DE2217912A1 - Leichtbaumaterial und dessen Anwendung - Google Patents

Description

DIPL.-ING. KLAUS BEHN O O 1 7 Q

DIPL.-PHYS. ROBERT MÜNZHUBER

PATENTANWÄLTE

8 MÖNCHEN 22 Wl DENMAYERSTRASSE 6 TEL. (0811) 22 25 30-29 5192

15. April 1972 A IO272 Ml/ib

Herr Donald Mark BURGESS, 7A Sydney Place, London S.VJ. 1..

England

Leichtbaumaterial und dessen Anwendung

Die Erfindung betrifft ein Leichtbaumaterial sowie Anwendungsformen derartigen Materials.

Gemäß der Erfindung wird ein Leichtbaumaterial in Form eines Elementes geschaffen, das aus zellförmigem Plastikmaterial gebildet ist, das Zellen enthält, die Heliumgas enthalten, und das eine Dichte hat, die nicht wesentlich größer ist als die Dichte der Luft.

Das Plastikmaterial kann ein thermoplastisches sein, z.B. ein polymerisiertes olefinisch ungesättigtes Material wie ein Polystyrol, Polypropylen, Polyäthylen oder Polyvinylchlorid. Das verwendete Plastikmaterial wird entsprechend den gewünschten Eigenschaften des Baumaterials aus-209843/1065

gewählt. Wenn z.B. ein Baumaterial erzeugt werden soll mit möglichst geringer Dichte, dann wird ein Plastikmaterial ausgewählt, dessen Dichte so gering wie möglich ist. Die Zellen des Baumaterials können auch anderes Gas als Helium enthalten. Je größer jedoch der Anteil des Heliums in den Zellen ist, desto geringer ist die Dichte des Leichtbaumaterials.

Die gemäß der Erfindung zu erzeugenden Elemente können dadurch erhalten werden, daß Plastikmaterial in flüssigem Zustand hergestellt und Heliumgas in das flüssige Material einleitet wird, so daß ein Schaum entsteht, woraufhin dann der Schaum gekühlt oder sonstwie zum Aushärten gebracht wird, und zwar in der gewünschten Form. Der Schaum kann auch durch Einbringen eines Schäummittels zusätzlich zum Heliumgas erzeugt werden, welches dann ein anderes Gas als Helium selbst erzeugt. In diesem Fall werden die Zellen neben dem Helium auch noch anderes Gas enthalten. Damit die Dichte des Materials erhalten bleibt, müssen die Zellen des Schaumwerkstoffs geschlossen sein, damit beim Gebrauch das Gas aus ihnen nicht entweichen kann. Die Herstellung von porösem Material mit geschlossenen Zellen ist allgemein bekannt. Um Heliumverlust aus dem Schaumelement durch Osmose zu verringern, kann das Element eine Außenhaut erhalten mit

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Helium enthaltenden Blasen aus äußerst dünnem Plastikmaterial.

Durch geeignete Auswahl des Plastikmaterials und des Wesens des neben dem Helium verwendeten Gases in den Zellen kann Leichtbaurnaterial unterschiedlicher Dichte erzeugt werden. Genauer gesagt ist es möglich, ein Leichtbaumaterial zu erzeugen, das sogar leichter als Luft ist.

Die Elemente nach der Erfindung haben die Gestalt zusammenhängender Körper und können als Baumaterial für viele Zwecke verwendet werden. Sie sind leicht herzustellen, denn das Schaummaterial kann auf einfache Weise,beispielsweise mittels eines heißen Drahtes,geschnitten wersich

den. Es lassen/z.3. auch Luftfahrzeuge, die leichter als Luft sind, Bauwerke und Dachabdeckmaterialien aus Elementen gemäß der Erfindung herstellen.

Nach einem v/eiteren Gesichtspunkt der Erfindung wird ein Luftfahrzeug geschaffen, das eine äußere Schale besitzt, die aus Elementen des zellförmigen Plastikmaterials hergestellt ist, in dessen Zellen sich Heliumgas eingeschlossen befindet.

