DE10113029A1 - Lenkbares Luftschiff - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein lenkbares Luftschiff mit einem pneumatisch gestützten, einem halbstarren oder einen starren, düsenförmigen Hohlkörper, der einen aerodynamisch profilierten Windkanal umschließt und die Mantelfläche einer - von einem ringförmigen Bug bis zu einem ringförmigen Heck sich erstreckenden - Düse bildet, die sich in Fahrtrichtung zur Schiffsmitte oder zum Heck hin verjüngt, wobei das Triebwerk im Bereich der maximalen Verjüngung angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ein lenk­ bares Luftschiff mit einem pneumatisch gestützten, halbstarren oder starren Schiffskörper, der einen vom Bug bis zum Heck sich erstrec­ kenden Hohlraum zur Aufnahme von Teilen des Triebwerks und Teilen des Leitwerks umschließt. Ein derartiges Luftschiff ist aus der schweize­ rischen Patentschrift CH 50 447 bekannt. Hier wird ein röhrenförmiger Luftschiffskörper vorgeschlagen, bei dem der stirnseitige Luftstrom geteilt wird und die Luft das im Wesentlichen zylinderförmige Luft­ schiff von außen und innen umspült. Der hohle Schiffskörper dieses Luftschiffs ist nicht düsenförmig ausgebildet und es ist auch keine zum Triebwerk gehörende Druckkammer innerhalb des Hohlraums vorgese­ hen. Vorrichtungen zum Antrieb und zur Steuerung des Luftschiffs be­ finden sich außerhalb des Hohlraums. In der Patentschrift Nr. 245 790 wird ein halbstarres Luftschiff, ebenfalls mit einem röhrenförmigen Luftschiffskörper, der sich an Heck und Bug spitz zulaufend, vorge­ schlagen. Etwa in Schiffsmitte ist eine Luftschraube vorgesehen, und im Bereich von Heck und Bug sind Teile der Ruderflächen innerhalb des Hohlraums angeordnet. Bei diesem Luftschiff ist der Hohlraum nicht düsenförmig ausgebildet, und innerhalb des Hohlraums ist keine Druck­ kammer vorgesehen. Schließlich ist in der amerikanischen Patent­ schrift Nr. 1,020,484 ein Luftschiff beschrieben, das ebenfalls einen zylinderförmigen, vom Bug bis zum Heck sich erstreckenden Hohlraum aufweist. In der Längsmittelachse dieses Luftschiffs befindet sich ein zentraler Druckstab, der das Luftschiff vom Bug bis zum Heck durchquert. Mehrere ringförmige Traggaszellen sind um diesen zentra­ len Druckstab herum angeordnet. Das aerodynamische Konzept einer Düse mit Druckkammer ist hier ebenfalls nicht offenbart.

Lenkbare Luftschiffe mit ihrer Leichter-als-Luft-Technik stellen eine faszinierende Alternative zu tragflächengestützten Luftfahrzeugen dar. Die Entwicklung der Luftschiffahrt war im ganzen gesehen sehr erfolgreich. Dies zeigt die große Zahl der gebauten Luftschiffe und ihre beeindruckenden Fahrleistungen. Weitaus die meisten Beschädigun­ gen und Zerstörungen der empfindlichen Luftschiffskörper traten in der Phase der Landung und des Aufstieges auf. Der Antrieb erfolgt über motorbetriebene Luftschrauben, die an auskragenden Konstruktion­ steilen, außerhalb des von der Hülle des Luftschiffs definierten Vo­ lumens, angebracht sind. Diese Art der Motoraufhängung erfordert in Fahrtrichtung stets eine paarweise Anordnung der Luftschrauben, da der Schub eines einzelnen Propellers ein Moment an der Längsmitte­ lachse des Luftschiffs erzeugt. Die Aufhängekonstruktion von meist mehreren Luftschrauben ist aufwendig, materialintensiv und erhöht zu­ dem den Luftwiderstand. Die Größe der Motoren und der Durchmesser der Luftschrauben sind, bedingt durch die Bauart, in ihren Ausmaßen be­ grenzt. Im Verhältnis zum Volumen des Luftschiffs erscheinen die Ab­ messungen der Luftschrauber eher klein. Das Leitwerk am Heck besteht aus drei oder vier Flossen, die von der Hülle des Luftschiffs abkra­ gen und Höhen- und Seitenruder aufnehmen. Eine aktuelle Entwicklung ist das von der CARGOLIFTER AG geplante Luftschiff zum Transport gro­ ßer Lasten. Es handelt sich dabei um eine halbstarre Konstruktion mit einem steifen, bügelförmigen Kiel und einer daran anschließenden Au­ ßenhülle. Form und Anordnung dieser bügelförmigen Versteifungskon­ struktion haben eine Abweichung von der optimalen aerodynamischen Form des Luftschiffskörpers zur Folge und erhöhen deshalb den Luftwi­ derstand. Der peripher angeordnete Bügel bewirkt außerdem eine Dis­ kontinuität in der Steifigkeit der Außenhaut, wodurch der Rissebil­ dung in der Hülle und der Gefahr von Undichtigkeiten in den Auf­ triebskammern Vorschub geleistet wird. Verglichen mit Flugzeugen sind Luftschiffe sehr langsame Luftfahrzeuge. Meist liegt die Fahrtge­ schwindigkeit unter 150 Stundenkilometern. Die Anordnung der Trieb­ werke auf der Außenseite des Schiffskörpers emittiert den von den Triebwerken ausgehenden Lärm in alle Richtungen. Zudem besteht immer eine Verletzungsgefahr beim Aufstieg und bei der Landung, die von den Propellern der Triebwerke ausgeht. Da sich die empfindlichsten Kon­ struktionsteile eines Luftschiffs auf der dem Boden zugewandten Seite befinden, ist es nicht möglich, dass das Luftschiff unmittelbar auf dem Boden oder im Wasser niedergeht. Aufstieg und Landung eines Luft­ schiffs an einem beliebigen Ort sind nicht möglich, da dass Luft­ schiff am Lande- bzw. Startplatz einen Ankermast benötigt und stets eine Bodenmannschaft für diese Manöver erforderlich ist.

Aufgabenstellung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Luftschiff anzugeben, dass bessere Fahrtleistungen aufweist und über eine neuartige Start- und Landetechnik verfügt. Der düsenförmige Luftschiffskörper bewirkt eine Beschleunigung, der das Luftschiff durchquerenden Luft relativ zur Fahrtgeschwindigkeit in einer oder mehreren zu Treibwerk (3) ge­ hörenden Druckkammern wird der Luftdruck erhöht und deshalb die An­ triebsleistung der Luftschrauben, Turbinenlaufräder und Ventilatoren erhöht. Zudem trägt ein gerichteter, kanalisierter Luftstrom zu einen erhöhten Wirkungsgrad der Antriebsaggregate bei. In den zum Triebwerk gehörende Druckkammern vorhandene Druckluft wird zur Bedienung von Luftstrahlrudern in ringförmigen Luftleitungen an Bug und Heck ge­ nutzt. Wahlweise herstellbarer Unterdruck in der Druckkammer wird zur Fixierung des Luftschiffs am Boden genutzt. Der düsenförmige Hohlkör­ per des Luftschiffs im Zusammenwirken mit einer oder mehreren Druck­ kammern des Triebwerks wirkt sich in folgenden Aspekten vorteilhaft auf die Konstruktion, den Betrieb und die Sicherheit eines Luft­ schiffs aus:

• - höhere Steifigkeit des Luftschiffskörpers,
• - Reduktion des Luftwiderstands durch Auflösung des Nachlaufwider­ stands,
• - erhöhter Wirkungsgrad der installierten Antriebsleistung,
• - höhere Fahrtgeschwindigkeiten,
• - bessere Manövrierfähigkeit,
• - höhere Sicherheit durch Ummantelung der Triebwerke,
• - Vereinfachung von Start- und Landetechnik,
• - beliebige Möglichkeit zur Landung auf dem Land und im Wasser,
• - Fahrbarkeit zu Lande und zu Wasser,
• - schneller Aufstieg in große Höhen durch Senkrechtstart,
• - Befahrbarkeit der Stratosphäre.

Zur Lösung dieser Aufgaben wird ein Luftschiff mit einem düsenförmi­ gen Hohlkörper vorgeschlagen, das einen von einem ringförmigen Bug bis zu einem ringförmigen Heck sich erstreckenden und zur Schiffsmit­ te hin sich verjüngenden Hohlraum umschließt, der im Bereich der ma­ ximalen Verjüngung - etwa in Schiffsmitte oder innerhalb der hinteren Hälfte des Luftschiffs - mindestens eine Druckkammer, die zu einem neuartigen Luftstrahltriebwerk gehört, aufweist. Die Gliederung des aerodynamisch profilierten Windkanals in drei Abschnitte mit einer trichterförmigen Lufteinströmöffnung, an die sich mindestens eine zum Triebwerk gehörende Druckkammer anschließt, und einem trichterförmi­ gen Entspannungsraum am Heck ermöglicht durch die aerodynamische Pro­ filierung die Beeinflussung von Geschwindigkeit und Druck der das Luftschiff durchquerenden Luft. Dem Triebwerk wird über die an den Bugring anschließende, trichterförmige Lufteinströmöffnung eine große Luftmenge zugeführt, wobei im ersten Abschnitt die Luftgeschwindig­ keit erhöht und der Luftdruck reduziert wird. Beim Auftreffen auf den ersten Propeller staut sich die Luft, - der Luftdruck erhöht sich schlagartig. Zwei hintereinander angeordnete, gegensinnig drehende Luftschrauben beschleunigen die verdichtete Luftmasse und stoßen sie in den anschließenden Entspannungsraum aus. Der Wirkungsgrad eines derartigen, ummantelnden Propellertriebwerks, das mit vorgespannter Luft arbeitet, ist einer konventionellen Luftschraube deutlich über­ legen. Einen vollkommen neuartigen Antrieb stellt ein Luftstrahl­ triebwerk dar, das aus mehreren unmittelbar hintereinander angeordne­ ten Turbinen, die untereinander Druckkammern bilden, die den Luft­ strom im Windkanal auf etwa doppelte Fahrtgeschwindigkeit beschleuni­ gen und über eine Luftstrahldüse nach hinten ausstoßen.

