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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Luftschiff sowie ein Verfahren
zum Betreiben des Luftschiffes.
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Ein
Luftschiff ist ein lenkbares Luftfahrzeug, dessen Auftrieb auf aerostatischen
Kräften
beruht und das über
einen eigenen Antrieb verfügt.
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Die
Außenwandung
der Tragkörper
herkömmlicher
Luftschiffe ist üblicherweise
aus einem relativ dünnen,
flexiblen Material gefertigt. Die Tragkörper selbst definieren dabei
das Volumen des aufnehmbaren Traggases. Innerhalb des Tragkörpers sind
zum Zweck der Trimmung des Luftschiffes geeignete Leitungen zum
Transport des Traggases vorzusehen.
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Als
Antriebe herkömmlicher
Luftschiffe werden üblicherweise
fossile Brennstoffe nutzende Verbrennungskraftmaschinen genutzt.
Entsprechend der gewünschten
Reichweite des Luftschiffes ist die Treibstoffmenge im Luftschiff
zu speichern.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Luftschiff zur Verfügung zu
stellen, welches mit robuster Bauart und einfacher, umweltschonender und
kostengünstiger
Weise für
eine Vielzahl unterschiedlicher Einsatzzwecke geeignet ist. Ein
weiterer Aspekt der Aufgabe ist ein Verfahren zum Betreiben des
Luftschiffes.
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Die
Aufgabe wird durch das erfindungsgemäße Verfahren nach Anspruch
1 sowie durch das erfindungsgemäße Luftschiff
nach Anspruch 4 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben.
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Erfindungsgemäß wird ein
Verfahren zum Betreiben eines Luftschiffes zur Verfügung gestellt, wobei
das Luftschiff derart ausgestaltet ist, dass in seinem Tragkörper zur
Erzeugung eines zum Abheben von der Erdoberfläche ausreichenden Auftriebes Wasserstoff
aufnehmbar oder aufgenommen ist und welches wenigstens ein Antriebsaggregat
aufweist, welches mit Wasserstoff als Treibstoff betreibbar ist. Beim
Betreiben des Luftschiffes wird Wasserstoff sowohl als Traggas sowie
als auch als Treibstoff eingesetzt. Dabei ist die Erfindung derart
auszulegen, dass nicht unbedingt reiner Wasserstoff zur Anwendung kommen
muss, sondern die Erfindung ist auch auf geeignetes Gasgemisch mit
der Hauptkomponente Wasserstoff bezogen.
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Vorteilhafterweise
ist vorgesehen, dass als Traggas bevorrateter Wasserstoff dem Antriebsaggregat
zur energetischen Umsetzung zur Antriebsenergieerzeugung zugeleitet
wird.
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Die
energetische Umsetzung kann dabei in einem Verbrennungsprozess zum
Antrieb einer Kraftmaschine erfolgen, deren mechanische Energie
einen Propeller oder Turbine zugeführt werden kann. Alternativ
kann die energetische Umsetzung auch in einer Brennstoffzelle erfolgen,
wobei die darin produzierte elektrische Energie zu Antriebszwecken
genutzt werden kann.
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Außerdem ist
vorgesehen, dass als Treibstoff bevorrateter Wasserstoff dem Tragkörper zur Erhöhung des
Auftriebs zugeleitet wird. Dabei kann der Wasserstoff gezielt positioniert
werden, um neben der Auftriebserhöhung eine Trimmfunktion zu
erfüllen.
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Zur
Lösung
der Aufgabe wird außerdem
ein Luftschiff zur Verfügung
gestellt, welches derart ausgestaltet ist, dass in seinem Tragkörper zur
Erzeugung eines zum Abheben von der Erdoberfläche ausreichenden Auftriebes
Wasserstoff aufnehmbar oder aufgenommen ist und welches wenigstens
ein Antriebsaggregat aufweist, welches mit Wasserstoff als Treibstoff
betreibbar ist. Der Vorteil dieses Luftschiffes ist insbesondere,
dass nur ein Gasbevorratungssystem notwendig ist. Die Realisierung
von Trimmung und Ballastausgleich ist durch gezielten Verbrauch
von Wasserstoff möglich,
daher lässt
sich ein extra Trimmsystem vermeiden oder auf ein Minimum einschränken.
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Vorteilhafterweise
umfasst das Luftschiff wenigstens eine Zelle, deren konstruktive
Ausführung im
Wesentlichen einer im Flugzeugbau verwendeten Zelle entspricht.
Das heißt,
das Luftschiff ist aus Zellen zusammengesetzt, die vom Flugzeugbau
bekannte Tonnen sind, vorteilhafterweise sind mehrere derartiger
Zellen zu einem Rumpf bzw. Luftschiffkörper zusammengefügt.
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Vorteilhaft
ist das erfindungsgemäße Luftschiff
dann, wenn in der durch die einzelne oder mehrere Zellen hergestellten
Struktur mehrere mit Auftriebsgas befüllte oder befüllbare Sektionen
angeordnet sind. Die Anzahl und Größe der Sektionen definiert
somit im Wesentlichen das Volumen des Traggases des Luftschiffes.
Der Vorteil dieser Ausgestaltung liegt insbesondere darin, dass
bei Hagelschauern bzw. Blitzschlag und daraus resultierender Beschädigung eines
Paneels die Funktionsfähigkeit
des Fluggerätes
nur unwesentlich beeinträchtigt
wird.
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Das
Volumen eines Gasbereiches beträgt vorteilhafterweise
max. 18000 m3 pro Zelle, je nach Konstruktionsvolumen.
Ballonetts übernehmen
Energieaustausch-Funktionen mit entsprechenden Luftdurchsätzen und
regulieren außerdem,
das jeweilige Volumen in den Gaszellen.
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Es
ist vorgesehen, dass die durch die Oberfläche definierte Wabenstruktur
eine Art Struktur wird, die zur Wärmeisolierung und zur Verbindung von
abgeschlossenen Systemen führen,
die miteinander verbunden sind und ebenfalls mit Wasserstoff bzw.
Helium gefüllt.
Das heißt,
dass zwischen diesen Systemen (Gaseinschlüssen) keine weiteren Strukturen
angeordnet sind. Diese Struktur wird getragen von Stützelementen,
die ein wesentliches Merkmal der Gitterstruktur sind, die konstruktive
Verbindung von Spanten und Stringern über Knoten.
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Das
erfindungsgemäße Luftschiff
lässt sich zum
Transport von Tragflächen
der Airbusindustrie oder Rotorblättern
der Windkraftindustrie oder zur Aufnahme von Kommunikations-Radartechnik
oder als Relaisstation zur Datenübertragung
zur Aufnahme von Gefahrgut oder von Abwurfbehälter für Saat- oder Pflanzgut oder
zur Aufnahme von Baggern oder Kränen
oder Hubwerken im Industriemontagebereich oder zur Aufnahme von
medizinischen Versorgungseinrichtungen oder zur Aufnahme von Feuerlöschgeräten und
Feuerlöschmitteln
im Feuerlöschbereich verwenden.