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Ein derartiges Luftfahrzeug kann so hergestellt werden, daß Elemente aus dem Zellplastikmaterial hergestellt werden, die dann zu der äußeren Schale miteinander verbunden werden. Diese Elemente können so gearbeitet sein, daß sie haftend ineinandergreifen, und sie können zusätzlich noch durch einen Kleber miteinander verbunden werden. Wegen der geringen Dichte des Zellmaterials kann die äußere Schale sehr dick sein, z.B. in der Größenordnung von I5 m. Wenn aus dem Zellmaterial von entsprechender Dichte z.B. einer Dichte kleiner als die Dichte von Luft, verwendet wird, dann liegt ein Luftfahrzeug vor, das selbst leichter als Luft ist und das infolge dessen keine Auftriebsflächen (Flächen mit aerodynamischem Auftriebsquerschnitt) oder sonstige Mittel zur Überwindung der Erdanziehungskrafte benötigt. Die Außenschale des Luftfahrzeuges ist vorteilhaft besc-hichtet mit einer Außenhaut aus hochfestem Plastikmaterial wie linearem Polyamid (Nylon) oder Polyäthylenterephtalat(Terylen). Das Luftfahrzeug besitzt weiterhin innerhalb der Schale einen Bereich, der für den Transport von Ladung oder Passagieren bestimmt ist. Für diesen Fall wird dieser Bereich mit den Elementen, die die Außenschale bilden, derart verbunden, daß die von ihm ausgehende Belastung auf eine Vielzahl von Elementen, aus denen die Außenschale aufgebaut ist, übertragen wird, v/as z.B. mittels Tragseilen oder

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Kohlenstoffäden oder Polyathylenterephthalatfasern geschieht, welche Pasern die Tragseile darstellen, die ausgefächert und an die verschiedenen Elemente, die die Aussenschale darstellen, angeschlossen sind. Nach einer anderen Form kann die Last auf eine Vielzahl von Elementen in der Weise verteilt werden, daß die Außenschale aus vielen Schichten der Elemente aufgebaut wird und zwischen die einzelnen Schichten ein Netz eingelegt wird, an welches dann der die Ladung oder die Passagiere befördernde Teil befestigt wird. Der die Ladung oder die Passagiere befördernde Teil des Luftfahrzeugs ist vorzugsweise geeignet, zuvor mit der Ladung gefüllte Container Oder solche Container, in denen sich bereits die Passagiere befinden, aufzunehmen, um Verzögerungszeiten beim Laden oder Entladen zu vermeiden. Das Laden und Entladen kann mittels Winden durchgeführt werden, so daß das Luftfahrzeug selbst gar nicht auf der Erde zu landen braucht.

Die Schale kann leicht so hergestellt werden, daß sie bereits elektrische Leitungen, Leitungen anderer Art, Fenster und dergleichen enthält.

Das Luftfahrzeug kann jede beliebige Form haben. Es

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kann beispielsweise die Form einer flachen Schüssel haben, die in umgekehrter Lage mit einer weiteren gleichen flachen Schüssel zusammengesetzt wird, so daß insgesamt eine Form entsteht, wie sie die bekannten "fliegenden Untertassen" der ScLence Fiction-Literatur haben. Das Luftfahrzeug kann jedoch auch eine vordere Spitze und einen Schwanzabschnitt mit Stabilisierungsflächen haben. Vorzugsweise besitzt es jedoch in Draufsicht Trapezform, hat einen im wesentlichen elliptischen Querschnitt und einen Längsschnitt ähnlich einem seitlich abgeflachten Tropfen. Der Vorderbereich des Luftfahrzeugs kann mit einer dünnen

einer

Metallfolie z.B. aus Titan oder Leichttegierung, oder einer Glasfaserschicht überzogen sein, damit eine zusätzliche Verstärkung vorhanden ist. Auch einige andere Teile wie etwa die Stabilisierungsflächen können in ähnlicher Weise beschichtet sein.

