DE102009032962B4

DE102009032962B4 - Gütertransportluftschiff mit photovoltaischem Aussenmantel

Info

Publication number: DE102009032962B4
Application number: DE102009032962.5A
Authority: DE
Inventors: Patentinhaber gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-07-20
Filing date: 2009-07-14
Publication date: 2014-01-23
Anticipated expiration: 2029-07-15
Also published as: DE102009032962A1

Abstract

Bei einem Gütertransportluftschiff mit einem ellipsenförmigen Tragkörper ist zur äußeren Auflage auf der Außenhaut des Tragkörpers ein photovoltaischer Außenmantel (10) als separates Bauteil angeordnet. Der photovoltaische Außenmantel (10) weist eine Struktur aus einem durchgehenden Gewebe (11) aus mit photovoltaisch wirksamen Schichten (13) von imprägnierten Fasern (12) auf. Um die durch den photovoltaischen Außenmantel gewonnene elektrische Energie umweltfreundlich nutzen zu können, werden während des Flugbetriebes im Gütertransportluftschiff mitgeführte/transportierte Lithium-Ionen-Akku-Einschübe aufgeladen, welche für die Versorgung von mit Akku-Einschüben angetriebenen Akku-getriebenen Pkw's herangezogen werden. Die Anlieferung der jeweils in einem Akku-getriebenen Pkw benötigten aufgeladenen Lithium-Ionen-Akku-Einschübe wird durch eine Anforderung des betreffenden Pkw-Führers an das Transportluftschiff ausgelöst, wobei die Anlieferung per unmittelbarer Luftfracht-Anlieferung durch das Gütertransportluftschiff zum jeweiligen Akku-getriebenen Pkw erfolgt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Luftschiff mit einem ellipsenförmigen Tragkörper. Bekannt sind Luftschiffe, die insbesondere für eine Passagierbeförderung eingesetzt waren oder noch sind. Für insbesondere die Beförderung von sperrigen Güttern, etwa zu weit entlegenen Ölfeldern könnten Luftschiffe unter Betrachtung der physikalischen Voraussetzungen, durchaus ein nützliches Transportmittel sein, wenn auf der Basis der bekannten, einfachen Luftschiffkonstruktionen Modifikationen vorgenommen werden, die sich an den neuen technologischen Entwicklungen orientieren. Der Mangel und der Nachteil der bekannten, meist bereits vor längerer Zeit konstruierten Luftschiffe ist es eben, daß moderne Technologie, wie etwa moderne Mess- und Regeltechnik, Computer- und Fernleittechnik, neuartige Kunststofftechnik noch nicht zum Zuge kamen. Dieser Einsatz ist jedoch erforderlich, um etwa das Be- und Entladen eines Luftschiffes mit Gütern zu bewerkstelligen, die 20, 30 oder 40 t wiegen.
Aus den Druckschriften US 6 010 093 A , DE 40 09 772 A1 , DE 42 04 962 A1 und DE 41 17 952 A1 sind Luftschiffe bekannt, auf deren Oberfläche Solarzellen zur Erzeugung von elektrischer Energie zur Eigennutzung durch das Luftschiff angeordnet sind. Die Druckschrift US 6 224 016 B1 betrifft ein integriertes flexibles Solarzellenmaterial, das als photovoltaischer Außenmantel zur äußeren Auflage auf der Außenhaut von Luftschiffen verwendet wird. Der photovoltaische Außenmantel aus mehreren parallel angeordneten langgestreckten Bahnen mit einer Vielzahl von Solarzellen ist ein separates Bauteil und weist eine Struktur aus einem durchgehenden Gewebe aus mit photovoltaisch wirksamen Schichten von imprägnierten Fasern auf. Er wird zur Stromversorgung der als Luftschiff mit einem ellipsenförmigen Tragkörper ausgeführten Höhenplattform genutzt.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein Gütertransportluftschiff mit einem ellipsenförmigen Tragkörper und einem auf der Außenhaut aufliegenden photovoltaischen Außenmantel so auszuführen, dass eine umweltfreundliche Nutzung der durch die riesige Oberfläche des photovoltaischer Außenmantels gewonnenen elektrischen Energie erfolgen kann.
Dieses Problem wird durch den Patentanspruch 1 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen ausgeführt.
Die Nachteile werden erfindungsmäßig beseitigt, indem ein photovoltaischer Außenmantel in Kombination mit einem Geflecht aus stabilen Netzwerksträngen die Voraussetzungen liefern für ein Luftschiff mit generell niederigen Cw-Werten und zusätzlich auch noch durch die strukturmäßig günstige und stromlinienkonform vorteilhaften Positionierungen von Antriebseinheiten unter dem photovoltaischen Außenmantel an der Front- und Heckspitze. Ein weitere erfindungsgemäße Ausgestaltung ist die Schaffung eines Lastenfunktionsraumes unter der Unterseite des Tragkörpers, wobei der Lastenfunktionsraum wiederum von dem photovoltaischen Außenmantel auch an dieser Stelle stromlinienkonform eingeschlossen wird. Die weitere erfindungsgemäße Ausgestaltung der Erfindung durch Nutzung der riesigen Luftschiffoberfläche zum Einfangen von Lichtenergie zwecks Stromerzeugung stellt einen weiteren Vorteil dieser Konstruktion dar. Auf die Mitnahme von grossen Kraftstoffvorräten kann verzichtet werden, weil die E-Motoren das Luftschiff mit Sonnenenergie antreiben und der Luftwiderstand bei dieser Konstruktion verringert wurde. Die E-Motoren sind außerdem umweltfreundlich und nicht störanfällig. Der erfindungsgemäße Ausgestaltung der Konstruktion durch einheitliche Verwendung eines Zentralcomputers für alle Steuerungs- und Regelvorgänge in Kombination mit Fernsteuerungen ist eine Automatisierung, die sich im Endeffekt materiell mehrfach positiv auswirkt. Es wird rationalisiert, organisatorisch und arbeitskräftemäßig Zeit und Aufwand eingespart.