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Die
Erfindung betrifft somit ein Luftschiff, das sich grundlegend von
bisherigen Luftschiffkonstruktionen durch folgende Aufzählungen
unterscheidet:
- – im Werkstoffbereich (durch
Intelligente, elektronische, technische Textilien),
- – beim
Aufbau der Strukturen (aus der Bionik entnommene Wabenstrukturen),
- – in
der Steuerung (auf der Basis der Kombination aus Satelliten Navigation
und Trägheitsnavigation),
- – im
Antrieb (mit herkömmlichen
aus der Flugzeugindustrie entnommenen und zu Wasserstofftriebwerken
umgerüsteten
Flugzeugtriebwerken, mit Propeller und ohne Propellerantriebe) und
für den Auftrieb
(mit der Grundkomponente Wasserstoffgas und mit Umformern gestützten Auftriebshilfen),
- – in
einer völlig
neuartigen Technischen Kommunikation der Geräte untereinander (mit Hilfe
der Telemetrie),
- – bei
den neuen Start und Landeverfahren (über den Einsatz von elektronischen
Lastvielfachmessern, intelligenten Lastaustausch und Befestigungsverfahren
im Erd- und Wasserbereich)
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Der
Einsatz der Robotik und der Greifarmtechnologie bei der Krantechnik
des MPA soll für
Umschlagsprozesse aller Art dem Charakter eines arbeitenden und
ferngesteuerten sowie ständig überwachten
Roboters näher
kommen.
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Der
Begriff MPA-Roboter soll für
Aufgaben in der Luft, im Wasser und auf der Erde stehen. Der MPA
Roboter und Transportaufgaben aller Art stehen auch immer im Zusammenhang
mit dem Einsatz von Hubschraubern für Sicherstellungselemente (z.
B. vermessen einer Baustelle vor Ort; montieren von Bauelementen,
die an einem Platz liegen, wo der MPA-Roboter tätig war und vieles Andere mehr).
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Das
Luftschiff besteht aus einer modernen mit dem Luftschiffsystem MPA
kommunizierenden Rumpfstruktur. Rumpf und Rumpfstruktur werden nach
dem aus dem Flugzeugbau entnommenen Tonnenbau gestaltet. Die Tonnen
selbst unterscheiden sich in Gewicht, Größe und Konstruktion von den Tonnen
im bisherigen Flugzeugbau.
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Das
anzuhängende
Funktionselement kann aus unterschiedlichsten Funktionsmodulen aus
der Industrie, der Landwirtschaft, der Bauwirtschaft, der See- und
Forstwirtschaft, der Energiewirtschaft, der Medizin, des Roten Kreuzes,
des Militärs,
der Raumfahrt und/oder anderer Bereiche der Volkswirtschaft sein.
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Die
Nutzlast mit der der MPA startet beträgt 20 t und wird sich bis über 500
t im Laufe der nächsten
Jahre entwickeln können.
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Die
Flugführung
des Luftschiffes kann automatisch und mit Hilfe eines Piloten ausgeführt werden.
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Das
Luftschiff kann über
ausgezeichnete Selbstverteidigungselemente, Aufklärungselemente und
Tarnungselemente mittels Radar- und anderer Technik, vor allem für den militärischen
Bereich verfügen
und genutzt werden.
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Die
Wartung des Luftschiffes erfolgt rund um die Uhr (durch die Lifewartung
mit der es möglich wird,
ununterbrochen mit allen Baugruppen und Geräten, die sich an Bord des Luftschiffes
befinden, zu kommunizieren). Die Kommunikation erfolgt im Simplex-Duplex oder Multiplex
Verfahren mit hohen Datenströmen
von einer entsprechenden Bodenstation bzw. über und vom Satellit aus.
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Es
gibt 7 übergeordnete
Anwendungsbereiche und einen militärischen Anwendungsbereich:
- 1. Der Transportbereich aus Handelstätigkeit
- 2. Der Kommunikationsbereich
- 3. Der Umweltbereich (See-, Forst-, und Landwirtschaft)
- 4. Der Industriemontagenbereich
- 5. Der Rettungsbereich- und Bergungsbereich
- 6. Der Verkehrsleitbereich (Massenveranstaltungen etc.)
- 7. Der Feuerlöschbereich
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Für jeden übergeordneten
Bereich gibt es entsprechend viele austauschbare Funktionselemente
wie z. B.
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Funktionselemente
- – zum
Transport von Tragflächen
der Airbusindustrie, Rotorblätter
der Windkraftindustrie,
- – zur
Aufnahme von Radartechnik im Kommunikationsbereich, Relaisstation
zur Datenübertragung,
- – zur
Aufnahme von Castorbehälter
im Umweltbereich, Abwurfbehälter
für grüne Bomben,
- – zur
Aufnahme von Baggern und Kränen
im Industriemontagebereich, Hubwerke für den Anlagenbau,
- – zur
Aufnahme von Rot Kreuz-Ambulanzen im Rettungs- und Bergungsbereich,
Kfz-Werkstatt,
- – zur
Aufnahme von Feuerlöschgeräten und
Feuerlöschmitteln
im Feuerlöschbereich.
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Der
MPA Roboter (autonome Flug – strategische
Komponente) kann im militärischen
Anwendungsbereich universell und für alle Aufklärungs-, Transportversorgungsbereiche
und Entsorgungsbereiche, für
alle Arten der Funkelektronischen Abwehrmaßnahmen u. v. a. eingesetzt
werden.
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Dimensionierungen
des neuen Luftschiffes werden bestimmt durch das Start- und Landeverhalten
und durch Flugfähigkeiten.
Die Positionierung von Aggregaten wird weitgehend durch die Auslegungen
von Rumpf- und Leitwerk, Auftriebsträger (Tragflächen) und Auftriebshilfen bestimmt.
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Zur
Lösung
des Problems bei starken Windkräften
gibt es am Boden eine elektrisch gesteuert Anlage, die das Luftschiff, ähnlich wie
bei früheren Luftschiffhallen,
in den Wind dreht (kleiner Angriffsfläche durch den Bug). Im Weiteren,
wenn diese Maßnahmen
nicht ausreichen würden
(Verlässlichkeit
auf Prognosen), wird das Luftschiff gestartet und in Richtung des
Zentrum des Sturms geflogen und/oder, wenn möglich, wird es sich vom Sturmzentrum
entfernen.
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Das
Lastabsetzverfahren kann im Wesentlichen wie folgt charakterisiert
werden: Es sind grundsätzlich
2 Aspekte zu unterscheiden – erstens
wird eine Bodenplatte genutzt, die noch vor der Landung im Boden
oder/und im Wasser befestigt wird (am Zielort wird die Bodenplatte
vom Luftschiff herabgelassen). Die Bodenplatte ist ein Gerät mit eigenen Baugruppen
(Motorgenerator, Erdbohrer ...). Zweitens kann eine Rotationsbremse
(ähnlich
Hubschrauber – Anwendungen – autonome
Landung) eingesetzt werden, die das Trägheitsmoment ausgleicht. Es
können
beide Elemente zusammen und auch allein für sich wirken.
