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Prallheißluftschiff mit Turbopropantrieb!
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Der vorliegende Gegenstand ist ein kleines aufblasbares HeiBluftschiff,
daß für Ziel-und Reklamerundfahrten bei ruhigen Wetter fast an jedem Ort startbereit
gemacht. werden kann, um damit Luftwerbeeinsatzfahrten zu unternehmen. Die bisherigen
bekannten Systeme verwenden zum Fahrantrieb des Heißluftschiffes einen seperaten
Antriebsmotor, und zur Tragluft aufheizung gleichzeitig Propangas mit Brennern.
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Diese Brennerfeuerungen können beim Heizen keinen Ueberdruck im Balloninnenraum
erzeugen, die mitgeführten Brennstoffmengen in mehreren Propangasflaschen ergibt
schon ein gewichtiger AuV;and.
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Das Heizen mit den Brennerfeuerungen, um die ständige Auftriebsheißluft
zu erzeugen, ist der Brennstoffverbrauch schon erheblich, außerdem kommt für den
Kolbenantriebsmotor ein nochmaliger Brennstoffbedarf für den Fahrantrieb hinzu,
Diese Ballonschiffhülle hat kaum eine Eigenstabilität und bei langsamer Fahrleistung
wird gegen den äußeren Luftwiderstand die unstabile Ballonhülle eingedrückt, weil
in die große untere Hüllenöffnung die Brenner mit den Fladen nur hineinheizen, und
dabei keinen ueberdruck erzeugen können.
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Im allgemeinen ist die geringe Auftriebskraft von Iieißluft pro m3
bei einem Luftschiff anzuwenden, nur mit einem entsprechend großen Volumen der Ballonhülle
zu bewältigen, die leicht und wärmebeständig sein muß.
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Unter den bekannten Verbrennungsmotoren, liefcrt das Turbopropaggregat
einmal mechanische Antriebsdrehkraft und zugleich große engen Verbrennungsausstoßhitze.
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Der neue Vorschlag besteht darin, daß neben der Kabine zwei leichte
Turbopropantriebserkc in waagerechter Lage angebracht sind. Von den Turbinen wird
die Verbrennungsabgashitze mit aem Ausströmdruck als Tragheißluft in die stromliniengeformte
Nylonhülle eingeblasen, und zugleich wird mit dersclben Verbrennungsenergie die
mechanische DrehlcraCterzeugung zur f enfahrt des Heißluftschiffes mit den Propellern
angetrieben, Der dabei entstehende Innendruck in der Ballonhülle wird an der Unterseite
hinter der Kabine durch die verbundenen Düsenüberdruckregelklappe regulierbar gestaut,
und die untere ältere Überdruckluft schuberzeugend nach hinten in die Atmosphäre
ausgestoßen.
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In den vorderen Ansaugöffnungen der Triebwerke wird die Frischluft
eingesaugt, sodaß beim größeren Luftmengendurcllsatz ein gewisser Vortrieb stattfindet.
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Die Ballonschiffhülle ist von oben bis in die unteren Bereiche in
mehrere Kammern abgetilt, sodaß dadurch der Bug, die Schiffmitte oder das Heck durch
den verstellbaren Hitzeverteiler mehr oder weniger beheizt werden können, um somit
die horizontale Lage des Schiffes zu regulieren. ß Die Zeichnung zeigt eine stromliniengeformte
Heißballonluftschiffhülle (8) mit Gondelaufhängung der Kabine (1) an deren hinteren
Ende die verstellbare Düsenüberdruckregelklappe (6) sitzt. Uber den sichtbaren Turboeinblasstutze
mit den umstellbaren Umlenkiappen (3) sitzt der drehschwenkbare Hitzeverteiler (7)
der in den Ballonraum hinein ragt. Die Turbinen(2) treiben ueber die Getriebe die
eingekuppelten Propeller (4) an.