Das Luftfahrzeug kann von einem oder mehreren motorgetriebenen Propellern angetrieben werden. Werden die Motoren außerhalb der äußeren Schale befestigt, dann sollten die Teile, die die Motoren tragen, durch Leichtlegierungen oder Titan verstärkt werden. Bei einem ausgeführten Beispiel dieses Luftfahrzeugs sind vier Hilßpropeller und Mo-

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toren zu deren Antrieb am Außenumfang der Außenschale verteilt und mit Ablenkeinrichtungen versehen, so daß mit ihnen vertikale und Seitwärtsbewegung des Luftfahrzeuges möglich ist. Außerdem befindet sich am hinteren Ende des Luftfahrzeugs ein Hauptpropeller mit zugehörigem Motor, der dem Luftfahrzeug den Hauptvortrieb gibt. Zu bevorzugen sind für den Antrieb jedoch Antriebsorgane, die sich in Röhren befinden, die das Luftfahrzeug von gegenüberliegenden Enden durchziehen. Es sind mehrere Röhren vorgesehen; ein erster Satz erstreckt sich im wesentlichen in Längsrichtung des Luftfahrzeugs, wodurch eine Vorwärts- und Rückwärtsbewegung ermöglicht wird; ein zweiter Satz erstreckt sich im wesentlichen vertikal durch das Luftfahrzeug, womit die Vertikalbewegung gesteuert wird, und ein dritter Satz erstreckt sich im wesentlichen quer durch das Luftfahrzeug, womit die Seitwärtsbewegung des Luftfahrzeugs gesteuert wird. Die Röhren sind mit der Außenschale derart verbunden, daß die von den Antriebsaggregaten erzeugten Kräfte über eine größere Anzahl von Elementen, aus denen die Außenschale aufgebaut wird, verteilt wird. Die Antriebsaggregate werden vorzugsweise von Elektromotoren angetrieben, die ihre Energie aus einem dieselgetriebenen Generator erhalten. Aus Sicherheitsgründen ist vorzugsweise ein doppelter Generatorsatz vorhanden.

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Wenn die Gesamtdichte des Luftfahrzeuges einschließlich Last nicht geringer als Luft ist (das heißt im wesentlichen gleich oder geringfügig größer als Luft), dann können Auftriebskräfte, die bei der Vorwärtsbewegung des Luftfahrzeuges erzeugt werden, zu dessen Gewichtsentlastung herangezogen werden. Es können außerdem je nach der Gesamtdichte des Luftfahrzeugs Auftriebsblasen oder Ballons mit Helium im Inneren des Luftfahrzeuges untergebracht werden. Derartige Behälter können z.B. aus linearem Polyamid oder Polyäthylenhäuten hergestellt sein, und einige von ihnen können ständig aufgeblasen und verschlossen sein, wogegen andere aufblasbar sind, wenn dies benötigt wird. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung können eine Hej ■■ berer und unterer Gasbehälterbeutel vorgesehen sein, vci'i '. onexi die untere Reihe verschlossen und ständig aufgeblactii ist und sie die obere Reihe der Beutel, die je nach Boilarf entleert oder aufgeblasen wird, zusammendrückt. Die obere Reihe der Beutel kann zusätzlich noch durch Auspumpen des Gaues in einen geeigneten Rehälter und Komprimieren des Gaset; ^ iin entleert werden. Das Gas kann dann so stark komprimiere werden, daß en in dem Behälter in flüssiger Form aufbewahrt werden kann. Das Luftfahrzeug kann zusätzlich oder wahlweise zum Aufsteigen oder Sinken gebracht v/erden,

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indem verschlossene Beutel, die teilweise mit Helium gefüllt sind, erwärmt oder abgekühlt werden. Eine derartige Anordnung vermeidet, daß Gas abgelassen werden muß, was bei den bekannten Luftfahrzeugen, die leichter als Luft waren, erforderlich war, wenn diese sinken sollten.

Bekannte Luftschiffe besitzen ein Rahmenwerk, das eine äußere Haut und in dieser Haut Gasbehälterbeutel trägt. Das Rahmenwerk besteht im wesentlichen aus Metall, hat die Neigung, Wärme zu absorbieren mit der Folge, daß das Gas in den Behältern sich ausdehnt und sich dadurch der Auftrieb vergrößert. Bei der Erfindung ist kein derartiger Rahmen nötig, da die Außenschale aus dem Zellmaterial selbsttragend ist. Es ergeben sich deshalb auch keine Schwierigkeiten durch Überhitzung.