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Der
Zellenverbund aus den Strukturen der LZ 127, LZ 129, LZ 131 ist
weiter entwickelt worden, und die einzelne Zelle, die früher durch
Lederhaut, durch flexible Textilien getrennt wurde, wird jetzt durch
metallische bzw. polymere Werkstoffe getrennt. Der Zellenverbund
zu einem ganzheitlichen Flugkörper
bleibt erhalten. in der Flugzeugindustrie wird dazu der Name „Tonne” verwendet.
Ein Airbus besteht aus mehreren Tonnen bis er zu einem ganzheitlichen
Flugkörper
wird.
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Das
starre Luftschiff, wird mit völlig
neuen Werkstoffen und völlig
anderen Technologien des Zusammenbaus entwickelt (Seilverspannungen,
Vernietungen etc. finden nicht mehr statt).
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Im
Luftschiff werden nur noch standardisierte, aus der Flugzeugindustrie
bezogene und geprüfte Bauteile
geben. Eine eigene Luftschiffbauteilproduktion wird es nur in Ausnahmefällen geben.
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Dem
Luftschiffbau für
das Luftschiff und seine Nachfolger werden auswechselbare Zellen
für die Verlängerung
bzw. Verkürzung
des jeweiligen Luftschiffes zur Verfügung stehen. Sie dienen dem Zweck
der Auftriebserhöhung
oder der Auftriebsminderung.
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Tragkörper
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Der
Tragkörper
ist das Luftschiff. Er besteht aus 5 in Reihe verbundener starrer
Zellen (Sektionen), in denen Gas eingebracht wird. Gasdichtigkeit und
Gasdruck werden über
die Größe und die
Energie von regulierten Luftblasen (Volumenänderungen) erzeugt.
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Das
Bug- und das Heckteil sind als Kegelstümpfe unterschiedlicher Größe (Tragkörper gesamt hat
eine Tropfenform) mit einer Länge
von 20,6 m ausgelegt, während
das zylindrische Mittelteil den gleichen Radius und eine Zylinderlänge von
14,3 m haben. Am Bug ist eine kegelförmige Spitze (Nase) von 2 m
Länge vorgesehen.
Damit beträgt
die Länge des
Tragkörpers
ca. 57,5 m. Dabei ist die Erfindung selbstverständlich nicht auf die hier angegebenen Maße noch
auf weitere in dieser Anmeldung genannten Maße eingeschränkt.
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Die
aus Stringern und Spanten montierte Tragkonstruktion wird außen mit
einer aerodynamischen Folie bespannt (evtl. Aufnahme von Werbeaufschriften).
Innerhalb der Zellenstruktur werden Luftsäcke untergebracht. Die Luftsäcke werden
so zugeschnitten, dass sie bei ihrem maximal möglichen Fülldruck die Zellen min. zu 50%
ausfüllen
können.
Eine Befüllung
der Zelle wird mit Wasserstoff (H2) wird angestrebt, es kann aber
bis zu einer Zulassung zunächst
auch mit Helium (He) begonnen werden.
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Die
Zellen stellen die Haupttragkonstruktion dar. Sie nehmen das Gas
auf und leiten über
die Fachwerkkonstruktion die Kräfte
auf Knotenpunkte, die Pylons und Triebwerke sowie, jeweils nach
Einsatzzweck, Kranelemente, Bildverarbeitungstechnik, Radartechnik
usw. Diese Tragwerke bestehen aus einer Fachwerkkonstruktion (Gitterstruktur);
die Trennwände
zwischen den Sektionen (Zellen) brauchen nicht geschlossen ausgeführt werden,
da der Innenraum mit Gassäcken
aus hochdichtem und hochfestem technischen Textil ausgefüllt wird.
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Die
Spanten, Stringer und Knoten werden teilweise aus Kohlefaserstrukturen
und dem Werkstoff AFOS (Schaumaluminium mit glatter, fester Oberfläche) gefertigt.
Es kann im Bedarfsfall auch auf die in der Luftfahrt bewährten Al-
und Mg-Legierungen zurückgegriffen
werden. Die Verbindung der Elemente erfolgt durch Laserschweißtechnik.
Diese Konstruktion wird außen
mit einer festen und sehr leichten Folie überzogen, die im Normalfall
nur aerodynamische, thermische und werbemäßige Funktion hat. Die Innenseite
der Gitterstrukturen sollte zum mechanischen Schutz der Luftsäcke (Luftblasen) (Scheuem
an der tragenden Struktur) eine Membrane erhalten.
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Jeweils
zwei Zellenböden
bilden einen Hauptspant (Hauptring). Diese Spanten werden in geeigneter
Weise mechanisch fest miteinander verbunden (z. B. Verschraubung
im Bereich der Knotenstruktur).
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Innerhalb
der Gitterstrukturen der Zellen sind Ringleitungen eingebracht.
An diese sind die verschiedenen Traggassäcke angeschlossen, um die Befüllung oder
die Entnahme des Gases zu gewährleisten.
Sie haben entsprechende Saug- und Druckstutzen für das Zuführen und Abpumpen des Traggases
(Druckausgleichssystem, Gewichtsausgleichssystem, Balancesystem).
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Der
Tragkörper
hat an der Vorderseite eine angesetzte flache Spitze zur Verbesserung
der aerodynamischen Anströmung,
zum Einleiten der Windlasten auf die Zellenhülle und zur Aufnahme der evtl. vorzusehenden
Verankerungsmöglichkeit.
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Im
unteren Bereich des zylindrischen Mittelteils läuft die Struktur kegelförmig oder
pyramidenförmig
mit der Spitze nach unten aus, an deren Endpunkt der Adapter (Lagestabilisierung
während
des Fluges) angeordnet ist. Von dieser „Adapterspitze” müssen die
gesamten auftretenden Kräfte
(Auftrieb des Funktionselementes und Windlast) in die Tragkonstruktion
eingeleitet werden.
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Die
Bodenplatte soll mittels Generatormotoren über Seiltrommeln als Befestigungs-,
Lagerungs- und Umschlagselement auf den Boden herunterlassbar sein.
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Triebwerks- und Ausrüstungsunterbringung
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Unter
dem Tragkörper
wird im Mittelteil eine Aufnahme für ein Funktionselement starr,
aber möglichst
einfach auswechselbar an die Zellenkonstruktion befestigt. Diese
kielbildende Aufnahme für
das Funktionselement ist etwa 4–6
m hoch, an der Unterkante ca. 25 m breit und ca. 30 m lang. Der
so geschaffene Kielraum zwischen Außenverkleidung, der Zellenstruktur
und dem Boden des Funktionselementes nimmt in sich ein Fahrwerk
auf (ein hydraulisches System).