Funktionsbeschreibung
Das Gütertransportluftschiff (GTLS) 17 basiert auf einem in herkömmlicher Weise gefertigten, in der Seitenansicht ellipsenartigen, mit Helium gefüllten, druckfesten, einfachen Tragkörper für den vertikalen Auftrieb. Das Ausführungsbeispiel zeigt ein von oben über diesen Tragkörper gestülpten zusätzlichen photovoltaischen Außenmantel (PVAM) 10 zur Aufnahme aller weiteren Funktionsteile. Eine langgesteckte Form des GTLS 17 und der Verkleidungen 22, 23 der GTLS-motorischen Antriebsaggregate (MAA) 18, 19 und allen anderen GTLS-Funktionseinheiten sind für einen günstigen Cw-Wert und überdurchschnittliche Geschwindigkeiten ausgelegt. An der vorderen und hinteren Spitze 1, 2 des GTLS 17 sind am PVAM 10 Verstärkungen zur Halterung für die MAA 18, 19 angebracht. Die MAA 18, 19 bestehen aus einem Doppelpack mit jeweils vorderem Elektromotor 24, 25 und hinterem, brennstoffgetriebenen Sternmotor 25, 26. In organischer Weise sind stabile Netzwerkstränge (SNS), die vom oberen Bereich des Außenmantels abwärts verlaufen, dazu vorgesehen, die MAA-Lasten an den GTLS-Spitzen zu halten. Für den Normalbetrieb ist eine photovoltaische Stromversorgung der Elektromotoren 24, 25 vorgesehen. Ein photovoltaischer Außenmantel (PVAM) enthält ein durchgehendes Gewebe, das aus Fasern mit photovoltaisch wirksamen Schichten aufgebaut ist. An den MAA 18, 19 sind schaufelförmige Propeller 18A, 19A ausgebildet, die für Druck- oder Zugbetrieb ausgebildet sind und über Halterungen in verschiedene Richtungen einlenkbar gelagert sind. Der jeweils hintere, brennstoffgetriebene Sternmotor 26, 27 ist als Kompaktpaket mit Treibstofftank ausgebildet. Er ist als zusätzlicher Flautenschieber vorgesehen, falls die Leistung der Photovoltaik durch äußere Umstände nachlassen sollte. An der Unterseite des Tragkörpers 8 ist ein Lastenfunktionsraum (LFR) 6 vorgesehen, der an den Seiten vom PVAM stromlinienkonform verkleidet und nach unten geöffnet ist. Die auf dem PVAM 10 angeordneten SNS 14 formen die stromlinienkonforme Verkleidung (SLKV) 3 des (LFR) 6.
Dieser freie LFR-Raum ist einerseits vorgesehen zur Aufnahme von Transportgütern und andererseits zur Aufnahme von elektrischen und hydropneumatischen Anlagen für das Heben, Befestigen und Absenken von Transportgütern bis zu insgesamt 50 t und außerdem für das Ausbalancieren der Schwerkraft des GTLS 17 mittels Gegengewichten, wobei u. a. Erdreich, Wasser... verwendet werden.
Ein Zentralcomputer (ZC) 34 ist programmiert, um sämtliche Steuer- und Regelungsvorgänge für das Be- und Enladen als auch für den motorgetriebenen Transport zu koordinieren. Der ZC 34 ist über Fernsteuerung an bodengestützte Kontrollstationen am Abflug- und Ankunftsort, sowie bei Flugsicherungs- und mobilen Kontrollstationen angeschlossen. Als bodengestütze Kontrollstationen können auch Navigationsanschlüsse von Lithium-Ionen-getriebenen Personenkraftwagen dienen. Die photovoltaische Energieerzeugung des Güterluftschiffes kann während des Flugbetriebes Lithium-Ionen-Akku-Einschübe für die Versorgung von mit Akku Einschüben angetriebenen Pkws aufladen. Solche aufgeladenen Akku-Einschübe kann der Pkw-Führer per Navigationssystem heranbeordern und gleichfalls per Navigationssystem zur Landung herunterführen. Der Pkw-Führer kann dann den Austausch seines leeren Akkus gegen die per Luftschiff angelieferte Akku-Einschubeinheit selbst auswechseln. Anschließend kann der Pkw-Fahrzeugführer über seine Navigationssystem das Gütertransportluftschiff wieder zum Start in die Luft beordern. C02-freie hergestellte Energie wird somit durch CO2-freie Anlieferung mittels dem photovoltaisch angetriebenen Luftschiff für den CO2-freien Pkw-Betrieb angeliefert. Die Luftfracht-Anlieferung von Akku-Energie für Akku-getriebene Pkws mit einem solchen photovoltaischem Güterluftschiffsystem bietet darüber hinaus die Vorteile einer unabhängig von landgestütztem Akkuversorgungssystem individuellen, schnellen, landesweiten Versorgung zu jedem Platz, an dem der Nachfrager sich befindet. Das ist besonders vorteilhaft, solange noch umfassende, landgestützte Akku-Energie-Versorgungssysteme für Elektroautomobile fehlen.
Bezugszeichenliste