Es versteht sich, daß beim Entladen des Luftfahrzeugs nach der Erfindung die Gesamtdichte abnimmt, und wenn die Elemente der äußeren Schale eine Dichte haben geringer als Luft, kann dies dazu führen, daß das Luftfahrzeug sich erhebt. Dies kann dadurch vermieden werden, daß ein Landegestell vorgesehen wird, das eine Flüssigkeitsmenge, z.B. Wasser, enthält und das Luftfahrzeug mit Aufnahmebehältern für eine Wassermenge und Anschlüssen

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ausgestattet wird, über die Flüssigkeit in die Aufnahmebehälter gepumpt wird, wenn das Luftfahrzeug auf dem Landegestellt ruht. Die Anschlüsse können mit einer Pumpe in Verbindung gebracht werden, die in dem Landegestell untergebracht ist, und die Flüssigkeit in die Aufnahmebehälter hineinpumpt. Duron die in das Luftfahrzeug hineingepumpte Flüssigkeit wird dessen Gesamtdichte erhöht, so daß es auf dem Landegestell aufliegen bleibt. Nach dem Wiederbeladen wird dann die Flüssigkeit zurück in die Tanks fes Landegestells gepumpt, womit die Gesamtdichte des Luftfahrzeugs wieder abnimmt und es sich erheben kann. Das Landegestell kann auch aus Elementen gemäß der Erfindung gebildet sein. Bei einem anderen permanenten Landeplatz wird eine Anzahl (vorzugsweise wenigstens vier) aufwärtsstehender hydraulischer Pfeiler verwendet. Das Luftfahrzeug läßt ein Seil herab, das am Landeplatz befestigt wird und wird dann in eine Stellung gefahren, in der die Pfeiler mit entsprechend verstärkten Druckpunkten auf der Unterseite der Aussenschale des Luftfahrzeuges zusammenpassen. Es werden dann weitere, vorzugsweise fünf, Seile herabgelassen und am Landeplatz befestigt, woraufhin das Luftfahrzeug dann auf die Pfeiler herabgezogen wird und die Druckpunkte auf den Enden der Pfeiler zu liegen kommen. Die Pfeiler können mit

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Treppen ausgestattet sein, über die die Passagiere das Luftfahrzeug besteigen oder verlassen können, ferner mit Treibstoffleitungen und dergleichen, über die das Luftfahrzeug versorgt wird.

Ein wesentlicher Nachteil der bekannten Luftfahrzeuge, die leichter als Luft sind, beruht darauf, daß sie ■ für ihren Auftrieb Wasserstoffgas verwenden, das äußerst leicht brennbar ist. W^'iii auch das zur Herstellung der Aussenschale des eriindungsgamäßen Luftfahrzeugs verwendete Plastikmaterial selbst brennbar sein kann, so wird durch das in den Zellen des Zellplastikmaterials eingeschlossene Heliumgas jegliches Brennen wi^-ier gelöscht bzw. direkt verhindert .

Der dritte Gesichtspunkt der Erfindung ist ihre Anwendung zum Bauen von Gebäuden, deren Dächer und/oder Wände aus Elementen gebildet sind, die aus Zellplastikmaterial bestehen, in dessen Zellen Heliumgas enthalten ist. Bei geeigneter Auswahl eines Materials von günstiger Dichte benötigen die Gebäude weder ein Rahmenskelett nocii sin Fundament. Eine Wand eines solchen Gebäudes kann z.B., derart aufgebaut werden, daß mit zunehmender Höhe der Wand immer leichtere