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Die
Triebwerke (oder Gasturbinen) sind am Luftschiff-Tragkörper mit
den Luftschrauben, einschließlich
der Luftein- und -ausläufe,
ein Hilfsaggregat APU (Brennstoff H2 oder Kerosin) mit passenden Generatoren
für die
projektierte Energiebereitstellung, die dazugehörenden Lufteinläufe und
Ausläufe, die
Energieverteilungen und Verkabelung, evtl. Klimageräte für die Heizung
oder Abkühlung
des Gases, H2-Flüssiggasbehälter oder Druckbehälter, Ballasttanks,
Pumpen, Verdichter, Rohre und Leitungen, Seile und Trommeln mit
Antrieb für
Landung und Verankerung am Boden, Rechner und Steuerungstechnik,
Messtechnik, Kommunikationstechnik, Beobachtungsanlagen, Feuerlöschanlagen,
Roh- und Hilfsstoffe, Losteile sowie evtl. Wartungsgänge befestigt. Die
Anlagen und Ausrüstungen
benötigen
die notwendigen Halterungen und Einbauräume.
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Der
Bodenbereich des Luftschiff-Tragkörpers nimmt die gesamte Betriebsausrüstung auf
und ummantelt die Aggregate, die immer an der Aufnahme für das Funktionselement
verbleiben müssen.
Die Abmaße
richten sich nach den Anforderungen an den Platzbedarf. Außerdem ist
das Luftschiff derart ausgestaltet, dass es die notwendigen Festigkeits-
und Kraftübertragungsanforderungen
erfüllt,
denn an dem Boden der Aufnahme für
das Funktionselement muss das eigentliche Funktionselement montiert werden
können.
Dabei kann der sowieso sehr kraftaufnahmefähige Adapter für den Kranbetrieb
in die Befestigung des Funktionselements einbezogen werden, was
Konstruktionsgewicht im Funktionselement spart.
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Außen an dem
Tragkörper
werden die Ausleger (Pylons) montiert, welche die um 90° schwenkbaren
und ggf. eingehausten Luftschrauben aufnehmen.
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Funktionselement
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Unter
dem Luftschiff (Tragkörper)
können verschiedene
Funktionselemente, die sehr verschiedene, denkbare Einsatzfelder
repräsentieren,
montiert werden. Das Luftschiff wird für sieben Hauptanwendungsgebiete
konzipiert. Ein Anwendungsfall ist der Frachttransport, dafür ist ein
Transport-Funktionselement zu entwickeln, das ein möglichst
großes Transportvolumen
aufnehmen kann. Entsprechend der Gewichtstabelle wird eine Nutzlast
von etwa 20 t angestrebt (höhere
Tonnagen sind durch stabilisierte Plattformen in räumlich bewegbaren
Flächen
im Inneren der Gaszelle, auf die nicht weiter eingegangen sein wird,
durchaus möglich);
eine annähernde
simulationsunterstützte
Durchrechnung kann aber erst ergeben, welche Transportmasse man
bei der konzipierten Hubleistung erreichen kann (für weitere
Entwicklungen sind 500 t denkbar).
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Über die
Bodenplatte und die Containertechnik, die unterhalb des Luftschiffes
mittels Aufzug angebracht ist, kann ein entsprechender Container
an einer Traverse angeschlagen sein.
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Der
Container kann vorn und hinten große Tore haben, die entweder
herausklappen (hydraulisch) oder an senkrechten Scharnieren einfach
(wie jedes Tor) geöffnet
werden. Die Tore können
so groß ausgelegt
werden, dass sie beim Zufahren vorn und hinten Spitzen bilden sowie
sich im oberen Bereich dem Funktionselement anpassen. Das bringt
damit eine gewisse aerodynamisch angepasste Form zur Verringerung
des Luftwiderstandes.
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Der
Transportbehälter
muss eventuell Ballasttanks aufnehmen, damit die Fracht entsprechend ausgeglichen
und ausgetrimmt werden kann. Es wird davon ausgegangen, dass der
sehr leichte und feste Werkstoff AFoS (Schaumaluminium) für die Containerfertigung
geeignet ist und zur Verfügung
steht. Der Boden des Transport-Funktionselements muss so ausgelegt
werden, dass er einerseits eine Last von 20 t aufnehmen kann (evtl.
auch noch zusätzliche
Beladefahrzeuge) und andererseits auch eine geeignete Abstellgrundplatte
für das
gesamte Flugobjekt bietet.
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Darüber hinaus
sollte der Last aufnehmende Kranadapter Befestigungseinrichtungen
auch für
variable Lasten haben, um größere und
sperrige Transportgüter
innerhalb des Containers anschlagen, zusätzlich sichern oder nur einfach
anheben zu können.
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Montageelement
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Für den Kraneinsatz
des Luftschiffes wird ein Hubwerkskomplex zur Verfügung gestellt.
Dieser Hubwerkskomplex ist mit dem Adapter des Luftschiffes verriegelt
und besteht aus folgenden Teilen:
- 1. Hubwerksrahmen
mit Laufkatze, Haupt- und Hilfshubwerken mit pendelarmer Seilführung
- 2. Diverse Lasttraversen
- 3. Verankerungsrahmen, aufgehängt an separaten Hubwerken
- 4. Fernsteuerungen mit Bildverarbeitungstechnik und Lastanzeigen
für den
Kranbetrieb und die Bedienung des Verankerungsrahmens
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Antriebssystem
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Die
Luftschrauben an den Auslegern sind schwenkbar auszuführen, damit
das Steigen und Sinken des Luftschiffes unterstützt werden kann. Das Antriebssystem
sieht auch die Möglichkeit
vor, auf die Schwenkbarkeit der Luftschrauben zu verzichten und dafür ein 2-Luftschraubenpaar
für die
Vertikalbewegungen vorzusehen.
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Im
Funktionselement erfolgt ebenfalls die Positionierung des Gasversorgungssystems.
Die Triebwerke weisen folgende Merkmale auf:
- – geringes
Gewicht (auch für
die Getriebetechnik und die notwendigen Halterungen)
- – möglichst
weit angepasste Drehzahl und gutes Umsetzen der Leistung,
- – ausreichende
Luftansaugung ohne Anströmung im
Stand und Langsamflug (bei PTL)
- – geringe
Anschaffungs- und Betriebskosten sowie sparsamer Energie-Verbrauch.
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Die
Luftschrauben haben bei derartigen Rumpfgrößen üblicherweise einen optimalen
Durchmesser von 6 m. Sie müssen
aus Sicherheitsgründen und
zur besseren Luftstromerzeugung eine Einhausung erhalten.
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Die
Luftschrauben sind an den Pylons drehbar gelagert, und zwar mit
einem Schwenkbereich von mehr als 90°, da nicht nur Start und Landung durch
Senkrechtstellung der Luftschrauben und entsprechende Stellung der
Blätter
unterstützt
werden müssen,
sondern auch der dynamische Sinkflug und die Höhenstabilisierung im Horizontalflug.
Die auch mögliche
alleinige Steuerung über
das Gasmanagement wäre
zu langwierig.