Eine weitere Antriebsmöglichkeit für das Luftschiff besteht darin, unterschiedliche Triebwerke miteinander zu kombinieren. Dabei können Propellertriebwerke den nötigen Schub zur Aktivierung eines thermody­ namischen Strahlrohrs erzeugen. Dieses Strahlrohr besteht aus einem sich kontinuierlich verjüngenden Teilabschnitt des Windkanals, einer Brennkammer und einer Düse, über die die Luft und die Verbrennungsga­ se nach hinten ausgestoßen werden. Der Vorteil eines derartigen Stau­ strahltriebwerks liegt darin, dass es weitgehend ohne bewegliche Tei­ le auskommt. Schließlich können ein oder mehrere Düsenstrahltriebwer­ ke innerhalb des Windkanals angeordnet werden.

Der beste Wirkungsgrad hinsichtlich der eingesetzten Energie und der daraus gewonnenen Schubkraft wird jedoch durch große Luftschrauben, die einen Durchmesser von bis zu 25 m haben können und die den Luft­ strom im Windkanal nur mäßig verdichten und beschleunigen, erzielt.

Bei allen vorgeschlagenen Triebwerksvarianten werden die lärmerzeu­ genden Bauteile durch das umgebende Luftschiff abgeschirmt. Die ge­ kammerte Bauweise sorgt für größtmögliche Betriebssicherheit. Der Windkanal besitzt am Bug eine trichterförmige Lufteinströmöffnung und am Heck einen trichterförmigen Entspannungsraum. Die Anbringung von Teilen des Leitwerks in diesen Bereichen erscheint besonders vor­ teilhaft. So wird z. B. vorgeschlagen, innerhalb der Lufteinströmöff­ nung am Bug eine oder mehrere zweiseitig gelagerte, horizontale, ae­ rodynamisch geformte Flossen mit einem beweglichen Höhenruder vorzu­ sehen. Der trichterförmige Entspannungsraum am Heck eignet sich her­ vorragend zur Anbringung aerodynamisch geformter Flossen in kreuzför­ miger Anordnung, die bewegliche Höhen- und Seitenruder aufnehmen. Ei­ ne besonders vorteilhafte Ausführungsform des Heckleitwerks sieht vor, mindestens drei untereinander starr verbundene und in einem Win­ kel angeordnete Ruderflächen bezüglich der Längs-, Quer- und Hochach­ se des Luftschiffs innerhalb des Entspannungsraums frei drehbar zu lagern, so dass der nach hinten austretende Luftstrom gelenkt werden kann und das Luftschiff damit über eine Schubvektorsteuerung verfügt. Am Heck des Schiffskörpers angebrachte Flossen, zur Aufnahme zusätz­ licher Höhen- und Seitenruder dienen der Stabilisierung des Luft­ schiffs im Stillstand oder bei geringen Fahrtgeschwindigkeiten. Er­ findungsgemäße größere Luftschiffe sind im Bereich des ringförmigen Bug- und Heckwulstes mit zusätzlichen Luftstrahlrudern ausgestattet, die bezüglich der Längsmittelachse senkrecht angeordnet sind und die Manövrierfähigkeit des Luftschiffs im Stillstand gewährleisten.

Die in Anspruch 1 genannte Druckkammer ermöglicht eine neuartige Start- und Landetechnik für erfindungsgemäße Luftschiffe. An der Luftschiffsunterseite ist ein aufblasbarer Schlauch vorgesehen, mit dem sich das Luftschiff auf dem Untergrund abstützt. Dieser Druck­ schlauch umgibt ein Luftkissen zwischen der Luftschiffsunterseite und der Aufstandsfläche. Beim Start kann ein Teil der Druckluft aus der Druckkammer zu diesem Luftkissen abgeleitet werden, so dass sich das Luftschiff auf einem Luftkissen abstützt. Für die temporäre Fixierung am Landeplatz kann mittels der Druckkammer auch ein Unterdruck an dem Luftkissen erzeugt werden, so dass sich das Luftschiff an der Auf­ standsfläche festsaugen kann. Bei Zwischenlandungen - für die Aufnah­ me von Passagieren oder Fracht - ist diese neuartige Landetechnik von großem Vorteil, da sich das Luftschiff ohne den Einsatz einer Boden­ mannschaft oder spezieller Landevorkehrungen mittels Unterdruck selbst am Untergrund verankern kann.

Aerodynamik

Ein hohl ausgebildeter Luftschiffskörper hat zunächst in Fahrtrich­ tung eine geringere Anströmfläche als ein voll ausgebildeter Luft­ schiffskörper. Der auf den Bug auftreffende Luftstrom wird an dem ringförmigen Bugwulst geteilt, wobei ein Teil der Luft das Luftschiff von außen umströmt und ein weiterer Teil den Luftschiffskörper von innen durchströmt. Die dem Windkanal zugewandte Seite und die Außen­ seite des Luftschiffs weist eine aerodynamische Profilierung auf. Zu­ nächst erhöht sich der Reibungswiderstand des Luftschiffs durch die etwa um 20-30% erhöhte Oberfläche, die der Hohlkörper mit sich bringt. Bei einem Luftschiff, bei dem das Triebwerk in der hinteren Hälfte angeordnet ist und das ein Streckungsverhältnis von 1 : 3 bis 1 : 4 aufweist, kann im Idealfall der Nachlaufwiderstand auf Null ge­ senkt werden. Dadurch wird der Gesamtluftwiderstand gegenüber her­ kömmlichen Lösungen drastisch gesenkt wird. Strahlruderflächen im Ab­ strom der Luftschraube sind sehr wirkungsvoll, wenn der abgelenkte Propellerstrahl unmittelbar stromab der Ruder ins Freie austritt. Bei dieser Anordnung befindet sich das Triebwerk im Heck des Luftschiffs.

Herkömmliche Luftschiffe befahren die Atmosphäre und steigen selten höher als 1.000 m auf. Gelingt es, den Aktionsradius eines Luft­ schiffs bis in die Stratosphäre auszudehnen, ergeben sich neue Mög­ lichkeiten bezüglich der aktiven Fahrleistung, aber auch bezüglich der passiven Ausnutzung der Luftströme in großer Höhe. Die trichter­ förmige Lufteinströmöffnung eines erfindungsgemäßen Luftschiffs wirkt als Verdichter, der in großer Höhe dünnen Luft. Deswegen kann ein er­ findungsgemäßes Luftschiff noch in großer Höhe mit konventionellen Triebwerken angetrieben werden. In der Stratosphäre kann aber auch das Rückstoßprinzip eines Staustrahltriebwerke genutzt werden, bei dem die heißen Verbrennungsgase nach hinten ausgestoßen werden. Eine besonders Ausführungsform sieht den Senkrechtstart eines Luftschiffs­ vor. Beim Aufstieg in große Höhen kann zusätzlich zu dem durch Was­ serstoff oder Helium erzeugten Auftrieb, der von den Triebwerken er­ zeugte Schub genutzt werden. Nach Erreichen der gewünschten Flughöhe schwenkt das Luftschiff in die Horizontale. Da der Luftwiderstand mit zunehmender Höhe abnimmt, erreicht ein Stratosphärenluftschiff eine höhere Fahrtgeschwindigkeit.

Konstruktion

Die Erfindung bezieht sich auf pneumatisch gestützte Luftschiffe, auf halbstarre und starre Luftschiffe. Für die Konstruktion des hohlen Luftschiffkörpers werden im Rahmen der Erfindung unterschiedliche Vorschläge gemacht, die im folgenden näher erläutert werden:
Ein hohlkörperförmiger Pneu dessen Hülle einen Windkanal umschließt ist deutlich stabiler als ein voller Pneu, der diese zusätzliche Stützfläche nicht besitzt. Bereits bei dieser einfachen Ausführungs­ variante, zeigen sich die strukturellen Vorteile des düsenförmigen Hohlkörpers mit zweiachsig gekrümmten Oberflächen. Ein erfindungsge­ mäßes Luftschiff in seiner einfachsten Ausführungsform besteht des­ halb aus einer einzigen Traggaszelle, deren Formstabilität durch Überdruck hergestellt wird. Eine ausschließlich pneumatisch gestützte Hüllkonstruktion ist aber unter dem Aspekt der Stabilität des Luft­ schiffskörpers eher ungünstig. Eine Konstruktion, bei der ein wulst­ förmiger starrer Ring am Bug und Heck durch einen Druckstab, der ent­ lang der Längsmittelachse des Luftschiffs verläuft, verbunden ist, ermöglicht es, dem Luftschiff eine höhere Stabilität und eine ge­ strecktere Form und deshalb auch eine bessere Aerodynamik zu geben. Mit Hilfe dieses Druckstabes kann die Innen- und Außenhülle des Luft­ schiffes konstruktiv vorgespannt werden, so dass die Form des Luft­ schiffskörpers von der konstruktiven Vorspannung und dem pneumati­ schen Überdruck bestimmt wird. Mit zunehmender Größe des Luftschiffes kann dieses außerhalb des Luftschiffkörpers und innerhalb des Windka­ nals liegende Tragwerk, dessen Haupttragelement aus einem zentralen Druckstab mit dazu quer angeordneten Ringträgern besteht, durch längs angeordnete Spannglieder, die die Ringträger in radialer Anordnung umfangseitig untereinander verbinden, versteift werden. Eine beson­ ders günstige Variante stellt ein membranverspannter Druckstab dar, bei dem die dem Windkanal zugewandte Seite der Luftschiffhülle aus einer konstruktiv vorgespannten Membrane besteht, auf die sich eine oder mehrere pneumatisch gestützte Traggaszellen abstützen.

Der steife Teil eines halbstarren Luftschiffhohlkörpers besteht aus einer den Windkanal umgebenden Röhre, mit einer trichterförmig erwei­ terten Lufteinströmöffnung und mit einem trichterförmig erweiterten Entspannungsraum am Heck, die ein erfindungsgemäßes Luftschiff ent­ lang seiner Längsmittelachse oder parallel zu dieser Achse durch­ schneidet. Diese Röhre ist entweder als eine leichte Schalenkonstruk­ tion - gegebenenfalls mit längs oder quer angeordneten Versteifungs­ rippen - aus glasfaserverstärkten Sandwichelementen mit Wabenkern, oder aus einer einlagigen Fachwerkkonstruktion mit Füllelementen auf­ gebaut. Bei einem halbstarren Luftschiff wird die gesamte Außenhülle von einer oder mehreren das zentrale Rohr umgebenden Traggaszellen gestützt. Die Stabilisierung der Außenhülle erfolgt durch Überdruck zwischen den Traggaszellen und der Außenhülle. Die Länge eines her­ kömmlichen Prallluftschiffes ist etwa auf 60 m begrenzt. Ein Prall­ luftschiff jedoch mit einem starren in Schiffslängsrichtung angeord­ neten Rohr kann länger und schlanker gebaut werden, so dass eine höhe­ re Traglast und bessere Fahreigenschaften möglich sind.