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Elemente verwendet werden. Der untere Teil der Wand kann aus Elementen bestehen, deren Dichte größer ist als die Dichte der Luft, wohingegen der oberste Teil der Wand aus Elementen gebildet wird, deren Dichte geringer ist als die Dichte der Luft. Es läßt sich auf diese Weise ein praktisch gewichtsloses Gebäude erstellen. Es ist lediglich erforderlich, ein derartiges Gebäude auf der Erde zu verankern, was z.B. mittels Zugankern erfolgen kann, wohingegen eine übliche Gebäudegründung nicht mehrt nötig ist. Wird darüberhinaus das Dach des Gebäudes aus Elementen des Zellplastikmaterials hergestellt, dessen Zellen Heliumgas enthält, und sind diese Elemente von einer Dichte in der Größenordnung der Dichte von Luft oder gar darunter, dann ist dieses Dach im wesentlichen selbsttragend, und das Gebäude benötigt nicht einmal eine das Dach tragende Dachkonstruktion. Aneinanöergrenzende Elemente werden vorzugsweise miteinander verbunden, z.B. durch ineinandergreifende Aluminiumrohre, um dadurch eine größere Steifigkeit zu erhalten. Die Wand oder das Dach können aus mehreren Schichten dieser Elemente aufgebaut werden, und ein Netz kann zwischen diese einzelnen · Schichten eingefügt werden.

Ein Luftfahrzeug der vorgenannten Art kann sehr grosse Ausmaße annehmen, so daß sich Schwierigkeiten ergeben kön-

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nen, einen geeigneten Hangar entsprechender Größe in konventioneller Technik zu erstellen. Gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung ist jedoch das Erstellen geeigneter Hangars leicht möglich. Ein solcher Hangar kann durch einfaches Zusammenfügen von Elementen aus Zellplastik (z.B. in Form von vorfabrizierten Blöcken, die in irgendeiner Weise ineinandergreifen) und Verbinden mit Hilfe eines Klebers aufgebaut werden, so daß die Elemente in Bogenform zwei am Boden auseinanderliegende Punkte, den darunterliegenden Erdboden überspannend, verbinden. Die Kanten dieses Bogens können z.B. durch Stahlzuganker am Boden verankert werden. Die Außenfläche des Hangars kann durch einen hauchfesten Film aus Plastikmaterial beschichtet und damit verstärkt werden.

Mit der Erfindung kann auch ein Stadion oder ein Sportplatz mit einem Dach überspannt werden, das aus Elementen mit einer Dichte in der Größenordnung von Luft oder besser noch etwas darunter nach der Erfindung zusammengesetzt ist. Ein derartiges Dach ist ebenfalls im wesentlichen selbsttragend und benötigt deshalb nur ein geringes oder gar kein Stützgerüst.

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Zum besseren Verständnis der Erfindung und zur Darstellung ihrer Wirkungsweise werden nun Ausführungsformen anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines ersten Ausführungsbeispiels eines Luftfahrzeugs nach der Erfindung;

B'ig. 2 einen Querschnitt nach der Linie II-II in Fig. 1j

Fig. ^ eine schematische Endansicht eine3 Han-rs

nach der Erfindung für das Luftfahrzeug;

Fig. 4 einen schematischen Längsschnitt eines zweiten Luftfahrzeugs nach der Erfindung;

Fig. 5 eine Draufsicht auf das Luftfahrzeug nach Fig. 4; und

Fig. 6 einen Teil aus Fig. 4 in vergrößertem Maßstab.

In den Fig. 1 und 2 ist ein Luftfahrzeug gezeigt, das einen kolbenförmigen ersten Teil 1 und einen sich längserstreckenden Schwanzteil 2 aufweist, der in Stabilisierungsflächen 3 endet. Der Teil 1 und der Teil 2 haben im wesentlichen Kreisquerschnitt. Beide Teile besitzen eine äußere Schale 4, die sich aus miteinander verbundenen Elementen aus Zellplastikmaterial zusammensetzt, das Heliumgas einschließende Poren besitzt. Die Elemente haben eine Dichte, die geringer ist als die Dichte der Luft, und sind in Form

