, nemen de ballonvaarders meestal een gasvoorraad mee voor zo'n anderhalf à twee uur. Hierdoor is de kans om zonder gas te zitten heel klein.
Gas Een duurdere methode is een gasballon. De envelop is meestal bolvormig, met een aanhangsel (de 'vulslurf') aan de onderkant. De vulslurf dient in de eerste plaats om de ballon met gas te vullen. Vroeger werd daarvoor vooral lichtgas gebruikt, omdat het gemakkelijk verkrijgbaar was. Lichtgas bevat onder andere waterstof en koolstofmonoxide; het is dus brandbaar en giftig. Tegenwoordig werkt men vaak met helium, dat absoluut veilig is, maar veel duurder. Na de start blijft de vulslurf open. De envelop is namelijk, in tegenstelling tot die van de speelgoedballon, niet van rekbaar materiaal, en het gas zal niet direct door de vulslurf ontsnappen. Stijgt de ballon echter, dan zet het gas uit door de verminderde luchtdruk en moet het kunnen ontsnappen, opdat de ballon niet barst.
Een gasballon heeft natuurlijk geen gasbranders. Om te stijgen moet de ballonvaarder ballast uitwerpen. Daarvoor hangen er meestal zakken met zand aan de mand. Om te dalen trekt de ballonvaarder aan het ventielkoord dat door de vulslurf naar het ventiel bovenin loopt; daardoor loopt er wat gas weg.
Een reis met een gasballon kan een hele dag duren, of zelfs meerdere dagen, maar door de kosten van de gasvulling zijn gasballonnen zeldzaam geworden.
Voor meer informatie over gassen die gebruikt kunnen worden voor het opstijgen van een ballon, zie het artikel hefgas.
Rozièreballon Een rozièreballon is een gasballon in een heteluchtballon. Het drijfvermogen komt hoofdzakelijk van de gasballon. De hete lucht dient alleen om het drijfgas te verwarmen en zo het drijfvermogen te verhogen. Dit is vooral praktisch bij nachtvaarten, als de zon het drijfgas in een ballon niet kan verwarmen. Deze ballonnen worden daarom veel gebruikt voor langeafstandsvluchten.
Vergelijking Heteluchtballonnen en gasballonnen hebben gemeen dat er gas voor nodig is, maar voor een heel ander doel. Een gasballon is gevuld met een licht, en liefst onbrandbaar, gas. De heteluchtballon heeft gasbranders, meestal met propaan, om de lucht te verhitten. Propaan is brandbaar en niet bijzonder licht. Het verschil wordt in onderstaande tabel duidelijk gemaakt.
Strikt genomen is lucht ook een gas, maar het wordt meestal geen gas genoemd.
GasballonHeteluchtballonWaar is het gas?In de envelop onder atmosferische drukIn gasflessen onder hoge drukIs het gas brandbaar?Liever niet (gevaarlijk)JaIs het gas lichter dan lucht?JaHoeft nietSoort gasVroeger lichtgas of waterstof, thans heliumPropaan of lpg
Geschiedenis thumb|Étienne Montgolfier De heteluchtballon werd op 4 juni 1783 door Joseph en Étienne Montgolfier publiek gedemonstreerd in Annonay, het stadje waar hun papierfabriek stond. Hun ballon was van doek gemaakt en gevoerd met wit papier. Het papier was bestreken met aluin als brandwerende laag en het werd bijeengehouden met ongeveer 2000 knopen. De ballon was onbemand en overbrugde een afstand van 2 km.
Op 19 september 1783 lieten de broers de eerste ballon met passagiers opstijgen. De vaart van een schaap, een haan en een eend vertrok vanuit Versailles en duurde 8 minuten. De ballon, beplakt met behang, bereikte een maximale hoogte van 500 meter en vloog 3,5 km ver. Het voorstel om een koe op te laten stijgen, zodat er nog vlees zou zijn als de "machine" te pletter viel, haalde het niet.
Het volgende experiment bracht voor het eerst mensen in het luchtruim: aan de Parijse manufactuur van Jean-Baptiste Réveillon stegen Jean-François Pilâtre de Rozier en André Giroud de Villette 400 voet hoog aan een captieve (met touw beveiligde) ballon.
Op 21 november 1783 maakten voor het eerst in de geschiedenis twee mensen een vrije luchtreis, namelijk Jean-François Pilâtre de Rozier en markies François Laurent d'Arlandes. Het vaartuig, dat opsteeg vanop het Château de la Muette, bereikte een hoogte van 90 meter. Na 25 minuten landde de ballon veilig 8 km verderop. Op 1 december 1783 steeg de eerste bemande waterstofballon op. Jacques Charles was de uitvinder en een van de passagiers. In Lyon lanceerde Joseph Montgolfier op 19 januari 1784 de reusachtige Flesselles, maar het was geen onverdeeld succes. Beter verging het op 4 juni de Gustave, die met Élisabeth Tible ook de eerste vrouwelijke ballonvaarder aan boord had. Het volgende jaar, op 7 januari 1785, staken de Fransman Jean-Pierre Blanchard en de Amerikaan John Jeffries het Kanaal over.