1, 2: Spitzen des Gütertransportluftschiffs (17)
3: Verkleidung des Tragkörpers (8)
4: Ladeöffnung
5: Verkleidung, stromlinienförming
6: Lastenfunktionsraum
7: Unterseite
8: Tragkörper
9: Außenhaut
10: PV-Außenmantel
11: Gewebe, durchgehend
14: Netzwerkstränge
15: Knotenpunkte, abgeflacht
17: Gütertransportschiff
18, 19: Aggregate
24, 25: Elektromotor
26, 27: Stern-Verbrennungsmotor
20, 21: Halterungen
22, 23: Verkleidungen für Antriebsaggregate
28, 29: Schwenkbare Halterung/Richtungssteuerung für (17)
30: Elektrische + hydropneumatische Anlagen
32: Gegengewichte zum Ausgleich
33: Arbeitsraum, unterer Teil des Lastenraums (6)
34: Zentralcomputer
35: Fernsteuerungs-Einrichtung

Claims

Gütertransportluftschiff mit einem ellipsenförmigen Tragkörper, wobei zur äußeren Auflage auf der Außenhaut des Tragkörpers ein photovoltaischer Außenmantel (10) als separates Bauteil angeordnet ist, wobei der photovoltaische Außenmantel (10) eine Struktur aus einem durchgehenden Gewebe (11) aus mit photovoltaisch wirksamen Schichten (13) von imprägnierten Fasern (12) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass mit der durch den photovoltaischen Außenmantel gewonnenen elektrische Energie während des Flugbetriebes im Gütertransportluftschiff mitgeführte/transportierte Lithium-Ionen-Akku-Einschübe aufgeladen werden, welche für die Versorgung von mit Akku-Einschüben angetriebenen Akku-getriebenen Pkw's herangezogen werden, wobei die Anlieferung der jeweils in einem Akku-getriebenen Pkw benötigten aufgeladenen Lithium-Ionen-Akku-Einschübe durch eine Anforderung des betreffenden Pkw-Führers an das Gütertransportluftschiff ausgelöst wird und wobei die Anlieferung per unmittelbarer Luftfracht-Anlieferung durch das Gütertransportluftschiff zum jeweiligen Akku-getriebenen Pkw erfolgt.
Luftschiff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der photovoltaische Außenmantel (PVAM) (10) stromlinienförmig die Außenkonturen (16) eines Gütertransportluftschiffes (GTLS) (17) formt.
Luftschiff nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der PVAM (10) und die stabilen Netzwerkstränge (SNS) (14) Halterungen (20; 21) und stromlinienförmige Verkleidungen (22; 23) für motorische Antriebsaggregate (18; 19) an den Spitzen (1; 2) des GTLS (17) bilden.
Luftschiff nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass für die motorischen Antriebsaggegate (18; 19) jeweils ein außenspitzenseitig angeordneter Elektromotor (24; 25) mit einem dahinter angeordneten Stern-Verbrennungsmotor (26; 27) vorgesehen sind.
Luftschiff nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für die motorischen Antriebsaggegate (18; 19) schaufelförmige Propeller (18A; 19A) vorgesehen sind, die schwenkbare Halterungen (28; 29) zur Richtungssteuerung des GTLS (17) aufweisen.
Luftschiff nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass photovoltaische Fasern direkt in der Außenhaut (9) des Tragkörpers (8) eingearbeitet sind.