Für weiter verbesserte Fahrleistungen bei Luftschiffen ab 60 m Länge empfiehlt es sich Außen- und Innenhülle starr auszubilden. In diesem Fall dient die den Windkanal umgebende Fachwerkröhre als gemeinsamer Gurtstab mehrerer in radialer Anordnung unter- bzw. überspannten Trä­ ger. Bei einer entsprechenden Krümmung der Außenfläche des Luft­ schiffkörpers können diese unterspannten, fischbauchförmigen Träger ohne zusätzliche aussteifende Verbände ausgebildet werden. Zeigt die Außenhaut eine flache Krümmung, wird der unterspannte Träger mit aus­ steifenden Verbänden versehen und teilt das Luftschiff in mindestens drei in Längsrichtung angeordnete Sektoren. Eine besonders leichte, weitgehend zugbeanspruchte Konstruktion besteht aus quer zu dem zen­ tralen Rohr angeordneten Druckringen, die in Längs- und Querrichtung durch eine Vielzahl von Seilen gehalten werden. Bei einem mehr als 200 m langen Luftschiffkörper wird der Windkanal von einer zweischali­ gen Rohrkonstruktion in Leichtbauweise umgeben. Eine Fachwerkröhre, die den Bug- und Heckring mit einander verbindet und mehrere parallel zur Längsmittelachse des Luftschiffes angeordnete Druckstäbe umfasst, ist das primäre Tragelement eines sehr leichten und steifen Tragwer­ kes für einen erfindungsgemäßes Luftschiff. Dabei wird jeder der in Schiffslängsrichtung angeordneten Druckstäbe sowohl auf seiner dem Windkanal zugewandten Seite, als auch auf der nach außen gewandten Seite unter- bzw. überspannt. Das in Längs- und Querrichtung ver­ spannte Fachwerkrohr erzeugt die Außenkontur eines düsenförmigen Hohlkörpers. Eine in Längs- und Querrichtung vorgespannte, textile Hülle umgibt das Luftschiff allseitig. Für Fahrtgeschwindigkeiten größer als 200 Stundenkilometer ist eine steife Hüllkonstruktion aus GFK-Sandwichelementen oder aus Aluminium-Sandwichelementen vorgese­ hen.

Die größte Tragfähigkeit und die höchste Steifigkeit wird mit einer Konstruktion erzielt, bei der sowohl die dem Windkanal zugewandte, als auch die Außenseite des Luftschiffkörpers jeweils von einer ein­ lagigen Gitterschale aus zug- und druckbeanspruchten Stäben gebildet wird. Verbindet man beide Schalen durch in Längsrichtung angeordnete Fachwerkträger, erhält man eine Rohr-im-Rohr-Konstruktion, die leicht ist und höchsten Anforderungen an die Steifigkeit genügt.

Schließlich kann ein im Windkanal angeordnetes Tragwerk, das aus ei­ nem koaxial zur Längsmittelachse angeordnetem Rohr und radial ange­ ordneten Kragarmen besteht mit dem umgebenden Luftschiffskörper ver­ bunden werden. Dadurch entsteht eine konzentrisch aufgebaute mehr­ schalige Rohrkonstruktion, die sich durch eine besonders große Stei­ figkeit auszeichnet.

Als Materialien für die Konstruktion erfindungsgemäßer Luftschiffe bieten sich filigrane Leichtbauträger aus hochfestem Aluminium, glas­ faserverstärkte Rundhohlprofilen mit einer Schaumfüllung sowie flä­ chenförmige Bauteile aus GBK-Sandwichelementen oder Leichtbauverbund­ konstruktionen aus Kunststoff und Metall an. Die einzelnen Traggas­ zellen erhalten eine Hülle aus einer besonders dicht gewebten Seide und die Außenhülle kann aus einer glasfaserverstärkten mehrschichti­ gen, hoch zugfesten Membrane bestehen, die über die starre Tragkon­ struktion gespannt wird. Die Anordnung aller wesentlichen Komponenten des Luftschiffes im Bereich des zentralen Windkanals erlaubt die Aus­ bildung idealtypischer Tragstrukturformen für Schiffskörper, die sich gegenüber herkömmlichen Lösungen durch ein geringeres Gewicht, höhere Steifigkeit des Luftschiffskörpers und eine größere Sicherheit für die Besatzung und die Passagiere auszeichnen. Großluftschiffe mit ei­ nem Durchmesser von 60 m und mehr und einer Länge bis zu 300 m können mit denen im Rahmen der Erfindung offenbarten Tragstrukturen wirt­ schaftlich hergestellt werden. Derartige Luftschiffe verfügen über ein Traggasvolumen, das fantastische Möglichkeiten für Passagierluft­ schiffe und Frachter eröffnet. Die Aufnahme von Nutzlasten von 200-300 Tonnen ist vorstellbar.

Die im Rahmen der Erfindung dargestellten Konstruktionsvorschläge zur verbessern die Steifigkeit des Luftschiffskörpers. Bei einem pneuma­ tisch gestützten Luftschiffskörper wird dies durch die Zweischalig­ keit des Pneus erreicht. Bei einem Luftschiff mit einem außen liegen­ den, innerhalb des Windkanals liegenden Tragwerkes, ist ein vom Bug bis zum Heck sich erstreckender zentraler Druckstab vorhanden, der durch unterschiedliche Verspannungen stabilisiert wird. Bei einem er­ findungsgemäßen Luftschiff mit einem innen liegenden Tragwerk wird der Windkanal von einem als Schalenkonstruktion aufgebauten oder auch von einer als Fachwerkröhre ausgebildeten Rohrkonstruktion umschlos­ sen, die ein vom Bug bis zum Heck sich erstreckende Röhre bildet. Schließlich können der wulstförmige Bugring und der wulstförmige Heckring durch ein Fachwerkrohr untereinander verbunden werden. Dabei wird jeder parallel zur Längsmittelachse des Luftschiffes angeordnete Druckstab durch eine dem Windkanal zugewandte Unterspannung und eine nach außen gerichtete Überspannung verspannt. Auf diese Weise wird die aerodynamisch geformte Außenkontur des düsenförmigen Luftschiffs­ körpers ausschließlich über ein Netz aus zugbeanspruchten Tragglie­ dern aufgebaut. Das Tragwerk mit der größtmöglichen Steifigkeit ist eine doppelwandige Fachwerkröhre, bei der der Windkanal von einer Fachwerkröhre und die Außenfläche des Luftschiffskörper ebenfalls von einer Fachwerkröhre gebildet werden. Verbindet man beide Röhren durch längs angeordnete Fachwerkscheiben oder Verspannungen entsteht eine biege- und torsionssteife doppelwandige Röhrenkonstruktion, die den bei höheren Fahrtgeschwindigkeiten auftretenden dynamischen Beanspru­ chungen standhält. Für die Einleitung einer punktuell am Luftschiffs­ körper angreifenden großen Einzellast wird vorgeschlagen, die den Windkanal umgebende Fachwerkröhre durch im Querschnitt A-förmige Böc­ ke abzustützen. Längs angeordnete Gurtungen und Böden in diesem Be­ reich bilden eine steife Zelle zur Aufnahmen der Einzellast.

Vorkehrungen für den Aufstieg und die Landung

Die Gefahr von Beschädigungen oder Havarien ist für ein Luftschiff in der Phase des Aufstieges und bei der Landung und auch während des Aufenthaltes am Boden besonders groß. Kehrt das Luftschiff nicht an seinen Heimathafen zurück, wo es in eine Halle einfahren kann, ist es auf Ankerplätze mit Ankermasten angewiesen. Zahlreiche Luftschiffe wurden durch Stürme und Unwetter am Ankermast zerstört. Im Rahmen der Erfindung wird deshalb vorgeschlagen, dass ein Luftschiff immer di­ rekt auf den Boden bzw. auf das Wasser abgesetzt wird. Dies ist des­ halb möglich, weil alle empfindlichen Konstruktionsteile im Bereich des Windkanals angeordnet sind, und weil das Luftschiff an seiner dem Boden zugewandten Seite pneumatische Kufen besitzt. Ein erfindungsge­ mäßes Luftschiff mit einer pneumatisch gestützten Außenhülle ist mit einer Aufstandsfläche, die von aufblasbaren Luftkissen gebildet wird, ausgestattet, so dass es sich ohne Gefahr von Beschädigungen direkt auf den Boden abstützen kann. Die Traggaszellen und die elastische Verformbarkeit eines pneumatisch gestützten Luftschiffkörpers kann als Stoßdämpfer benutzt werden. Bei einer Zwischenlandung soll die Landung und der Wiederaufstieg innerhalb einer kurzen Zeitspanne er­ folgen. Dazu ist es notwendig, dass das Luftschiff möglichst ohne das Ablassen von Traggas den Landeplatz erreicht. Das fahrende Luftschiff kann mit der von den Propellern erzeugten Schubkraft über dynamisch erzeugte auf- und abtreibende Kräfte an den Ruderflächen abtauchen. Im Stillstand über dem Landeplatz werden die Antriebspro­ peller so geschwenkt, dass die das Luftschiff zum Boden ziehen. Grö­ ßere erfindungsgemäße Luftschiffe verfügen über Strahltriebwerke am Bug und Heck, die ebenfalls in der Lage sind eine symmetrische, zum Boden gerichtete Schubkraft zu erzeugen. Wasserbecken an Landeplätzen ermöglichen die Aufnahme von Wasserballast bereits bei der Landean­ fahrt mit einem Saugrüssel. Sobald das Luftschiff am Boden aufsteht, wird es dort vertäut und verankert und nimmt Ballast auf. Ein auf diese Weise geparktes Luftschiff ist wesentlich weniger anfällig ge­ genüber Wind und Unwetter.

Die Erfindung wird anhand von verschiedenen, in den Zeichnungen sche­ matisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1a ein erfindungsgemäßes Luftschiff im schematischen Längs­ schnitt.

Fig. 1b ein erfindungsgemäßes Luftschiff im schematischen Längs­ schnitt.