Nicolas-Jacques Conté stelde voor de ballonnen aan te wenden voor oorlogsdoeleinden en kreeg in 1793 toestemming een instituut op te richten in Meudon. De opgerichte luchtmachteenheid kreeg de naam Compagnie d'aérostiers. Bij het beleg van Maubeuge (1793) en in de Slag bij Fleurus (1794) werd voor het eerst een luchtballon ingezet voor militaire luchtverkenning.Gaston Tissandier, Les aérostats militaires, La Nature, 8 januari 1887
Op 11 augustus 1978 werd met de heliumballon Double Eagle II in zes dagen tijd de Atlantische Oceaan overgestoken. Gedurende deze tijd werd een afstand van 5000 km afgelegd.
In september 1986 werd deze tijd ruimschoots verbeterd door de Nederlandse Rozière-ballon Dutch Viking, met aan boord het ballonvaardersechtpaar Henk en Evelien Brink, samen met F-16-vlieger Willem Hageman, die de overtocht maakte binnen 52 uur.
In maart 1999 was de Breitling Orbiter de eerste ballon die non-stop rond de wereld vloog, na een tocht van 20 dagen en een afgelegde afstand van 41.000 km.
België In de Zuidelijke Nederlanden kwam er al op 20 november 1783 een eerste wapenfeit in de ballonvaart. Op het Arenbergkasteel in Heverlee lieten Jan Pieter Minckelers en hertog Lodewijk Engelbert van Arenberg met succes een onbemande ballon opstijgen. Het tuig, niet veel meer dan een halve meter hoog, was gemaakt uit goudslagersvlies en werd aangedreven door steenkoolgas, een alternatief voor het verbranden van wol en stro door de gebroeders Montgolfier of het waterstofgas van Jacques Charles. De ballon kwam ruim 20 km verder neer in Zichem. Het duo voerde op 8 februari 1784 een nieuw experiment uit in het Brusselse Egmontpaleis met een ballon van dertig voet hoog. In de volgende maanden lanceerden ze in Antwerpen en opnieuw Heverlee.Michael R. Lynn, The Sublime Invention. Ballooning in Europe, 1783–1820, 2015, p. 17 Anderen organiseerden dat jaar onbemande vluchten in Luik, Oostende, Leuven,Antoon Viaene, De Montgolfière van primus Beyts, in: Biekorf, 1966, p. 245-246 Brussel en Ieper.
Prins Charles de Ligne was op 19 januari 1784 de eerste niet-Fransman in het luchtruim, aan boord van Le Flesselles. In april van dat jaar financierde hij een ballonvlucht vanaf de Grote Markt van Bergen.
thumb|De Gordon-Bennett-trofee die Demuyter na drie opeenvolgende overwinningen mocht meenemen
De eerste bemande vlucht op Belgisch grondgebied werd uitgevoerd op 19 november 1785 door de Franse pionier Jean Pierre Blanchard. De hond die hij uitwierp aan een parachute kwam veilig neer in Wachtebeke, maar hij kwam zelf in de problemen en moest uiteindelijk voor Hontenisse worden opgevist uit de Scheldemonding. Ook Brussel en Luik vermaakte hij het volgende jaar met zijn kunnen. Omdat neerkomende ballonnen brandgevaar opleverden voor huizen en akkers, kwam er op 26 mei 1786 een landelijk verbod, met de Ordonnantie van den keyser, raekende de ballons ofte locht-tuygen met vuer, genoemt montgolfieres.Paul Verhaegen, Les premiers ballons en Belgique, 1783–1786, in: Annales de la Société royale d'archéologie de Bruxelles, 1899, p. 361-372
Op 26 juni 1794 observeerde de Franse kapitein Jean-Marie-Joseph Coutelle vanuit L'Entreprenant, een waterstofballon van negen meter in doorsnede, bij het slagveld bij Fleurus.
De Luikse wetenschapper Étienne-Gaspard Robert en zijn student Auguste Lhoëst vestigden op 18 juli 1803 een hoogterecord in Hamburg. Aan de hand van barometergegevens berekende Robert dat ze tot 7280 meter waren gestegen. Zij waren dan ook de eersten die ernstige hoogteziekte doormaakten.
In Antwerpen voerde Sophie Blanchard op 23 november 1806 een solovlucht uit. Ze landde in een veld tussen Rijkevorsel en Hoogstraten.