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Ein
eigenständiges
Hilfstriebwerk für
Reserve- oder Ersatzenergieversorgung (APU), das evtl. auch für die Klimatisierung
der Gaszellen und für
die Aufwärmung
des Mantels (Schnee- und Eisbeseitigung) genutzt werden kann, ist
vorzusehen. Es dient darüber
hinaus auch zum Anlassen der Triebwerke und möglicherweise auch zum Aufheizen
des Mantels vor dem Start (Auftriebserhöhung). Der APU übernimmt
die Bordstromversorgung in der Start- und Landephase, wenn die Marschtriebwerke
abgeschaltet sind und ebenso am Boden oder im gefesselten Betrieb,
wenn keine andere Außenbordversorgung
vorhanden ist. Infolge der skizzierten Bedeutung der APU und der
notwendigen Redundanz wird auf zwei Aggregate orientiert.
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Triebwerke
(mit einer Größenordnung
von 800 bis 1000 kW je Triebwerk sollten vom Luftschiff angenommen
werden. Das benötigt
bei den gegenwärtigen
Gasverbrauchsnormen von (um die 40 m3 l/kWh)
pro Triebwerk ein Gasvorrat von ca. 2.500 m3 für einen
Betrieb bis zu 12 Stunden. (Die Möglichkeit ein Triebwerk, eine
Gasturbine im Heck des Luftschiffes mit entsprechendem Gasstrahl
ist auch denkbar – dennoch
können
4 oder mehr Rotoren angetrieben werden.)
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Luftschiff
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Die
Triebwerke, evtl. Getriebe und Generatoren haben ein erhebliches
Konstruktionsgewicht. Diese Aggregate bedürfen spezieller Aufhängungen im
Funktionselement, die auch die Kräfte schwingungssicher in die
Zellenkonstruktion einleiten.
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Das
Zuschalten der Triebwerke soll in ungefährlichen Höhen ca. bei 100 m Flughöhe erfolgen. Das
Fluggerät
muss deshalb ständig
leichter als Luft betrieben werden, damit es ohne die Luftschrauben vom
Boden gefesselt abheben kann und in einer ungefährlichen Höhe die Triebwerke zugeschaltet
werden können.
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Besondere
Bedeutung kommt der Gasturbinentechnik für den Antrieb zu, und hier
im speziellen der Wasserstoffanwendung, weshalb im Folgenden gesondert
darauf eingegangen wird. Die Triebwerke werden über so genannte Pylons aufgehängt
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Der
Abstand der Propellermittelachse von der Außenwand wird durch aerodynamische
Parameter bestimmt. Die Luftschraube ist aus Sicherheitsgründen evtl.
einzuhausen. Die Propellerachse ist ca. 3 Grad nach außen geneigt.
Die Triebwerke befinden sich im Bereich der Zelle 2 und/oder 3.
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Gasturbinen
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Es
sollen Gasturbinen mit H2-Einsalz als Antriebsaggregate
verwendet werden. Der Einsatz von H2-Gasturbinen
hat folgende Vorteile:
Die H2-Bevorratung
bringt zwar technische Probleme, hat aber große Gewichtsvorteile.
Man
benötigt
nur ein Gasbevorratungssystem, wenn erfindungsgemäß H2 auch
als Traggas Verwendung findet.
Das Problem des Ballastausgleiches
bei Verbrauch von Kraftstoffen für
Triebwerke entfällt.
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Der
Verbrauch der Gasturbine kann wahlweise aus den verschieden angeordneten
Traggassäcken
oder aus dem Bevorratungssystem gesteuert werden, wodurch die Balancierung
(Trimmung) des Luftschiffes sowie der Start- und Landeprozess in einfacherer
Weise geregelt werden können.
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Der
Steig- und Sinkflug kann gut und kostengünstig über die Befüllung und Entnahme für den Antrieb
aus der Zelle geregelt werden. Unter Umständen kann auch auf die Aufnahme
von Ballastwasser verzichtet werden, da das Gas auf Unterdruck durch den
Verbrauch an den Turbinen gefahren werden kann, was Energie und
Kosten spart.
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Auf
ein Kühlsystem
für das
Traggas kann verzichtet werden, was Kosten, Brennstoff und Gewicht
spart.
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Der
Betrieb des Luftschiffes wird völlig schadstofffrei
gewährleistet,
da als Abgase nur Wasserdampf erzeugt wird Der negative Klimaeffekt durch
Wärmezufuhr
kann beim Einsatz des Luftschiffes vollständig vernachlässigt werden,
da dieses in absehbarer Zeit oberhalb 10.000 m nicht fliegen wird.
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Mit
dem Einsatz von Wasserstoff-Triebwerken kann das Gasmanagement wesentlich
verbessert und wirtschaftlicher gestaltet werden. Im Landeverfahren
wird Wasserstoff aus den Gaszellen abgesaugt und in den Triebwerken
verbraucht. Über
die Ballonets wird das Gas in den Zellen durch Luft ersetzt und
das Luftschiff schwerer. Zur Erleichterung einer, mehrerer oder
aller Zellen wird Wasserstoff aus den Tanks nachgefüllt und
das Luftschiff zum Steigen oder Lageausgleich veranlasst. Der Volumenverlust wird
in Energie umgesetzt und das Wasserstoffreservoir an Bord ist ausreichend,
um sowohl den Auftrieb als auch den Vortrieb zu gewährleisten.
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Einsatz
eines Wasserstoff Triebwerkes zum Verbrauch von Wasserstoff während des
Fluges bedeutet, dass keine andere (herkömmliche) Kraftstoffart mehr
mitgeführt
werden muss und die Umweltbelastung durch CO2-Emission
entfällt.
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Bei
1.000 km Reichweite verbrauchen die Triebwerke durchschnittlich
2.500 m 3 Gas.
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Energiebedarf
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Die
bordseitige Erzeugerleistung reicht für den Betrieb des Luftschiffes
als Frachtvariante aus. Die Summe der Einzelspitzenbedarfsleistungen
wird gleichzeitig nicht erreicht.
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Das
Luftschiff kann ausgestattet sein mit: Brennstoffzellen, Windrädern, Solartechnik
und bionischen Anlagen, die insgesamt an Bord des Luftschiffes eingesetzt
werden können,
um Energie-effektiver zu fliegen.
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Gasregelsystem
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Das
Aufsteigen des Luftschiffes erfolgt durch das Auffüllen der
Gaszellen bis zu einer Hubkraft, die das Gesamtgewicht übersteigt.
Aus der Notwendigkeit und der Möglichkeit
des Trimmens sowie zum Ausgleichen des Gasverlustes wird während des
Fluges Gas aus den Gasvorratsbehältern
in die Gaszellen gedrückt
oder Gas über Überdruckventile
an der tiefsten Stelle der Gaszellen abgelassen. Der Wasserstoff,
der ein völlig
ungefährlicher
Bestandteil der Luft ist, wird dabei ins Gasversorgungssystem für Gasturbinen
aufgenommen. In die Atmosphäre über eine
Membranoberfläche
könnte
H2 abgeblasen werden, wenn dazu für entsprechende Fälle die
Zustimmung der Behörden
vorliegen würde.