Fig. 1c ein erfindungsgemäßes Luftschiff im schematischen Längs­ schnitt.

Fig. 1d ein erfindungsgemäßes Luftschiff mit kreisringförmigem Querschnitt im Querschnitt.

Fig. 1e ein erfindungsgemäßes Luftschiff mit ellipsenförmigem Quer­ schnitt im schematischen Querschnitt.

Fig. 1f ein erfindungsgemäßes Luftschiff mit freiem Querschnitt.

Fig. 2a einen erfindungsgemäßen, düsenförmigen Luftschiffskörper als isometrisches Drahtmodell.

Fig. 2b ein erfindungsgemäßes, starres Luftschiff mit Luftstrahl­ triebwerk im isometrischen Längsschnitt.

Fig. 3a ein erfindungsgemäßes, starres Luftschiff mit Luftstrahl­ triebwerk im Längsschnitt.

Fig. 3b ein erfindungsgemäßes, starres Luftschiff mit Luftstrahl­ triebwerk im Querschnitt.

Fig. 3c ein erfindungsgemäßes starres Luftschiff auf einer Wasser­ fläche in der perspektivischen Ansicht.

Fig. 4a die vordere Hälfte eines erfindungsgemäßen, starren Luft­ schiffs mit Luftstrahlantrieb in isometrischer Abwicklung.

Fig. 4b die hintere Hälfte eines erfindungsgemäßen, starren Luft­ schiffs mit Luftstrahlantrieb in isometrischer Abwicklung.

Fig. 5a die vordere Hälfte eines erfindungsgemäßen, starren Luft­ schiffs mit Luftstrahlantrieb in isometrischer Abwicklung.

Fig. 5b die hintere Hälfte eines erfindungsgemäßen, starren Luft­ schiffs mit Luftstrahlantrieb in isometrischer Abwicklung.

Fig. 6a einen erfindungsgemäßen, düsenförmigen Luftschiffskörper als isometrisches Drahtmodell.

Fig. 6b ein Segment der Tragstruktur eines erfindungsgemäßen, star­ ren Luftschiffes in isometrischer Übersicht.

Fig. 7a ein Segment der Tragstruktur eines erfindungsgemäßen, star­ ren Luftschiffes in der isometrischen Übersicht.

Fig. 7b ein Segment der Tragstruktur eines erfindungsgemäßen, star­ ren Luftschiffes in der isometrischen Übersicht.

Fig. 7c ein Segment der Tragstruktur eines erfindungsgemäßen, star­ ren Luftschiffes als isometrische Übersicht.

Fig. 8a ein erfindungsgemäßes, halbstarres Luftschiff mit einem elektrisch betriebenen Luftstrahltriebwerk in Schiffsmitte im Längsschnitt.

Fig. 8b ein erfindungsgemäßes, halbstarres Luftschiff mit einem elektrisch betriebenen Luftstrahltriebwerk in Schiffsmitte in der Frontansicht.

Fig. 8c ein erfindungsgemäßes, halbstarres Luftschiff mit einem elektrisch betriebenen Luftstrahltriebwerk in Schiffsmitte in der Heckansicht.

Fig. 9a ein erfindungsgemäßes, halbstarres Luftschiff mit einem elektrisch betriebenen Luftstrahltriebwerk im Heck im Längsschnitt.

Fig. 9b ein erfindungsgemäßes, halbstarres Luftschiff mit einem elektrisch betriebenen Luftstrahltriebwerk im Heck in der Frontansicht.

Fig. 9c ein erfindungsgemäßes, halbstarres Luftschiff mit einem elektrisch betriebenen Luftstrahltriebwerk im Heck in der Heckansicht.

Fig. 10a ein erfindungsgemäßes, halbstarres Ein-Personen-Luftschiff im Längsschnitt.

Fig. 10b das erfindungsgemäße, halbstarre Luftschiff nach der Fig. 10a in der Frontansicht.

Fig. 10c das erfindungsgemäße halbstarre Luftschiff nach der Fig. 10a in der Heckansicht.

Fig. 11a ein erfindungsgemäß, starres Luftschiff mit einem zentralen Fahrgastraum im vertikalen Längsschnitt.

Fig. 11b das erfindungsgemäße, starre Luftschiff nach Fig. 11a in der Frontansicht.

Fig. 11c das erfindungsgemäße, starre Luftschiff nach Fig. 11a im Querschnitt.

Fig. 11d das erfindungsgemäße, starre Luftschiff nach Fig. 11a in der Heckansicht.

Fig. 12a ein erfindungsgemäßes, halbstarres Personenluftschiff mit einer Gondel am Bug im vertikalen Längsschnitt.

Fig. 12b das erfindungsgemäße, halbstarre Luftschiff nach Fig. 12a in der Frontansicht.

Fig. 12b das erfindungsgemäße, halbstarre Luftschiff nach Fig. 12a in der Heckansicht.

Fig. 13a ein erfindungsgemäßes, halbstarres Luftschiff mit einem be­ gehbaren Windkanal im vertikalen Längsschnitt.

Fig. 13b das erfindungsgemäße, halbstarre Luftschiff nach Fig. 13a im schematischen Querschnitt.

Fig. 14a ein erfindungsgemäßes, senkrecht startendes Frachtluft­ schiff im schematischen Längsschnitt.

Fig. 14b das erfindungsgemäße Luftschiff nach Fig. 14a in der Heck­ ansicht.

Fig. 15a ein erfindungsgemäßes, halbstarres Luftschiff zum Transport großer Lasten im Längsschnitt.

Fig. 15b das erfindungsgemäße, halbstarres Luftschiff nach Fig. 15a im Querschnitt.

Fig. 16a ein erfindungsgemäßes, halbstarres Passagierluftschiff im vertikalen Längsschnitt.

Fig. 16b das erfindungsgemäßes, halbstarres Passagierluftschiff nach Fig. 16a im schematischen Querschnitt.

Fig. 16c den vertikalen Detailschnitt durch eine pneumatische Kufe des Passagierluftschiffs nach Fig. 16a.

Fig. 17a ein erfindungsgemäßes, starres Passagierluftschiff mit Luftstrahlantrieb im vertikalen Längsschnitt.

Fig. 17b den schematischen Grundriss der Fahrgastgondel des starren Luftschiffs nach Fig. 17a.

Fig. 17c den horizontalen Längsschnitt des starren Luftschiffs nach Fig. 17a.

Fig. 17d den Querschnitt des starren Luftschiffs nach Fig. 17a.

Fig. 17e zeigt ein doppelwandiges Rohr in Zellenbauweise, das den Windkanal eines erfindungsgemäßen starren Luftschiffs nach Fig. 17a umgibt.

Fig. 17f das starre Luftschiff nach Fig. 17a in der Ansicht von vor­ ne.

Fig. 18a ein erfindungsgemäßes, starres Luftschiff mit Düsenstrahl­ antrieb in der Ansicht.

Fig. 18b das erfindungsgemäße, starre Luftschiff nach Fig. 19a mit eingezogenem Fahrgastraum im vertikalen Längsschnitt.

Fig. 18c das erfindungsgemäße, starre Luftschiff nach Fig. 19a mit ausgefahrenem Fahrgastraum im vertikalen Längsschnitt.

Fig. 18d das erfindungsgemäße, starre Luftschiff nach Fig. 19a in der Ansicht von vorne.

Fig. 18e das erfindungsgemäße, starre Luftschiff nach Fig. 19a im schematischen Querschnitt.

Fig. 18f das erfindungsgemäße, starre Luftschiff nach Fig. 19a in der Ansicht von hinten.

In den Figuren sind pneumatisch gestützte, halbstarre und starre Luftschiffe, mit einem düsenförmigen Hohlkörper, der eine zum Trieb­ werk gehörende Druckkammer ummantelt, dargestellt.

Fig. 1a zeigt ein Luftschiff, dessen Schiffskörper als düsenförmiger Hohlkörper (1) ausgebildet ist, und einen vom Bug (10) bis zum Heck (11) sich erstreckenden aerodynamisch geformten Windkanal (2) um­ schließt, im schematischen Längsschnitt. An der engsten Stelle des düsenförmigen Hohlkörpers befindet sich das Triebwerk (3).

Fig. 1b zeigt ein Luftschiff, dessen Schiffskörper als düsenförmiger Hohlkörper (1) ausgebildet ist, und einen vom Bug (10) bis zum Heck (11) sich erstreckenden aerodynamisch geformten Windkanal (2) um­ schließt, im schematischen Längsschnitt. Die engste stelle des düsen­ förmigen Hohlkörpers befindet sich im hinteren Hälfte des Luft­ schiffs. Das Triebwerk (3) zeigt 2 in Fahrtrichtung hintereinander liegende Druckkammern (33).

Fig. 1c zeigt ein Luftschiff, nach Fig. 1b. Das Triebwerk (3) besitzt hier drei parallel zur Fahrtrichtung angeordnete Druckkammern (33).

Fig. 1d zeigt ein Luftschiff mit einem kreisringförmigen düsenförmi­ gen Hohlkörper im Querschnitt.

Fig. 1e zeigt ein Luftschiff mit einem ellipsenförmigen düsenförmigen Hohlkörper im Querschnitt. Hier sind zwei parallel nebeneinander an­ geordnete Druckkammern (33) erkennbar.

Fig. 1f zeigt ein Luftschiff mit einem frei geformten, düsenförmigen Hohlkörper (17) im Querschnitt.

Fig. 2 zeigt ein starres Luftschiff, dessen düsenförmiger Hohlkörper (1) einen aerodynamischen Windkanal (2) umschließt.

Fig. 2a zeigt ein drahtgitterartiges Volumenmodell des düsenförmigen Hohlkörpers (1), in der isometrischen Übersicht.

Fig. 2b zeigt einen isometrischen Längsschnitt, mit einem innen lie­ genden Tragwerk (6) und einer starren Innenhülle (92) und einer star­ ren Außenhülle (93). An der engsten Stelle des aerodynamisch geform­ ten Windkanals (2) wird von einer Venturidüse (36) mit vier hinter­ einander geschaltete Ventilatoren (32), die drei Druckkammern (33) einschließen. Die Ventilatoren (32) und die Druckkammern(33) bewirken einen Luftstrahlantrieb, der die Luft im Windkanal auf etwa doppelte Fahrtgeschwindigkeit beschleunigt und in den hinteren Entspannungs­ raum (21) ausstößt. In dem Windkanal (2) ist eine vordere Flosse mit Höhenruder (40) mit vier parallel montierten Propellertriebwerken (30) montiert. Im Bereich des Entspannungsraums (21) am Heck befindet sich eine Rudereinrichtung mit Höhenruder (41) und Seitenruder (42). Das Luftschiff hat eine Länge von 240 m, einen Durchmesser von 57 m und verfügt über ein Traggasvolumen von 410 000 m³.

