예를 들어 보통 77size 라고 하는 77.000 ft³ (2180 m³)의 3~4 인승 기구내의 공기무게는 15에서 2.6톤 가량이다. 그러나 이것을 100 C 정도로 내부온도를 올리면 약 2톤으로 공기무게가 줄어들어 주변공기에 비해 0.6톤의 부력을 발생시킨다. 열로 인하여 가벼워진 비중으로 뜨게 되는 열기구의 부피는 가스기구에 비하여 매우크다. 즉, 수소나 헬륨의 밀도는 더워진 공기보다도 더 희박하기 때문에 동일 부력을 얻어내는 체적이 열기구에 비하여 훨씬 작다. 이런 이유로 같은 상승력을 얻기 위하여 열기구는 가스기구 보다 훨씬 크게 제작되어야 한다.

표준모양의 열기구

특별모양의 열기구

열기구의 역사

열기구의 탄생

열기구(Hot Air Balloon)는 하늘을 날고자 했던 인류의 꿈을 가장 먼저 실현시킨 비행체다. 열기구는 커다란 공기 주머니 내부로 버너로 뜨거운 열을 공급해 공기의 온도와 체적을 증가시키고 비중을 감소시키는 원리를 이용한다. 즉, 기구 안의 공기를 외부 공기보다 가볍게 하여 부력을 발생시키고 이 부력을 이용해 열기구는 하늘을 비행할 수 있다. 열기구는 지금으로부터 220년 전 프랑스의 조세프 미셸 몽골피에(Joseph Michael Montgolfier, 1740~1810)와 조세프 에티앙 몽골피에(Joseph Etienne Montgolfier, 1745~1799) 형제에 의해 발명되었다. 리옹에서 가까운 아노네이 마을에서 태어나 제지공장을 운영하던 몽골피에 형제는 어느 날 화롯불에서 힘차게 하늘로 치솟아 올라가는 뜨거운 연기를 보고 더운 공기는 일반 공기보다 가벼워 상승한다는 원리에 착안하여 하늘에 띄울 수 있는 주머니를 만들기로 했다. “연기를 큰 주머니에 담으면 주머니가 하늘로 올라갈 수 있겠지”라고 생각하고, 1782년 11월 실크를 소재로 한 체적 1㎥의 원형의 기구를 제작하여 그 내부에 나무와 젖은 밀집을 태워 발생한 뜨거운 공기(연기)를 채워 지상으로부터 50여 미터 상승시키는 데 성공하게 된다. 이것이 최초 열기구의 탄생이었다. 이후 몽골피에 형제는 좀더 크고 높이 날 수 있는 기구 제작에 골몰했고, 이듬해인 1783년 6월 3일 아노네이에서 1,000미터 상공까지 열기구를 띄워 올릴 수 있게 되었다.

인류 최초의 유인 비행

그러나 아직 열기구에 사람이 탑승하지는 않았다. 드디어 1783년 9월 19일 몽골피에 형제는 파리의 베르사유 광장에서 루이 16세가 참석한 가운데 오리와 양 그리고 닭을 열기구에 탑승시켜 8분 동안 3킬로미터를 비행하는 데 성공했다. 2개월 뒤인 11월 21일, 물리학자인 로지에르(Jean Francois Fiatre de Rozier, 1756~1785)와 육군 장교 다란드(Marguis d’Arlandes) 두 사람이 탑승한 대형 열기구가 불로뉴 숲 상공에 떠올라 하늘을 날고자 했던 인류의 오랜 꿈을 실현시킴으로써 인류 최초의 유인 비행에 성공했다. 그때의 비행 기록은 고도 1,000미터, 체공 시간 25분, 비행 거리 9킬로미터였다.

열기구의 대중화

몽골피에 형제의 발명 이후 100년 이상 유일한 비행 수단으로 이용됐던 열기구는 비행선과 비행기가 등장하면서 빛을 잃는다. 그러나 사람들로부터 잊혀져 가던 열기구는 나일론과 프로판가스가 보급되기 시작하면서부터 1953년 미국의 에드 요스트(Ed Yost)에 의해 현대적 열기구로 개발된다. 식품 포장용으로 생산된 가벼운 합성 셀로판을 소재로 구피를 제작했고 가스를 가열기의 연료로 사용한 것이다.