(strategisch, technologisch wichtige Komponente).
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Das
dynamische Regime, d. h. der Vortrieb in Luft, bringt Auftriebsgewinn.
Die durchschnittliche Flughöhe
soll 400 ... 600 m betragen. Kurzzeitiges Aufsteigen in größere Höhen wegen
unterschiedlicher Gebirgszüge,
die zu überfliegen
sind, ist vorgesehen. Dabei muss die Stabilität der Gastemperatur gehalten
werden oder durch leichte Erwärmung
veranlasst werden. Dies kann durch den Einsatz z. B. von Infrarotlicht-Maßnahmen
oder durch wechselseitiges Einleiten von Kalt- und Heißluft erfolgen.
Letztere wird von einer Triebwerk-Verdichterstufe abgenommen und
in die Luftballonets eingeblasen und ausgeblasen (abgesaugt).
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Eine
Temperaturerhöhung
des Traggases bringt eine gewisse Erhöhung des Auftriebes, was auch
für einen
Start (Abheben des Luftschiffes vom Boden) genutzt werden kann.
Im Gegenzug kann das Abkühlen
des Traggases den Abtrieb (ggf. zur Landung) oder in gewissen Grenzen
den Gewichtsverlust durch Kraftstoffverbrauch ausgleichen.
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Ein
Druckausgleichssystem muss dafür
sorgen, dass der Innendruck in den Gaszellen nicht die Grenze des
Volumens der Ballonets überschreitet.
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Das
Ballastsystem kann ergänzt
werden durch eine bordeigene Erzeugung von Wasser aus der Luft oder
aus der Triebwerk-Emission. Dieses wird benötigt, um unvorhergesehene Unregelmäßigkeiten
zu kompensieren und um die Landung zu unterstützen. Wasserdampf steht schon
aus den Abgasen zur Verfügung
und wäre
damit Balllastwasser über
ein Kondensationsverfahren zu erzeugen.
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Gasvorrats- und Befüllungssystem
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Anforderungen
an das Gassystem des Luftschiffes wurden schon oder werden in anderen
Kapiteln gestellt.
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Das
System besteht aus Flüssiggas-
und Druckbehältern,
aus dem Rohrleitungs- und
Ventilsystem und den evtl. einzusetzenden Turboverdichtern.
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Die
Anwendung und Zulassung der in der Luftfahrt noch nicht verwendeten
Wasserstofftechniken bedürfen
der weiteren Entwicklung geeigneter Technologien, eines zulassungsfähigen Vorschriftenwerkes,
einer aufwendigen Erprobung sowie eines Zulassungsverfahrens. Wird
Flüssiggas
als Brennstoff verwendet, benötigt
man ein angepasstes Flüssiggasvorrats
und Versorgungssystem.
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Elektrische Energiesysteme
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Auf
Grund der Konstruktion des Luftschiffes kann die Elektroenergieversorgung
stabil gesichert werden. Der Bordbedarf für die zu betreibende Ausrüstung mit
serienmäßigen Generatoren
an den Triebwerken und mit ein bis zwei Hilfstriebwerken (APU) kann
sichergestellt werden. Da der Parallelitätsgrad als gering einzuschätzen ist,
braucht die eingangs getätigte
Abschätzung
nicht relativiert werden.
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Es
ist die Installierung eines Bordnetzes mit 600–700 V Gleichspannung vorgesehen.
Dieses hat für
LaL(Leichter-als-Luft)-Fahrzeuge den bedeutenden Vorteil der erheblichen
Gewichtseinsparung beim Kabelnetz (geringerer Leitungsquerschnitt
und Einsparung des Rückleiters)
sowie dem geringeren Leistungsgewicht der Kraftmaschinen und Stellantriebe.
Der Leistungsverlust bei der Energieübertragung ist geringer, und
die relativ aufwendige Frequenzanpassung verschiedener Einspeisequellen
an das Bordnetz entfallen. Da die zukünftig zu berücksichtigenden
Brennstoffzellen- und Photovoltaiktechniken in dieser Spannungshöhe ihre
Energieabgabe organisieren, sind für diese Anlagen keine Anpassungen
an das Bordnetz notwendig. Herkömmliche Ausrüstung für das übliche Drehstromnetz
kann durch elektronische Wechselrichter problemlos und mit geringen
Gewichten an das Gleichstromnetz angeschlossen werden.
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Zu
den Elektrosystemen zählen über die oben
dargestellten hinaus die Netzsynchronisiereinrichtungen, die Energieverteiler
(Absicherungen) und die gesamte Verkabelung, Hubzüge, Stelleinrichtungen,
Verdichter, Klima- und Kühlanlagen
sowie die Beleuchtungsanlagen.
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Der
konzipierte Einsatz im gefesselten Betrieb, bei dem auch das Antriebs-
und Funktionselement demontiert und abgelegt werden soll, bedeutet, dass
das Funktionselement einer gesonderten eigenen Energieversorgung
bedarf.
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Die
großen
Außenhüllenflächen des
Auftriebskörpers
können
für den
Einsatz von Photovoltaik(PV)-Techniken zur Energiegewinnung dienen.
Es ist vorgesehen, einfachere PV-Folien zu verwenden. Diese leisten
einen sehr guten Beitrag für
die Energie- und Gewichtsbilanz der Luftschiffe.
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Elektronische Systeme – Überwachung und Datenregistrierung
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Alle
Baugruppen, Verfahren, Funktionen und Zustände benötigen der laufenden bzw. Zeitweisen Überwachung
(z. B. Überwachung
der Triebwerk-Parameter). Dazu sind eine Vielzahl von Datenerfassungsgeräten (Sensoren)
und deren Verkabelung zu installieren. Über entsprechende Datenverarbeitungssysteme
sind sie den Verbrauchern oder der Speicherung zuzuführen.
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Die
Speicherung der Daten ist in drei Ebenen zu organisieren, erstens
zur zeitweisen Registrierung bis zum Abruf oder Übertragung, zweitens zur längerfristigen
Registrierung für
Instandhaltungsrechner und drittens für die Sicherung der Havariedaten
zur Untersuchung von Vorkommnissen, Havarien oder sonstigen Unregelmäßigkeiten.
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Flugführungs-
und Steuerungssysteme
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Diese
Systeme haben den automatischen Flug des Luftschiffes ohne Crew
computerprogrammiert und vom Boden funkgesteuert zu organisieren. Die
Computersteuerung erfolgt hier auf die Triebwerke und auf das Gasmanagement,
evtl. auf das Ballast- und
Trimmsystem. Bei anderen Anwendern bereits entwickelte oder produzierte
Systeme sind in der Entwicklung anzupassen.