Fig. 3 zeigt das starre Luftschiff nach Fig. 2. Dabei zeigt Fig. 3a einen schematischen vertikalen Längsschnitt, Fig. 3b einen Quer­ schnitt und Fig. 3c eine perspektivische Ansicht eines gewasserten Luftschiffs. Längs- und Querschnitt zeigen ein innen liegendes Trag­ werk (6), das aus 12 radial angeordneten inneren Druckstäben besteht, die untereinander verbunden sind und ein inneres Fachwerkrohr (60) bilden. Jeder Druckstab der Fachwerkröhre (60) ist nach innen und nach außen hin unter- bzw. überspannt, so dass eine aerodynamische Profilierung (22) des düsenförmigen Hohlkörpers (1) entsteht. Das Triebwerk (3)entspricht dem in Fig. 2 dargestellten Vorschlag.

Fig. 4a und Fig. 4b zeigen das in Fig. 2 und in Fig. 3 dargestellte Luftschiff, jeweils als isometrische Abwicklung. Dabei zeigt Fig. 4a die vordere Hälfte des Luftschiffes und Fig. 4b die hintere Hälfte des Luftschiffs. In Fig. 4a ist der ringförmige Bugwulst (10) und ei­ ne horizontale Flosse (40) mit Höhenruder im Windkanal erkennbar. Auf dieser Flosse (40) sind vier Propellertriebwerke mit Verbrennungsmo­ toren (30) angebracht. Das innenliegende Tragwerk (6) mit einem inne­ ren Fachwerkrohr (60) aus 12 Stäben ist erkennbar, ebenso wie die beidseitige Unter- und Überspannung der Fachwerkröhre (60). Das Heck des Luftschiffs zeigt zwei von insgesamt vier außen liegenden Stabi­ lisierungsflossen (46). Der aufgeschnittene aerodynamisch geformte Windkanal (2) zeigt an seiner engsten Stelle vier Ventilatoren (32) mit dazwischen geschalteten Druckkammern (33), die einen Luftstrahl­ antrieb erzeugen.

Fig. 5 zeigt ebenfalls das in den Fig. 2, 3 und 4 beschrieben Luft­ schiff in Ausschnitten als isometrische Abwicklung. Dabei zeigt Fig. 5a die vordere Hälfte des Luftschiffs und Fig. 5b den hinteren Teil.

Fig. 5a zeigt einen ringförmigen Bugwulst (10) und eine starre Außen­ hülle (93) und eine starre Innenhülle (92) des düsenförmigen Hohlkör­ pers (1).

Fig. 5b zeigt das Heck des Luftschiffs mit einem ringförmigen Heck­ wulst (11) und eine in den Windkanal integrierte Rudereinrichtung mit Höhenruder (41) und Seitenruder (42). Vier außen liegende Stabilisie­ rungsflossen (46) sorgen für die nötige Fahrtstabilität. Der düsen­ förmige Luftschiffskörper (1) umschließt einen aerodynamisch geform­ ten Windkanal (2) und ermöglicht zusammen mit den Ventilatoren (32)mit in Fahrtrichtung hintereinander geschalteten Druckkammern (33), der das Luftschiff nach dem Rückstoßprinzip beschleunigt.

Fig. 6 zeigt ein Luftschiff in isometrischen Übersichtszeichnungen. Dabei zeigt Fig. 6a das Volumenmodell eines düsenförmigen Hohlkörpers (1), der einen aerodynamisch geformten Windkanal (2) umschließt.

Fig. 6b zeigt einen Konstruktionsvorschlag für den Luftschiffskörper nach Fig. 6a. Das Tragwerk besteht aus einem inneren Fachwerkrohr (60) und einem äußeren Fachwerkrohr (61). Beide Fachwerkrohre sind durch radial angeordnete Fachwerkscheiben (62) miteinander verbunden und bilden ein sehr steifes, doppelwandiges Röhrentragwerk, wobei die Fachwerkscheiben (62) in Längsrichtung verlaufende Kammern bilden. Fig. 6b zeigt eines von insgesamt 12 Tragwerksegmenten.

In Fig. 7 sind weitere Konstruktionsvorschläge für Luftschiffe mit einem düsenförmigen Hohlkörper (1) dargestellt. Dabei zeigt Fig. 7a ein innen liegendes Tragwerk (6), wobei der Windkanal (2) von einer Schalenkonstruktion mit versteifenden Rippen (63), umschlossen wird. Mindestens drei in Schiffslängsrichtung angeordnete unterspannte Trä­ ger mit aussteifenden Verbänden (64) stützen sich auf die Schalenkon­ struktion (63) ab und bilden zusammen mit drucksteifen Ringen (65) das Volumen des Hohlkörpers (1). Die Steifigkeit der Konstruktion nimmt mit der Zahl der unterspannten Träger mit aussteifenden Verbän­ den (64) zu. Entsprechend der vorgeschlagenen Bauweise ist die Zahl der längs angeordneten unterspannten Träger nach oben offen.

Fig. 7b zeigt ebenfalls ein innen liegendes Tragwerk (6) mit einer den Windkanal (2) umschließenden Schalenkonstruktion (63). Anstelle der in Fig. 6a gezeigten aussteifenden Verbände (64) werden hier min­ destens drei unterspannte Träger (66) vorgeschlagen, die die zentrale Schalenkonstruktion (63) unter- und überspannen. Abhängig von der Krümmung der Außenschale des Luftschiffs in Längsrichtung können hier aussteifende Diagonalen entfallen. Mit zunehmender Zahl der unter­ spannten Träger (66) nimmt die Steifigkeit der Konstruktion zu. Die unterspannten Träger (66) können gegenüber der zentralen Schalenkon­ struktion (63), vorgespannt werden, so dass sichergestellt ist, dass bei unterschiedlichen Belastungen in den außen liegenden, längs ver­ laufenden Zuggliedern stets eine Zugbeanspruchung vorherrscht.

Fig. 7c zeigt einen Konstruktionsvorschlag für den Luftschiffskörper nach Fig. 6a, bei dem die den Windkanal (2) umschließende Schalenkon­ struktion (63) in Querrichtung von ringförmigen Trägern (67) umgeben ist. Die ringförmigen Träger (67) werden durch eine Vielzahl radial angeordneter Speichen mit den Versteifungsrippen der Innenschale (63), verbunden. Seile die den Luftschiffskörper von dem ringförmigen Bugwulst (10) bis zum ringförmigen Heckwulst (11) umspannen, stützen sich auf den Ringträgern mit Speichen (67) ab. Die Tragstruktur nach Fig. 7c kommt mit wenigen druckbeanspruchten Tragelementen, wie dem Rohr (63) und dem Ring (67), aus und ist deswegen extrem leicht. Im Sinne einer besseren Lesbarkeit wurde nur ein Speichenrad (67) voll­ ständig dargestellt.

Fig. 8 zeigt ein halbstarres Luftschiff mit einem düsenförmigen Hohl­ körper (1), Fig. 8a im Längsschnitt, Fig. 8b in der Frontalansicht, Fig. 8c in der Heckansicht. Fig. 8a zeigt einen düsenförmigen Hohl­ körper (1) mit einem pneumatisch gestützten Tragwerk (7), einem ring­ förmigen Querträger (54) an Bug (10), einem ringförmigen Träger (54) am Heck (11) und einem aerodynamisch geformten Windkanal (2). Um eine bessere Aerodynamik zu erzielen, ist der Luftschiffskörper (1) gegen­ über einem entlang der Längsmittelachse angeordneten Druckstab (50) vorgespannt. Der düsenförmige Hohlkörper (1) ist in Fahrtrichtung symmetrisch aufgebaut. Das Triebwerk besteht aus einem elektrisch be­ triebenen Ventilator (32), der sich an der engsten Stelle des aerody­ namisch geformten Windkanals (2)befindet. Im Bereich der trichterför­ migen Lufteinströmöffnung (20) und im Bereich des trichterförmigen Entspannungsraums (21) sind Höhen- und Seitenruder (40, 41, 42) ange­ ordnet. Das kleine Luftschiff ist 4,60 m lang, hat einen Durchmesser von 1,50 m und verfügt über ein Traggasvolumen von 4, 4 m³. Der Strom des elektrisch betriebenen Ventilators (32) wird mit Hilfe von Solar­ zellen (38), die auf der Außenseite der pneumatisch gestützten Außen­ hülle (70) angebracht sind, gewonnen.

Fig. 9 zeigt ein halbstarres Luftschiff mit einem düsenförmigen Hohl­ körper (1), Fig. 9a im Längsschnitt, Fig. 9b in der Vorderansicht,

Fig. 9c die Heckansicht des Luftschiffs. Fig. 9a zeigt einen düsen­ förmigen Hohlkörper (1) mit einem pneumatisch gestützten Tragwerk (7), einem ringförmigen Querträger (54) am Bug (10), einem ringförmi­ gen Träger (54) am Heck (11) und einem aerodynamisch geformten Wind­ kanal (2). Um eine bessere Aerodynamik zu erzielen, ist der Luft­ schiffskörper (1) durch innen liegende Druckstäbe (60) vorgespannt. Die engste Stelle befindet sich im Heck des Luftschiffs. Zwei elek­ trisch betriebene Ventilatoren (32) beschleunigen den das Luftschiff durchquerenden Luftstrom.

Unmittelbar hinter dem Triebwerk trifft der Luftstrom auf vertikale und horizontale Ruderflächen (41, 42). Der elektrische Strom zum Be­ trieb der Motoren wird über Solarzellen (38), die auf der pneumatisch gestützten Hülle (70) angeordnet sind, erzeugt.