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von Blocks aus diesem zellförmigen Plastikmaterial hergestellt. Sie sind außerdem mittels eines Klebers zusam-■ mengehalten. Eine Schutzschicht 5 aus hochfestem Nylon oder Terylen bedeckt die Außenfläche der Sehale k der Teile 1 und 2. Die Nase des Teils 1 ist außerdem noch mit einer glasfaserverstärkten Plastikschicht 6 oder einer Schicht aus leichtem Metall verstärkt, die die Widerstandsfähigkeit gegen Schläge und Stöße z.B. bei Zusammenstößen mit Vögeln erhöht. Die Stabilisierungsflächen 3 sind ebenfalls aus Elementen des keilförmigen Plastikmaterials, dessen Zellen Helium enthalten, gebildet. Die äußeren Enden der Flächen sind durch einen Ring J aus einem leichten Metall verbunden, wodurch ihre Fertigkeit- erhöht wird« Am Teil 1 sind gleichmäßig am Umfang verteilt vier Hilfspropeller und zugehörige Motore angebracht, von denen si~-sr mit der Bezugsziffer 8 bezeichnet ist. Ein einstellbarer Ablenkmechanismus (nicht gezeigt) an jedem der Propeller dient dazu, die Wirkungsrichtung der Propeller nach Wunsch zu verändern. Ein Hauptpropeller mit zugehörigem Motor 9 ist am Ende des Schwanzteils 2 angebracht und sorgt für den Hauptvortrieb. Die Hilfspropeller eraeugen die I&äfte für Vertikal- und Seitwärtsbewegung, je nachdem wie die Ablenkvorrichtungen eingestellt sind. Im Rumpfteil■1 befindet sich eine Tragkammer 10, in die Container aufgenommen werden

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können, die zuvor mit einer Ladung oder mit Passagieren gefüllt werden. Die Kammer 10 ist mit der Außenschale 4 des vorderen Rumpfteils 1 durch Tragseile 11, die aus Fasern wie etwa Kohlenstoffasern oder Terylen gebildet sind, verbunden. Die Fasern an den Enden der Seile sind ausgefächert und mit den einzelnen Elementen verbunden, damit die Last auf die gesamte Schale gleichmäßig verteilt wird. Ein derartiges Ende ist mit der Bezugsziffer 12 bezeichnet. Innerhalb des Rumpfteils 1 befinden sich Auftriebsbeutel aus einer Nylon-oder Polyäthylenhaut, in denen Helium enthalten ist. Diese Beutel sind in einer unteren Reihe I3 und in einer oberen Reihe 14 angeordnet. Die Beutel der unteren Reihe sind ständig mit Helium gefüllt und dicht verschlossen, wogegen die Beutel der oberen Reihe 14 gefüllt oder entleert werden können. Die Stabilisierungsflächen 3 sind mit Glasfasern oder einer Leichtmetallegierung beschichtet. Die Teile der Außenschale, die mit den Propellern und Motoren 8 und 9 verbunden sind, sind ebenfalls durch eine Beschichtung aus Titan oder einem sonstigen Leichtmetall überzogen, um ihre Festigkeit zu erhöhen.

Man muß sich vorstellen, daß beispielsweise die Aussenschale eine Dicke von 15 m, das gesamte Luftfahrzeug

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eine Länge von etwa 500 m und an der Stelle seines größten Durchmessers 150 m messen kann. Ein derartiges Luftfahrzeug kann eine Nutzlast von mehr als 500 t, eine Reisegeschwindigkeit von 550 km/h und eine Spitzengeschwindigkeit von 8OO km/h haben.

In der Fig. 3 ist ein Gebäude gezeigt, das- gemäß der Erfindung aufgebaut ist. Dieses Gebäude ist ein Hangar für das in den Fig. 1 und 2 gezeigte Luftfahrzeug, und es besteht aus einer kombinierten Seitenwand und Dachkonstruktion 20 aus Elementen von Zellplastikmaterial, dessen Poren Heliumgas enthalten. Die Elemente, die 6 m-Quader sein können, sind so vorfabriziert, daß sie ineinander gehängt werden können, und sie werden zusätzlich durch einen Kleber miteinander verbunden. Die für den unteren Wandteil verwendeten Elemente haben eine etwas größere Dichte als Luft, wohingegen die für das Dach verwendeten Elemente eine Dichte haben, die kleiner als die Dichte der Luft ist. Insgesamt gesehen hat die Wand- und Dachkonstruktion 20 ein vernachlässigbares Gewicht. Die unteren Teile der Wände sind durch Stahlzuganker 21 mit dem Boden verbunden, und ein Film 22 aus z.B. Polyäthylen oder Nylon ist über die zusammengesetzten Elemente gedeckt. Jedes Element hat einen Aluminium-