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Zu
den Anlagen gehören
Geräte
zur Lageerfassung des Luftschiffes und deren Änderungen sowie Stellglieder
an den zu beeinflussenden Einrichtungen. Sie stabilisieren automatisch
das Luftschiff über
den Landeplätzen.
Die Anlagen bedürfen
der teilweisen oder vollen Redundanz mit Kontrolleinrichtungen.
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Navigations- und Ortungssysteme
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Diese
Anlagen liefern die Luftdaten (Geschwindigkeit, Luftdruck usw.),
Standortdaten (Koordinaten) und deren Änderungen, den Kurs, die Wegpunkte,
die Flughöhe,
sie verarbeiten diese zu Steuerkommandos, zur Information an die
Bodenstation und zur Datenregistrierung.
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Hier
kann umfassend auf die in der Luftfahrt vorhandenen und zugelassenen
Systeme für
Richtfunkfeuer, elektronische Luftdatenanlagen, GPS- und INS-Systeme
mit entsprechenden Transpondern (Funkübertrager) zurückgegriffen
werden.
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Daten übertragungs-
und Beobachtungssysteme
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Die
an Bord gewonnenen oder von einer Steuerzentrale gesendeten Signale
und Daten sind über
Funkübertragungseinrichtungen
auszutauschen. Entsprechende Aufnahme-, Radar- und Übertragungstechnik
ist zu installieren und anzupassen.
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Klimaschutz
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Die
Auswirkung der klimatischen Einflüsse auf das Luftschiff, wie
- – Temperaturbereich
+70°C bis –50°C
- – Sonnen-(UV-Einstrahlung)
- – Luftfeuchtigkeit
und
- – Regen-Schnee
und Eis
- – Gewitter
und atmosphärische
Entladungen
- – Schutz
vor Starkwinden
sind in der materialtechnischen Ausgestaltung
zu berücksichtigen.
Die Oberfläche
(Paneele) wird neben einer Nichtbrennbarkeit eine hohe Standfestigkeit
gegen Risse und UV-Strahlung aufweisen. Der Schutz gegen UV-Einflüsse liegt
ausschließlich
im materialtechnischen Bereich der Außenhülle des Auftriebkörpers.
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Zur
Regen- und Tauwasserableitung sind Abtropfkanten unterhalb der größten Breite,
wie bei jedem Luftschiff vorzusehen.
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Schutz vor Hagelschlag
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Das
Fluggerät
unterliegt möglichen
Schäden durch
Hagelschlag wie jedes andere Luftfahrzeug, eventuell vermehrt, da
es überwiegend
in geringen Höhenbereichen
operiert und eine nur sehr dünne Außenhaut
hat. Durch die doppelwandige, mit Helium gefüllte Oberfläche, ist ein Hagelschaden (Loch
in der Außenhaut)
nicht der Tragfähigkeit
und dem Gasinhalt abträglich.
Besondere Gefährdungszonen
sind naturgemäß die Oberseiten
der Zellen und die Luftschrauben.
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Vereisungsschutz und Schneebeseitigung
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Vereisungs-
und Schneelasten sind infolge der Größenordnung und deren Bedeutung
für die
Gewichtszunahme sehr problematisch. Besonders gefährdete Bereiche
sind:
- – Oberseite
der Zelle über
die gesamte Länge,
- – Nasenkappe,
- – Luftschraubenblätter, Triebwerk-Einläufe bzw. Luftansaugschächte und
Luftschraubeneinhausungen
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Für die Verhinderung
von Eis- und Schneeansatz sind 3 physikalische Lösungen möglich und einsetzbar:
- 1. Erwärmung
gefährdeter
Bereiche,
- 2. Vibration (Traktion und Kontraktion),
- 3. chemische Entlaugung (Enteisungsflüssigkeiten).
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Dafür sind die
entsprechenden Einrichtungen vorgesehen. Für die Luftschrauben und die Triebwerk-Einläufe werden
die bewährten
Enteisungstechniken aus der sonstigen Luftfahrt übernommen. Die konstruktiven
Auslegungen am Luftschiff können
die Eis- und Schneelasten
deutlich verringern. Im vorderen Bereich der Nasenkappe sind Vibrationsmaßnahmen
zur Eisabsprengung bevorzugte und bewährte Lösungen.
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Die
Oberflächenkonstruktion
bietet gute Möglichkeiten,
den Schnee- und Eisansatz zu bekämpfen.
Es besteht die Möglichkeit
der Erwärmung des
Füllgases
der Paneelen (Waben) und/oder der Druckveränderung (Vibration). Das äußere Besprühen der
Oberseite mit leistungsfähigen
Spritzen sollte für
starke Schnee- und Eisansätze
nicht außer Acht
gelassen werden.
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Entladungsschutz
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Der
Problemkreis umfasst 4 Bereiche, die für ein Luftfahrzeug problematisch
sind:
- – den
eigentlichen Blitzschutz,
- – den
Schutz vor großer
potentieller Aufladung
- – den
Schutz vor elektromagnetischen Induktionsschäden,
- – die
Ableitung von Entladungsschlägen
und Ladungspotentialen in Luft und ins Erdreich.
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Luftschiffe,
sind auf Grund ihrer großen
Masse, zwischen geladenen Wolken und der Erdoberfläche schwebend,
hinsichtlich Entladungs- oder Blitzschlägen einer größeren Gefahr
ausgesetzt, als das für
kleine Flugzeuge (größere operieren
meist über den
Wolken) der Fall ist. Da die Oberseite des Traggaskörpers gegenüber den
Wolken auf Erdpotential gedrückt
wird und der Abstand zu einer geladenen Wolke geringer als der zur
Erde ist, kann ein Blitzschlag (oder Entladungsschlag) ausgelöst oder „abgesaugt” werden.
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Da
sich an der Unterseite des Flugobjektes das Wolkenpotential ausbildet,
können
sich starke Ausgleichsströme
bilden, die durch Einschlagstellen, ihre Zündwirkung, durch Hitzeentwicklung
und durch elektromagnetische Induktion (HIRF) Schäden anrichten
können.
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Das
Luftschiff bietet durch seine starre Gitter-Zellen-Struktur des
Auftriebkörpers
gute Möglichkeiten,
Blitz- und Potentialableitungen von der Ober- zur Unterseite zu
bewältigen.
Die Gaszellen befinden sich im Innern der gut leitenden Tragkonstruktion (Schaumaluminium
AFoS), also in einem Faradayschen Käfig, und sind damit optimal
geschützt.
Blitzeinschläge
in die Gitterkonstruktion durch die Außenfolie schlagen zwar in der
Regel Löcher
in diese, wobei das für
Hagelschlag ausgeführte
auch hier gilt. Die Anforderung der nicht Brennbarkeit (oder nicht Entflammbarkeit)
der Außenfolie
gilt sowieso grundsätzlich.