Fig. 10 zeigt ein halbstarres Ein-Personen-Luftschiff mit einem innen liegenden Tragwerk (6), Fig. 10a im Längsschnitt, Fig. 10b in der Frontansicht, Fig. 10c in der Heckansicht. Das innen liegende Trag­ werk (6) des Luftschiffes besteht aus mehreren Druckstäben (60) in Längsrichtung, die einen ringförmigen Querträger (54) am Bug (10) und einen ringförmigen Querträger (54) am Heck (11)untereinander verbin­ den. Der düsenförmige Hohlkörper (1) verjüngt sich zum Heck des Schiffes. Unmittelbar vor dem hohlkugelsegmentförmigen, hinteren Ent­ spannungsraum (21) befindet sich das elektrisch betriebene Triebwerk mit einer Druckkammer (33) und zwei Ventilatoren (32). In dem hohlku­ gelsegmentförmigen Entspannungsraum (21) frei drehbare Steuerflächen (43) ermöglichen die Ablenkung des austretenden Luftstrahls. Die pneumatisch gestützte Außen- und Innenhülle besteht aus einer trans­ luzenten Folie (96) mit integrierten Solarzellen (38), die den Strom für den Elektroantrieb liefen. Das Cockpit (84) befindet sich im Be­ reich der trichterförmigen Lufteinströmöffnung (20), teilweise inner­ halb des Windkanals (2). Batterien und das Cockpit (84) bilden ein Gegengewicht zu dem Triebwerk (3) und dem Leitwerk (4) im Heck. Am Boden stützt sich das Luftschiff über ein ringförmiges Luftkissen (100) ab.

Fig. 11 zeigt ein großes Passagierluftschiff mit einem düsenförmigen Hohlkörper, der einen aerodynamisch geformten Windkanal (2) um­ schließt, mit einem zentral im Windkanal (2) gelegenen Fahrgastraum (82), Fig. 11a im vertikalen Längsschnitt, Fig. 11b in der Ansicht von vorne, Fig. 11c im Querschnitt und Fig. 11d in der Ansicht von hinten. Der geräumige Windkanal (2) nimmt einen die gesamte Länge des Luftschiffes einnehmenden, zentralen Fahrgastraum (82) auf. Dieser zentrale Fahrgastraum (82) ist über radial angeordnete, aerodynamisch ausgeformte Kragarme (52) an dem starren Hohlkörper (1) abgestützt.

Der zentrale Fahrgastraum (82) ist als steifes Rohr (51) mit Quer­ schotten ausgebildet, das über die Kragarme (52) biegesteif mit der starren Innenhülle (92) des Windkanals (2) verbunden ist, die ihrer­ seits schubsteif über eine innere Fachwerkkonstruktion (62) mit einer starren Außenhülle (93) in Verbindung steht. Diese Anordnung stellt eine biege- und torsionssteife, mehrschalige Röhrenkonstruktion dar, die hoher dynamischer Beanspruchung standhält. Im Bereich der maxima­ len Verjüngung des düsenförmigen Hohlkörpers (1) befinden sich insge­ samt sechs thermodynamische Strahlrohre (39), die den zentralen Fahr­ gastraum (82) radial umgeben. Diese Staustrahltriebwerke verleihen dem in der Stratosphäre fahrenden Passagierluftschiff genügend Schub für Fahrtgeschwindigkeiten größer 500 km/h. Alle Konstruktionselemen­ te innerhalb des Windkanals (2) sind aerodynamisch ausgeformt, um den Luftwiderstand gering zu halten. Im Bereich des trichterförmigen Ent­ spannungsraums (21) ist ein Leitwerk (4) mit Höhenruder (41) und Sei­ tenruder (42) an dem zentralen Rohr (51) angeschlossen. Das Luft­ schiff ist insgesamt 270 m lang. Der Außendurchmesser beträgt 70 m und der Durchmesser des Windkanals beträgt 30 m. Das Luftschiff ver­ fügt über ein Traggasvolumen über 650 000 m³.

Fig. 12 zeigt ein halbstarres Luftschiff, Fig. 12a im vertikalen Längsschnitt, Fig. 12b in der Ansicht von vorne und Fig. 12c in der Ansicht von hinten. Der aerodynamisch geformte Windkanal (2) verjüngt sich zu einem im Heck liegenden Triebwerk (3). Das elektrisch betrie­ bene Triebwerk besteht aus zwei Ventilatoren (32) mit dazwischen lie­ gender Druckkammer (33). Der austretende Luftstrom trifft auf in ei­ nem hohlkugelsegmentförmigen Entspannungsraum (21) frei drehbare Steuerflächen (43). Insgesamt drei Stabilisierungsflossen (46) ver­ leihen dem Luftschiff die nötige Stabilität im Stillstand. Unterhalb des Bugrings (10) befindet sich eine Gondel (80) für insgesamt acht Fahrgäste. Das Luftschiff stützt sich über ein Luftkissen (100) am Boden ab. Ein Gebläse (103) erzeugt einen Unterdruck zwischen der Terrainoberkante, dem Luftkissen (100) und der Luftschiffsunterseite, so dass sich das Luftschiff auf dem Untergrund festsaugen kann. Luft­ strahlruder im Bugring (44) und Luftstrahlruder im Heckring (45), die von der Druckkammer (33) mit Druckluft versorgt werden, dienen zur Stabilisierung der Position des Luftschiffs im Stillstand über dem Landeplatz.

Fig. 13 zeigt ebenfalls ein halbstarres Luftschiff, das in seinem Aufbau grundsätzlich dem in Fig. 12 beschriebenen Luftschiff ent­ spricht, Fig. 13a im vertikalen Längsschnitt und Fig. 13b im schema­ tischen Querschnitt. Das Luftschiff besitzt innen liegende, steuer- und backbordseitig angeordnete Fahrgasträume (83) mit verglaster Au­ ßenhülle, die als starre Zellen mit dem steifen Innenrohr (63) ver­ bunden sind und die pneumatisch gestützte, flexible Außenhülle (70) durchdringen. Der aerodynamisch geformte Windkanal (2) ist bezüglich der Längsmittelachse des Luftschiffs nach unten versetzt und besitzt im Bereich der trichterförmigen Lufteinströmöffnung (20) eine einhol­ bare Landungsbrücke. Der Windkanal (2) hat einen asymmetrischen Quer­ schnitt und besitzt einen begehbaren Boden, der die Passagiere zu den Eingängen der links und rechts gelegenen Fahrgasträume (83) führt. Das Triebwerk (3) wird von zwei gegensinnig sich drehenden Luft­ schrauben (30), die untereinander einen Druckraum (33) einschließen, gebildet. Die Luftschrauben (30) haben einen höchstmöglichen Wir­ kungsgrad und sind durch ein Schutzgitter von dem begehbaren Teil des Windkanals abgeschottet. An unteren Ende des ringförmigen Bugwulstes (10) ist das Cockpit (84) angeordnet. Über Luftkissen (100) wird das Luftschiff direkt auf dem Boden abgesetzt. Die Anordnung mit einem begeh- und befahrbaren Windkanal gilt im Prinzip auch für ein Roll­ on-Roll-off-Luftschiff, das als Transportluftschiff oder Fähre be­ nutzt wird. Das Luftschiff nach Fig. 13 ist 72 m lang, hat einen Durchmesser von 22 m und verfügt über ein Traggasvolumen von 18 000 m³.

Fig. 14 zeigt ein senkrecht startendes Luftschiff mit einem düsenför­ migen Hohlkörper, Fig. 14a im vertikalen Längsschnitt und Fig. 14b in der Ansicht von hinten. Im Schwerpunkt des Luftschiffs befindet sich ein Frachtraum (85) Drei dem Windkanal (2) zugewandte Stabilisie­ rungsflossen, im Bereich des hinteren Entspannungsraums (21), leiten als starre Konstruktionsteile die Lasten während des Hebevorgangs ab. Der zentral im Schwerpunkt des Luftschiffs gelegene Frachtraum (85) wird von insgesamt sechs röhrenförmigen Triebwerken umgeben. In jeder Röhre arbeiten zwei Ventilatoren (32) und schließen untereinander ei­ ne Druckkammer (33) ein. Im Bereich des ringförmigen Hecks (11) be­ findet sich eine Druck-/Saugleitung (105), die von einer der Druck­ kammern (33) des Triebwerks (3) gespeist wird. Das Luftschiff stützt sich über zwei konzentrisch angeordnete, ringförmige Luftkissen (100) am Boden ab. Eine Luftzufuhrklappe (102) und eine Schürze (101) er­ möglichen die Stabilisierung des Luftschiffs am Boden durch Unter­ druck. Das senkrecht startende Luftschiff wird durch die sechs radial den Frachtraum umgebenden Triebwerke (3) beschleunigt. Es erreicht sehr schnell große Höhen und nutzt dabei sowohl den durch die Trag­ gaszellen (89) erzeugten Auftrieb als auch den von den Triebwerken (3) erzeugten, dynamischen Auftrieb. Nach Erreichen der gewünschten Höhe schwenkt sich das Luftschiff mittels der im Bug und Heck vorhan­ denen Strahlruder (44, 45) in eine horizontale Fahrtposition. Der dü­ senförmige Luftschiffskörper eines derartigen, senkrecht startenden Luftschiffs ist sowohl als pneumatisch gestützte, als halbstarre oder auch als starre Konstruktion vorstellbar. Außer einem in die Strato­ sphäre aufsteigenden Frachtluftschiff sind auch stationäre Antennen­ plattformen nach dem Prinzip des Senkrechtstarters möglich.

Fig. 15 zeigt ein Luftschiff, das für den Transport großer Lasten ausgelegt ist, Fig. 15a im vertikalen Längsschnitt und Fig. 15b im Querschnitt. Das Luftschiff verfügt über einen außermittig angeordne­ ten, aerodynamisch geformten Windkanal (2), der sich vom Bug (10) bis zum Heck (11) erstreckt. Der Windkanal (2) wird von einem Fachwerk­ rohr (60) mit dreigurtigen Längs- und Querträgern umschlossen. Die Außenhülle (9) ist flexibel und wird pneumatisch gestützt. Das Luft­ schiff stützt sich auf insgesamt fünf A-förmige Böcke ab, die die Fachwerkröhre (60) umgreifen. Eine durchgehende Deckenscheibe bildet den Boden des Maschinenraums (86) und schottet den Frachtraum (85) nach oben ab. Die Fachwerkröhre (60) und der Boden des Maschinenraums (86), zusammen mit den A-förmigen Böcken, bildet eine steife Zelle zur Aufnahme einer großen Einzellast. Das Luftschiff stützt sich über insgesamt vier Luftkissen (100) am Boden ab. Zwei Luftkissen (100) verlaufen jeweils parallel zu einer Druck-/Saugleitung (105) und bilden - zusammen mit flexiblen Schürzen (101) - eine Kammer, die mit Druckluft beaufschlagt werden kann, so dass das Luftschiff am Boden fahren kann. Ein Unterdruck in dieser Kammer bewirkt, dass sich das Luftschiff temporär am Boden festsaugen kann. Das Luftschiff besitzt also eine linke und eine rechte pneumatische Kufe und kann am Boden - wie ein Schlitten - über den aufzunehmenden Lastcontainer fahren und ihn aufnehmen. Der notwendige Ballast wird vor Ort, in Form von Was­ ser oder Sand, aufgenommen. Das Triebwerk (3) besteht aus vier hin­ tereinander geschalteten, großen Luftschrauben in der hinteren Hälfte des Luftschiffs, die untereinander drei Druckkammern (33) einschlie­ ßen. Luftstrahlruder im Bugring (44) und Luftstrahlruder im Heckring (45) werden von den zentralen Druckkammern des Triebwerks (3) über Zuluftleitungen (104) gespeist. Die Druckkammern des Haupttriebwerks (33) erzeugen auch den Unterdruck in der pneumatischen Kufe, mit dem sich das Luftschiff temporär am Boden fixiert.