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rohrabschnitt in sich. Jeder Rohrabschnitt besitzt ein Gewindeende, das in das Rohr des nächsten Elementes eingeschraubt wird, so daß nach Fertigstellung des Gebäudes eine Zugstange 23,die sich aus den miteinander verbundenen Rohrabschnitten zusammensetzt, durch die gesamte Wand- und Dachkonstruktion 20 hindurchzieht. Wegen des geringen Gewichtes des Zellplastikmaterials können sehr große Elemente durch die Bauhandwerker leicht gehandhabt werden, und es ist für das Gebäude weder eine Gründung noch ein Stützgerüst erforderlich.

Die Pig. 4, 5 und 6 zeigen ein anderes Luftfahrzeug, das eine Außenschale J>0 besitzt, die aus Elementen 3I aus Zellplastikmaterial zusammengesetzt ist, dessen Poren Heliumgas enthalten. Die Außenschale JO ist durch eine Schutzhaut aus Plastikmaterial (nicht gezeigt) beschichtet. Die Elemente haben eine Dichte, die nicht wesentlich größer als die Dichte von Luft ist, und sie sind derart miteinander verbunden, daß das Luftfahrzeug in Draufsicht eine im wesentlichen trapezförmige Gestalt hat, der Querschnitt etwa elliptisch ist und der Längsschnitt eine Gestalt eines Tropfens mit abgeflachten Seitenflächen hat. Innerhalb der Außenschale liegen vier Rohre ;52, die das Luftfahrzeug der Länge nach durchziehen. Jedes Rohr verbindet eine öffnung J$ in der Stirn-

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fläche der Außenschale 50 des Luftfahrzeugs mit einer Öffnung 54 in der rückwärtigen Fläche der Außenschale. Weiterhin durchsetzen vier Rohre 55 das Luftfahrzeug in vertikaler Richtung. Jedes Rohr 55 verbindet eine öffnung 56 in der Oberseite mit einer öffnung 57 in der Unterseite des Luftfahrzeugs. Außerdem durchziehen zwei Röhren 58 das Luftfahrzeug in Querrichtung. Sie verbinden eine öffnung 59 in der Außenschale 50 auf einer Seitenfläche des Luftfahrzeugs mit einer öffnung 40 in der Schale 50 auf der anderen Seite des Luftfahrzeugs. Jedes Rohr 52, 55 und 58 ist aus einem luftundurchlässigen Material von geringstmöglicher Dichte (z.B. Titan oder Aluminium) hergestellt und enthält ein Antriebsaggregat 41, das durch einen (nicht gezeigten) Elektromotor angetrieben wird. Jede öffnung 55, 54, 56, 57, und 40 wird von einer Anzahl paralleler Leisten (nicht gezeigt) überspannt, die nach Art einer Jalousie bewegbar sind. Die Leisten sind um die Rohrachse herum drehbar, so daß die Luft, die aus dem Rohr ausströmt, in jede Richtung gelenkt werden kann, wodurch eine besonders gute Manövrierfähigkeit vorhanden ist. Die Leisten können auch so angeordnet sein, daß auf Wunsch das Rohrende vollständig verschlossen wird. Innerhalb des Luftfahrzeugs befinden sich außerdem dieselelektrische Generatoren 42. Die Generatoren sind von üblicher gestaltung und so leicht wie möglbh. Jeder Generator

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kann Strom an jeden Antriebsmotor abgeben. Das Luftfahrzeug enthält eine Kammer 43 für Ladung oder Passagiere. Die Röhren 32, 35 und 38, die Generatoren 42 und die Tragkammer 43 sind mit der Außenschale 30 so verbunden, daß die Kräfte, die von ihnen ausgehen, über eine Vielzahl von Bauelementen 3I, aus denen die Außenschale zusammengesetzt ist, verteilt werden. Die Art und Weise, wie dies vorgenommen wird, ist aus Fig. 6 zu ersehen, die einen Teil der Außenschale 30 in vergrößertem Maßstab zeigt.