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Die Verbrennungseinblashitze kann einmal in die Ballonbugkammer (A)
oder Mittelkammer (B) bzw. Hecklcammer (C) nach Bedarf eingeleitet werden.
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Der Turboeinblasstutzen läßt sich mit den Umstellklappen nach oben
verschließen, wo dann die nach hinten bzw. nach vorn geöffnete ausströmenden Verbrennungsabgase
in die Atmosphäre abgeleitet werden. Unmittelbar hinter den Propellern, sitzt je
ein Lufthutzen (5) der mit den Einschaltklappen zeitweilig die notwendige Kaltluftzufuhr
in den Ballonraum zumischen kann.
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Die Startvorbereitungen, sind ähnlich wie bei einem Heißluftballon,
die auf dem Boden ausgebreitete Ballonhülle kann hier mit den eigenen Antriebsaggregat
selbst aufgeblasen werden. Beim Anlassen einer Turbine, mit der Luftschraube wird
die kalte Propellerluft durch eine vorgesehene Lufteinlassöffnung in die Ballonhülle
geleitet und bei einem bestimmten Füllungsgrad wirr:.. dann nur noch mit den Turbinen
Verbrennungsabgashitze eingeblasen.-Das Aufheizen der Ballonluft während der weiteren
Start-.
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vorbereitungen durch die Turbinenabgashitze mit den ausgekuppelten
Propellern erfolgt erst einmal ohne Innenüberaruck, wodurch das ausgedehnte Tragheißluftvplumen
eine maximale Auftriebskraft zun hochsteigen erreicht.
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Beim Starten werden die Luftschrauben eingekuppelt die dann das Schiff
beim Emporschweben in Fahrantrieb versetzen. Mit der Düsenüberdruc!regelklappe wird
die abströmende kältere Durchsatzluft gestaut und der Innenüberdruck im Ballon kann
bei zunehmender FahrtgeschviinfiiOlseit gegen den äußeren Luftwiderstand kontinuierlich
gesteigert werden.
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Durch die regulierbare verstärkte Eigenstabilität wird das Pralluftschiff
von zwei leistungsstarken Turbopropantriebswerke gegen den äußeren Luftwiderstand
in ein schnelles Fahrtempe versetzt, und kann mit der dynamischen Auftriebshubkraft
die äußere Strömungsabühlung auf der Hüllenoberfläche durch den enstehenden Auftriebsabfall
kompensieren. Die Kaltluftumströmung der Luftschiffhülle verhindert außerdem ein
Überhitzen des Nylonmaterials.
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Die Turbinenantriebsaggregate können durch Brennstoff Zusatzeinspritzungen
im Nachbrennverfahren die Einblashitze noch steigern, oder enn'nötig Kaltluftzumischungen
zuführen.
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Hierdurch läßt sich eine konstante Luftaufheizungstemperatur in Balloninnenraum
mit den Innenüberdruck regulieren.
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Sollte eine Heißluftzufuhr während der Fahrt bzw. bei der Landung
nicht mehr erforderlich sein, so können die Aggregate weiter die volle Antriebskräfte
auf die Propeller übertragen, wobei die Turboausstoßhitze dann ganz oder teilweise
direkt in die Atmosphäre als Rückstoß nach hinten, oder mit umgestellten Propeller
nach vorn zum Abbremsen des Schiffes entgegen zu wirken.
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Das im Stillstand langsam niederschwebende Schiff mit abkühlender
Heißluft wird so schwer, daß es nacnher keinerlei Ballast braucht.
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Nach der Landung, wenn die Turbinen abgestellt sind, werden mit den
Umstellklappen die Turbineneinblasstutzen nach oben verschlosseen, sodaß ein Ausströmem
der Ballonluft verhindert wird. Das langsam abkühlende Heißluftschiff läßt sich
an Stützmasten festmachen und im Freien oder in einer Halle abstellen. Beim Starten
wird die kalte Ballonluft mit den Turbinen wieder aufgeheizt und beim hochsteigen
werden die Propeller wieder eingekuppelt.