Fig. 16 zeigt ein großes Passagierluftschiff mit einem düsenförmigen Hohlkörper (1), Fig. 16a im vertikalen Längsschnitt, Fig. 16b im ver­ tikalen Querschnitt und Fig. 16c in einem Detailschnitt. Der aerody­ namisch geformte Windkanal (2) wird von einer zweischaligen Rohrkon­ struktion (63) umgeben, in die Wartungsgänge (87), Versorgungsstränge (88) und Zuluftleitungen (104) integriert sind. Im Bereich der Lufteinströmöffnung (20) befindet sich ein frei schwenkbares Höhenru­ der (40) und im Bereich der Luftaustrittsöffnung (21) frei bewegliche Steuerflächen zur Ablenkung des am Triebwerk austretenden Luftstroms. Luftstrahlruder im Bug (44) und Luftstrahlruder im Heck (45) ermögli­ chen die Stabilisierung des Luftschiffs im Stillstand. Die Ventilato­ ren (32) werden über ein außerhalb des Windkanals (2) liegendes Rad (35) angetrieben. Das Triebwerk (3) besteht aus zwei Ventilatoren (32), die über auf den Felgenkranz der Ventilatoren einwirkenden Rä­ der (35) von Elektromotoren mit jeweils 10 000 KW angetrieben werden. Die für den Betrieb der Elektromotoren notwendige Energie wird an Bord durch mitgeführte Brennstoffzellen (37) erzeugt. Damit erreicht das Luftschiff eine Reisegeschwindigkeit von über 200 km/h. Die Trag­ gaszellen (89) in dem röhrenförmigen, 220 m langen Hohlkörper (1), mit einem Durchmesser von 70 m, haben ein Fassungsvermögen von 475 000 m³. Steuer- und backbordseitige, innen liegende Passagierräu­ me (83) werden über eine Landungsbrücke vom Boden aus erreicht. Wie bei dem in Fig. 15 beschriebenen Lastenluftschiff erfolgt die Stabi­ lisierung am Boden durch Unterdruck, der zwischen der Terrainoberkan­ te einer flexiblen Schürze (101) und den flankierenden Luftkissen (100) hergestellt wird. Eine Luftklappe (102) an der Druck-/Sauglei­ tung (105) regelt die Luftzufuhr. Die pneumatischen Kufen erlauben es dem Luftschiff, zudem im Wasser und an Land zu fahren. Drei hinter­ einander geschaltete Ventilatoren (32) erzeugen den Antriebsschub. Aus den Druckkammern (33) kann dabei wahlweise Druckluft zu den Luft­ strahlrudern (44, 45) über Zuluftleitungen (104) abgeleitet werden. Umkehrschub im Stillstand bewirkt dagegen eine Evakuierung der Druck­ kammern (33). Der so erzeugte Unterdruck wird über eine Druck-/Saug­ leitung (105) zwischen den Luftkissen (100), dem Terrain und den Schürzen (101) wirksam.

Fig. 17 zeigt ein schnell fahrendes Passagierluftschiff. Es zeigen:
Fig. 17a einen vertikalen Längsschnitt, Fig. 17b den schematischen Grundriss der Fahrgastgondel, Fig. 17c einen horizontalen Längs­ schnitt, Fig. 17d einen Querschnitt, Fig. 17e die Teilansicht des den Windkanal (2) umschließenden, zweischaligen Rohrs in Zellenbauweise (69) und Fig. 17f eine Frontansicht des Luftschiffs. Bei diesem Luft­ schiff mit einem düsenförmigen Hohlkörper (1) wird der vom Bug (10) bis zum Heck (11) verlaufende, aerodynamisch profilierte Windkanal (2) von einem zweischaligen Rohr in Zellenbauweise (69) umschlossen. An der engsten Stelle in der hinteren Hälfte des Luftschiffs hat die­ ses Rohr einen Innendurchmesser von 15 m. Die Außen- und Innenschale des Rohres sind durch radial angeordnete Stege in sechzehn in Schiffslängsrichtung laufende Kammern unterteilt. Mindestens eine dieser Kammern ist als Wartungsgang (87) ausgebildet. Weitere Kammern dienen der Aufnahme von Versorgungsleitungen (88) und Zuluftleitungen (104) im Inneren des Luftschiffes. In Fig. 17a erkennt man einen Ma­ schinenraum (86) mit vier Verbrennungsmotoren, die jeweils einen Ven­ tilator mit 15 m Durchmesser antreiben. Jedes Triebwerk verfügt über eine Antriebsleistung von 8000 KW, so dass das Luftschiff eine Ge­ samtantriebsleistung von 36 000 KW hat. Die vier Ventilatoren schlie­ ßen untereinander drei Kammern (33) ein, in denen die Luft auf etwa doppelte Fahrtgeschwindigkeit beschleunigt wird. Nicht nur die Trieb­ werke, sondern auch das Leitwerk (4), sind in den Windkanal (2) inte­ griert. Das Leitwerk umfasst zwei übereinander liegende, aerodynami­ sche Flossen - jeweils mit Höhenruder (40) - im Bereich der trichter­ förmigen Lufteinströmöffnung (20) und ein kardanisch aufgehängtes Heckleitwerk (43), das im Bereich des trichterförmigen Entspannungs­ raums (21) angeordnet ist. Mit diesem in alle Richtungen drehbaren Ruder wird der am Heck des Luftschiffs austretende Luftstrom gelenkt. Der Steuerung des Luftschiffes im Stillstand dienen jeweils vier Luftstrahlruder (44, 45), die über Zuluftleitungen (104) zu einer ringförmigen Bugleitung (10) und einer ringförmigen Heckleitung (11) gespeist werden. Das Luftschiff besitzt eine starre Innenhülle (92) und eine starre Außenhülle (93). Die starre Außenhülle (92, 93) be­ steht aus Aluminium-Sandwichelementen oder aus GFK-Paneelen und stützt sich auf primäre und sekundäre, in Längs- und Querrichtung an­ geordnete, filigrane Spannten ab. Die Fahrgastgondel (80) umfasst zwei Geschosse und ist auf der Unterseite des Luftschiffs angebracht. Unterhalb der Gondel befindet sich ein Luftkissen (100), mit dem sich das Luftschiff am Boden abstützen kann.

Fig. 18 zeigt ein schnell fahrendes Stratosphärenluftschiff mit Dü­ senstrahlantrieb (39) und einer einfahrbaren Fahrgastgondel (106), Fig. 18a in der Seitenansicht, Fig. 18b im vertikalen Längsschnitt mit eingefahrener Fahrgastgondel (106), Fig. 18c im vertikalen Längs­ schnitt mit ausgefahrener Fahrgastgondel (106), Fig. 18d in der An­ sicht von vorne, Fig. 18e im schematischen Querschnitt und Fig. 18f in der Ansicht von hinten. Der Luftschiffskörper (1) hat ein innen liegendes Tragwerk (6), das aus einem inneren Fachwerkrohr (60), ei­ nem äußeren Fachwerkrohr (61) und aus in Fahrtrichtung angeordneten Fachwerkscheiben (62) besteht und zwölf radial angeordnete Kammern zur Aufnahme der Traggaszellen (89) bildet. Der aerodynamisch profi­ lierte Windkanal (2) verjüngt sich zum Heck des Luftschiffs. An der engsten Stelle sind insgesamt sechs röhrenförmige Triebwerke parallel nebeneinander angeordnet. Das Triebwerk in der Längsmittelachse des Luftschiffs besteht aus vier hintereinander angeordneten Ventilatoren und dient der langsamen, bodennahen Fahrt. Fünf dieses zentrale An­ triebsrohr umgebende, thermodynamische Strahlrohre sind als Stau­ strahltriebwerke (39) ausgebildet und dienen dem Antrieb des Luft­ schiffs in großer Höhe. Der einziehbare Fahrgastraum (106) ist als druckluftkonditionierte Kapsel ausgebildet. Die dem Boden zugewandte 12. Kammer des starren, düsenförmigen Luftschiffskörpers (1) nimmt anstelle der Traggaszellen (89) die Fahrgastgondel (106) und einen Maschinenraum (86) auf. In dem Maschinenraum (86) befinden sich drei hydraulisch betriebene Teleskope (107), mit der der Fahrgastraum (106) nach dem Öffnen des Bodens (108) ausgefahren wird. Drei aerody­ namisch geformte Flossen (46) am Heck des Luftschiffs sorgen, gegebe­ nenfalls mit Hilfe von verstellbaren Steuerflächen, für die Fahrsta­ bilität des düsenförmigen Hohlkörpers (1). Das steife Tragwerk aus zwei schubsteif verbundenen Fachwerkröhren besteht aus Aluminium- Leichtbauträgern, die jeweils an der Außenseite großformatige Alumi­ nium-Sandwichpaneele (95) aufnehmen. Die Aluminium-Sandwichpaneele (95) bestehen aus einer Aluminium-Außenhaut, einem wabenförmigen Sandwichkern und einer Aluminium-Innenschale. Die beiden Schalen sind mit dem Sandwichkern schubsteif verklebt. Das innen liegende Tragwerk (6) in Skelettbauweise und die starre Außenhülle (92, 93) bilden eine Verbundkonstruktion, die den hohen dynamischen Beanspruchungen bei schneller Fahrt standhält. Die längs und quer angeordneten Leichtbau­ träger des Luftschiffskörpers sind in primäre und sekundäre Tragele­ mente gegliedert. Das Luftschiff ist 300 m lang, hat einen Durchmes­ ser von 70 m und verfügt über ein Traggasvolumen von 700 000 m³.