ch

Die Außenschale 30 besteht aus mehreren pichten der Elemente 31· Eine Netzstruktur 44 aus Polyäthylenterephtalatfasern ist zwischen je zwei Schichten der Elemente eingefügr und einander benachbarte Netze 44 sind durch Fäden 45 aus Polyäthylenterephtalat, die zwischen aneinandergrenzenden Elementen der Schichten hindurchtreten, verbunden. Die benachbarten Elemente'der Schicht und aneinanderreihender Schichten sind mittels eines Klebers miteinander verbunden. Die Röhren 32, 35 und 38, die Generatoren 42 und die Trag*· kammer 43 sind an der innersten Netzstruktur 47 durch FoIyäthylenterephtalatseile 46 aufgehängt. Das Luftfahrzeug kann durch Betätigen der entsprechenden Motoren, die die Antriebsaggregate 41 in den Röhren 35 in Drehung versetze^ zum Steigen gebracht werden, wobei die richtige Drehrichtung und eine genügende Drehzahl gewählt werden muß, damit das

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relativ geringe Gewicht des Luftfahrzeugs aufgehoben wird. Seitwärtsbewegung und Vorwärts- oder Rückwärtsbewegungen werden in ähnlicher Weise durch Betätigen der entsprechenden Motoren, die die Antriebsaggregate in den Röhren und 52 in Betrieb setzen, bewirkt.

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Claims (9)

PATENTANSPRÜCHE

1. Leichtbaumaterial in Form eines aus Zellplastikmaterial gebildeten Elementes, dadurch gekennzeichnet, daß die Zellen des Plastikmaterials Heliumgas enthalten und die Gesamtdichte des Elementes etwa gleich der Dichte der Luft ist.

2. Material nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Plastikmaterial aus der Gruppe thermoplastischer Werkstoffe gewählt ist, die Polystyrol, Polyvinylchlorid, Polyäthylen und Polypropylen enthält.

j5. Verwendung des Leichtbaumaterials nach Anspruch 1 oder 2 zum Bau eines Luftfahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenschale (4,^6) aus Elementen des Zellplastikmaterials gebildet ist, dessen Zellen Heliumgas enthält.

4. Luftfahrzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß es einen Lade- oder Passagierraum (1O,4j5) und Antriebsaggregate (8,9;41) enthält.

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5. Luftfahrzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenschale (50) aus mehreren Schichten der Elemente (31) zusammengesetzt und die Elemente jeder einzelnen Schicht und die benachbarten Schichten miteinander verbunden sind, eine Netzstruktur (44) zwischen benachbarte Schichten eingelegt ist und der Last- oder Passagierraum (43) innerhalb der Außenschale (30) von der Netzstruktur (44) getragen ist.

6. Luftfahrzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsmittel mehrere Röhren (32,35*38) aufweisen, die das Luftfahrzeug von einer Fläche zur gegenüberliegenden durchziehen und ein angetriebenes Antriebsaggregat (41) enthalten und daß die Röhren (32,35,38) von der Netzstruktur (44) getragen sind.

7. Luftfahrzeug nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch drei Sätze von Röhren (32,35,38), von denen ein erster Satz (32) das Luftfahrzeug von der vorderen Stirnfläche zum hinteren Ende durchsetzt, ein zweiter Satz (35) der das Luftfahrzeug von der Oberseite zur Unterseite durchzieht und ein dritter Satz (38) quer durch das Luftfahrzeug von einer Seite zur andern verläuft.

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8. Verwendung der Leichtbauelemente nach Anspruch 1 oder 2 für den Bau eines aus Seitenwänden und/oder Dach hergestellten Gebäudes.

9. Gebäude nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine Wand, die aus einer Vielzahl miteinander verbundener Leichtbauelemente besteht, deren Dichte zum Teil größer als die Dichte von Luft und zum Teil geringer als die Dichte von Luft ist, wobei die Elemente mit größerer Dichte den unteren Wandteil und die Elemente mit geringerer Dichte den oberen Wandteil bilden.

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