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Geeignete leistungsstarke Turbopropantriebe die schon bei Flugzeugen
und hauptsächlich in verschiedenen Hubschraubertypen in bewährten Einsätzen sind,
lassen sicll auch hier für den Antrieb eines Heißluftschiffes verwenden.
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Solch ein Antriebsaggregat übernim!nt folgende regelbare Funktionen!
i.) Auftriebstragheißluft 2.) Mechanischer Propellerantrieb 3.) Balloninnenüberdruck
4.) Ansaug-und Rückstoßvortrieb 5.) NachbrenncrzusatzheizunE 6.) Kaltluftzufuhr
einblasen An den hitzegefährteten Stellen sind in üblicherveise W.ärmeschutzzonen
mit Glasfaser oder Asbestgewebe eingesetzt.
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Die Nylonballonschiffhülle braucht hier nicht luftdicht zu sein, weil
die Turbodurchsatzheißluft in großen Mengen eingeblasen wird. Die verstärkte Gondelbefestigung
an der Ballonschiffhülle kann mit entsprechenden großen Reißverschlüssen zusarnm.engeschiossen
werden sowie die Kaltlufteinblasöffnung das Heckteil mit Steuerflossen und die Reißleine
zum Ballonluft ablassen. Ein schnelles Auf-und Abbauen des Schiffes mit Reißverscnlussverbindungen
ist hier vorteilhaft.
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Dieses vorgeschlagene Heißluftschiff kann bei einem pötzlichen Schlechtwetteraufkommen
nach der Landung rasch die Luft ablassen und mit zeitweiligen Helfern laßt sich
die Ballonschiffhülle mit Zubehör mit einem Transport fahrzeug in ein Schönwettergebiet
bringen wo es von einem neuen Startplatz aus weitere Luftwerbefahrten unternehmen
kann.
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Beim Ausfall eines Turbotriebwerkes läßt sich mit dem noch intakten
Antriebsaggregat das Heißluftschiff mänövirieren.
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Diese Luftschiffhülle muß hier nicht unbedingt luftdicht sein, bei
klcineren Defekten entstehen keine kritische Ausv:irkungen.Luft gibt es überall
gratis und ist daher als aufgeheizte Auftriebskraft sehr wirtschaftlich.
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Bei diesem Prallheißluftschiff kann die verstärkte oder gedrosselte
Einblashitze dieses rasch zum Steigen oder Sinken bringen, sodaß es sich hierdurch
eine usätzliche Manovriermöglichkeit beim Starten oder Landen ergibt, und somit
mehr Luftfahrtsicherheit mit vielen Einsatzmöglichkeiten bietet.
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Dieses Heißluftschiff könnte in erster Linie durch seine Größe und
Leichtigkeit als Luftwerbeträger eingesetzt werden. Eine Heißluftschiffshülle liege
sich aus transparenten Nylon herstellen, und mit angebrachten Reklameschrifte auch
bei Dunkelheit vom Innenraum mit Lampen zu erleuchten. Für eine Leuchtreklamewerbung
ergibt sich hier eine einfache löglichkeit, daß auf der großen seitlichen transparenten
Ballonschiffhülle Leuchtlaufschriften die von innen mit Projektoren Piesendias,
bewegte bunte Bilder zu produzieren, läßt sich hier Mit wenig Aufwand kostengünstig
ermöglichen. Eine neuartige eindrucksvolle Luftreklame mit bewegten bunten Bildern
und Informationen liesen sich auf beiden Seiten der Luftschiffhülle von den Uberdimensienalen
Produltionsflächen am Abendhimmel zeigen. Bei ruhigen Wetter im IVinter kann mit
diesem Heißluftfahrzeug besonders Abends vrirkungsvolle Leuchtbilderrek-lamefahrten
unternommen werden,- sodaß es für die ganze Jahreszeit für Tag und Kacht Einsatzfahrten
ideale Luftreklamewerbung betrieben werden kann.
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