Zusammenstellung der Bezugsziffern

1

Hohlkörper

10

Ringförmiger Bug

11

Ringförmiges Heck

12

Pneumatisch gestützter Hohlkörper

13

Halbstarrer Hohlkörper

14

Starrer Hohlkörper

15

Kreisringförmiger Querschnitt

16

Elliptischer Querschnitt

17

Freigeformter Querschnitt

2

Windkanal

20

Lufteinströmöffnung

21

Entspannungsraum

22

Aerodynamische Profilierung

23

Venturidüse

3

Triebwerk

30

Luftschraube mit Verbrennungsmotor

31

Luftschraube mit Elektromotor

32

Ventilator

33

Druckkammer

34

Antriebswelle

35

Antriebsrad

36

Motor außerhalb des Windkanals

37

Brennstoffzelten

38

Solarzellen

39

Düsen-/Staustrahltriebwerk

4

Leitwerk

40

Vorderes Höhenruder im Luftkanal

41

Hinteres Höhenruder im Luftkanal

42

Hinteres Seitenruder

43

Rudereinrichtung mit Schubvektorsteuerung

44

Luftstrahlruder im Bugring

45

Luftstrahlruder im Heckring

46

Außen liegende Stabilisierungsflosse

5

Außen liegendes Tragwerk

50

Zentrale Rohrkonstruktion entlang der Längsmittelachse

51

Rohr mit Querschotten

52

Radiale Speichen, Kragarm

53

Radiale Speichen, Zuglieder

54

Ringförmiger Träger in Querrichtung

55

in Längsrichtung vorgespannte Membrane

56

Längs verlaufende, spannbare Zuglieder

6

Innen liegendes Tragwerk

60

Innen liegendes Längsrohr

61

Außen liegendes Fachwerkrohr

62

Radial angeordnete Fachwerkscheiben

63

Innen liegende Schalenkonstruktion mit versteifenden Rippen

64

Aussteifende Verbände

65

Quer verlaufende, drucksteife Ringe

66

Längs angeordnete, unterspannte Träger

67

Ringträger mit Speichen

68

Längsverlaufende Zugglieder

69

Zweischaliges Rohr in Zellenbauweise

7

Pneumatisch gestütztes Tragwerk

70

Pneumatisch gestützte Außenhülle

71

Pneumatisch gestützte Innenhülle

72

Strukturell vorgespannte Innenhülle

8

Räume

80

Gondel

81

Einfahrbare Gondel

82

Zentraler Fahrgastraum im Luftkanal

83

Innen liegender Fahrgastraum

84

Cockpit

85

Frachtraum

86

Maschinenraum

87

Wartungsgang

88

Versogungsstrang

89

Traggaszellen

9

Außenhülle

90

Flexible Innenhülle

91

Flexible Außenhülle

92

Starre Innenhülle

93

Starre Außenhülle

94

Kunststoffelemente

95

Aluminiumhaut

96

Transluzente Folie

10

Vorrichtungen für Start und Landung

100

Luftkissen

101

Schürze

102

Luftzufuhrklappe

103

Gebläse

104

Zuluftleitung

105

Druck-/Saugleitung

106

Ausfahrbarer Fahrgastraum

107

Teleskop

108

Öffenbarer Boden

109

Wasserdichte Außenhülle

Claims (25)

1. Lenkbares Luftschiff mit einem pneumatisch gestützten, halbstar­ ren oder starren Schiffskörper (1), der einen vom Bug bis zum Heck sich erstreckenden Hohlraum (2) zur Aufnahme von Teilen des Triebwerks (3) und Teilen des Leitwerks (4) umschließt, dadurch gekennzeichnet, dass der Schiffskörper zu einem düsenförmigen Hohlkörper (1) wei­ tergebildet ist und der Hohlraum einen aerodynamisch profilierten Windkanal (2) definiert, der die Mantelfläche einer von einem ringförmigen Bug (10) bis zu einem ringförmigen Heck (11) sich erstreckenden Düse (23) bildet, die sich in Fahrtrichtung zur Schiffsmitte oder zum Heck hin verjüngt, wobei das Triebwerk (3) im Bereich der maximalen Verjüngung angeordnet ist.

2. Lenkbares Luftschiff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Triebwerk (3) mindestens eine innerhalb des Windkanals (2) liegende Druckkammer (33) besitzt.

3. Lenkbares Luftschiff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Windkanal (2) im Wesentlichen in drei unterschiedliche Abschnitte gegliedert ist, wobei der erste Abschnitt von einer sich in Fahrtrichtung trichterförmig verjüngenden Lufteinström­ öffnung (20), der zweite Abschnitt von mindestens einer Druckkam­ mer (33) oder von mehreren in Fahrtrichtung hintereinander lie­ genden oder senkrecht zur Fahrtrichtung parallel nebeneinander liegenden Druckkammern (33) und der dritte Abschnitt von einem sich zum ringförmigen Heck (11) erweiternden Entspannungsraum (21) gebildet wird.

4. Lenkbares Luftschiff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils eine Druckkammer (33) zwischen zwei senkrecht zur Fahrtrichtung rotierenden Luftschrauben (30, 31), Turbinenlaufrä­ dern oder Ventilatoren (32) liegt.

5. Lenkbares Luftschiff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Blätter der Luftschrauben (30, 31) und der Ventilatoren (32) in ihrem Anstellwinkel veränderbar sind.

6. Lenkbares Luftschiff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckkammer (33) von einem oder mehreren parallel neben­ einander angeordneten Düsen- oder Staustrahltriebwerken (39) ge­ bildet wird.

7. Lenkbares Luftschiff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens in einer Druckkammern (33) wahlweise Überdruck oder Unterdruck hergestellt werden kann.

8. Lenkbares Luftschiff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an der Luftschiffsunterseite mehrere druckluftbefüllte Kis­ sen (100) vorgesehen sind, auf denen sich das Luftschiff ab­ stützt.

9. Lenkbares Luftschiff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass aus der Druckkammer (33) mittels mindestens einer durch eine Luftzufuhrklappe (102) verschließbaren Luftleitung (104) Druck­ luft an die Unterseite des Luftschiffs geleitet und dort über flexible Schürzen (101) ausgeblasen wird.

10. Lenkbares Luftschiff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der mit der Druckkammer (33) in Verbindung stehenden Luftleitung (104) und den druckluftbefüllten Kissen (100) zwi­ schen der Luftschiffsunterseite und der Aufstandsfläche ein Un­ terdruck hergestellt werden kann.

11. Lenkbares Luftschiff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am ringförmigen Bug (10) und am ringförmigen Heck (11) je­ weils zwei mit Abstand zueinander angeordnete, aufblasbare, ring­ förmige Luftkissen (100) angeordnet sind, mit denen sich das Luftschiff an einer vertikalen oder horizontalen Fläche festsau­ gen kann.

12. Lenkbares Luftschiff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Luftschiff senkrecht starten und landen kann und erst nach Erreichen der geplanten Fahrthöhe in die Horizontale ge­ schwenkt wird.

13. Lenkbares Luftschiff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Strom für den Betrieb der Elektromotoren der Luftschrauben (31) über großflächig an der Außenhülle angeordnete Solarzellen (38) oder über eine oder mehrere mitgeführte Brenn­ stoffzellen (37) an Bord erzeugt wird.

14. Lenkbares Luftschiff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des ringförmigen Bugs (10) und im Bereich des ringförmigen Hecks (11) vertikal und horizontal wirksame Luft­ strahlruder (44, 45) vorgesehen sind, die aus einer Druckkammer (33) des Triebwerks (3) über eine Zuluftleitung (104) mit Druck­ luft versorgt werden.

15. Lenkbares Luftschiff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Entspannungsraums (21) eine bezüglich Längs-, Quer- und Hochachse des Luftschiffs verstellbare Rudereinrichtung (43) vorgesehen ist, mit der der austretende Luftstrom und damit das Luftschiff gelenkt wird.

16. Lenkbares Luftschiff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich innerhalb des Windkanals (2) ein außen liegendes Trag­ werk (5) befindet, das mit dem düsenförmigen Hohlkörper (1) des Luftschiffs verbunden ist.

17. Lenkbares Luftschiff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der düsenförmige Hohlkörper (1) des Luftschiffs ein innen liegendes Tragwerk (6) besitzt, das allseitig von einer luftdich­ ten, starren und/oder flexiblen Außenhülle (9) umschlossen wird.

18. Lenkbares Luftschiff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der düsenförmige Hohlkörper (1) des Luftschiffs als pneuma­ tisch gestütztes Tragwerk (7) ausgebildet ist.

19. Lenkbares Luftschiff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der düsenförmige Hohlkörper (1) des Luftschiffs eine gegen­ über dem Windkanal (2) starre, innere Außenhülle (92) und eine äußere, flexible Außenhülle (91) besitzt.

20. Lenkbares Luftschiff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der düsenförmige Hohlkörper (1) des Luftschiffs allseitig von einer starren, Luftdichten Hülle (92, 93) umgeben ist.

21. Lenkbares Luftschiff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Windkanal (2) von einer zweischaligen Rohrkonstruktion in Zellenbauweise (69) umgeben wird, wobei ein linker und ein rechter Wartungsgang (87) mit Versorgungsleitungen (88) zu den Motorräumen (36) führt und eine Zuluftleitung (104) zu ringför­ migen Luftleitungen am Bug (10) und am Heck (11) führen.

22. Lenkbares Luftschiff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Windkanal (2) befahrbar ist und sich über Schiebetore beidseitig zu Frachträumen (85) öffnet.

23. Lenkbares Luftschiff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet dass ein oder mehrere Fahrgasträume (82) innerhalb des Windkanals (2) angeordnet sind und dass die starre Hülle des Windkanals (92) als Erschließungsgang zu den Fahrgasträumen (83) dient.

24. Lenkbares Luftschiff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an der dem Boden zugewandten Seite des Luftschiffs ein be­ fahrbarer Frachtraum (85)vorgesehen ist.

25. Lenkbares Luftschiff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Luftschiff eine einfahrbare Gondel (81) besitzt, die bei schneller Fahrt in den Schiffskörper eingefahren werden kann.