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Ladungspotentiale
in Luftschiff-Flugkörpern entstehen
auch durch Luftreibung. Durch konstruktive Elemente (z. B. Entladungspinsel
im Luftschraubenluftstrom) ist an geeigneten Stellen für das Abgeben
der Ladungen in die Umgebungsluft zu sorgen. Die Potentialunterschiede
zwischen dem Luftschiff und der Erde sind bei Landemanövern problematisch und
bedürfen
neben der technischen Ausstattung auch besonderer Sorgfalt in der
Handhabung. Durch geeignete Maßnahmen,
z. B. das Herablassen eines Drahtseiles mit einer Sonde (in Kombination
mit dem Fangseil zu sehen) ist vor der Landung des Luftschiffes
auf Erdpotential zu bringen. Die dabei auftretenden Entladungsvorgänge bedürfen ebenfalls
entsprechender technischer und technologischer Vorkehrungen bereits
im Projektierungsstadium. An den Lande- und Verankerungsplätzen sind die Halteseile und
Verankerungsstellen so auszulegen, dass sie gleichzeitig einen möglichen
Entladungsstrom ohne Schaden vom Flugkörper ins Erdreich abführen können. Alle
technischen Einrichtungen am Boden, die in eine Verbindung zum Luftschiff
geraten können,
müssen
ausreichende Erdungsmaßnahmen
einhalten.
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Schutz vor Starkwinden
-
Drehbar
gelagerte Schutzeinrichtungen für das
Luftschiff sorgen dafür,
dass das Luftschiff sich ständig
mit dem kleinsten Durchmesser (Bug) in den Wind dreht. Bei orkanartigen
Winden wird das Luftschiff von seiner Verankerung gelöst und steigt
auf.
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Die
Erfindung wird anhand der beiliegenden Figuren erläutert. Es
zeigt dabei
-
1:
ein erfindungsgemäßes Luftschiff
in Ansicht von vorn,
-
2:
eine Zelle in perspektivischer Ansicht,
-
3:
ein erfindungsgemäßes Luftschiff
in Schnitt-Ansicht von vorn,
-
4:
ein erfindungsgemäßes Luftschiff
in Schnitt-Ansicht von der Seite.
-
Die
Erfindung betrifft ein auch als MPA (Multi Purpose Airship) bezeichnetes
Luftschiff mit starrer Außenhaut
(analog Verkehrsflugzeuge), wie in 1 dargestellt.
Es gibt keine Hüllenbespannung,
sondern eine feste, starre, verfügte
Oberfläche.
Die Außenhaut
einer Zelle (siehe Analogie zum Flugzeugbau) ist fest und starr,
so dass das gesamte Luftschiff mit seiner Außenhaut und seinen Strukturen
fest und starr ist. Der Flugzeugbau (Verkehrsflugzeuge) besteht
aus Tonnenstrukturen, die analogen Zellenstrukturen sollen im Luftschiffbau
für den
Luftschiffrumpf 3 eingesetzt werden. Das Luftschiff ist
starr mit und ohne Leitwerk ausgelegt und hat mit Ballonstrukturen
nichts gemeinsam. An der festen Struktur des Luftschiffes am Rumpf
werden umgerüstete Triebwerke 1 aus
der Flugzeugindustrie befestigt, die für den Vortrieb und Auftrieb
des Luftschiffes vorgesehen sind. Das Luftschiff ist ein Traggerät ohne Modul.
Für den
Luftverkehrstransport werden Module unterschiedlichster Bauart,
ausgerichtet auf den Einsatz und Transportzweck, zur Anwendung kommen. Das
jeweils benötigte
Modul wird an einen Adapter mit Verriegelungsteil 2 flugtauglich
befestigt. In der Kombination Trägerluftschiff
und Modul kann das Luftschiff universell in sieben Hauptrichtungen (Transport,
Kommunikation, Umwelt [See-, Forst- und Landwirtschaft], Industriemontage,
Rettung und Bergung, sowie zum Feuerlöschen) eingesetzt werden.
-
In 2 ist
eine Zelle in der bevorzugten Fachwerkkonstruktion dargestellt,
wobei ersichtlich ist, dass Hauptringe mittels Gurte 4 miteinander
verbunden sind.
-
In 3 ist
das erfindungsgemäße Luftschiff in
Ansicht von vorne in einer Schnittdarstellung gezeigt. Es ist hierbei
als ein Oberteil der Tragkörper
ersichtlich, der die bereits erwähnten
Gurte 4 aufweist. Am Tragkörper befindet sich ein Adapter 5. Über eine Kugelwanne 12 und
Lasttraverse 11 ist das Cockpit 6, welches gegebenenfalls
einen Kranführerstand und
Geräteraum
aufweisen kann, angeschlossen. Mit der Lasttraverse 11 ist
eine Aufhängung 10 zur Aufhängung des
Befestigungsrahmens 8 an der Bodenplatte 7 verbunden.
An der Bodenplatte 7 befinden sich außerdem ein oder mehrere Bohrer
für Verankerungen 9.
An der Kugelwanne 12 ist zudem ein erstes Hubwerk 13 angeordnet,
welches in bevorzugter verfahrbar ausgestaltet ist und gegebenenfalls
mit einer Seiltrommel, Bremse und Steuerung ausgestattet ist. Am
Tragkörper
selbst sind zudem Tragschrauben 15 angeordnet.
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In 4 ist
das erfindungsgemäße Luftschiff in
einer Schnittdarstellung in Ansicht von der Seite gezeigt, wobei
ersichtlich ist, dass der Tragkörper
an seinem vorderen Ende eine Bugscheibe 16 sowie ein Hilfsspant-Bug 18 und
an seinem hinteren Ende eine Heckscheibe 17 und ein Hilfsspant-Heck 19 umfasst. An
der Außenseite
des Tragkörpers
sind Triebwerke 21 angeordnet. Der Tragkörper selbst
umfasst Gaszellen 22. Die Zellen sind an den Hauptringen 20 miteinander
verbunden. An der Unterseite des Tragkörpers sind zwei Druckgasbehälter 23 sowie
ein Treibstofftank bzw. Treibgasbehälter 24 angeordnet.
Es ist aus 4 außerdem ein zweites Hubwerk 14 ersichtlich,
welches gegebenenfalls zur Einwirkung auf den Befestigungsrahmen 8 mit
seiner Bodenplatte 7 eingerichtet ist.
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- 1
- Triebwerk
- 2
- Verriegelungsteil
- 3
- Luftschiffrumpf
- 4
- Gurt
- 5
- Adapter
- 6
- Cockpit
- 7
- Bodenplatte
- 8
- Befestigungsrahmen
- 9
- Verankerung
- 10
- Aufhängung
- 11
- Lasttraverse
- 12
- Kugelwanne
- 13
- erstes
Hubwerk
- 14
- zweites
Hubwerk
- 15
- Tragschraube
- 16
- Bugscheibe
- 17
- Heckscheibe
- 18
- Hilfsspant-Bug
- 19
- Hilfsspant-Heck
- 20
- Hauptring
- 21
- Triebwerk
- 22
- Gaszelle
- 23
- Druckgasbehälter
- 24
- Treibgasbehälter