DE4009763C2

DE4009763C2 - Control of the center of gravity of a vacuum airship

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Publication number: DE4009763C2
Application number: DE19904009763
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1990-03-27
Filing date: 1990-03-27
Publication date: 1994-03-24
Anticipated expiration: 2010-03-28
Also published as: DE4009763A1

Description

Die Erfindung betrifft eine einfache Steuerung der Schwerpunktlage eines Vakuum- Luftschiffes.The invention relates to simple control of the center of gravity of a vacuum Airship.

Die schwerfällige Manövrierfähigkeit und verhältnismäßige Gefährdung wegen nicht auszuschließender Gasentzündungen haben es verhindert, die anfänglichen Erfolge der mit Leichtgas gefüllten Luftschiffe weiter fortzusetzen. Die deutsche Offenlegungsschrift DE 31 44 051 A1 und das japanische Patent JP 257689 beschreiben Vakuumluftschiffe, die jedoch in ihrer technischen Konzeption den Anfor derungen an ein modernes Luftverkehrsmittel für den Transport von Menschen und Gütern nicht mehr genügen. Trotz ihrer Vorteile hinsichtlich Sicherheit und Umwelt freundlichkeit erreichen diese Luftschiffe nicht die geforderte Manövrierfähigkeit heutiger Verkehrsflugzeuge.The clumsy maneuverability and relative risk because of not excluded gas ignitions have prevented the initial success of the airships filled with light gas continue. The German patent application DE 31 44 051 A1 and the Japanese patent JP 257689 describe vacuum airships, which however meet the requirements in their technical conception changes to modern air transport for the transportation of people and Goods no longer suffice. Despite their safety and environmental benefits Friendliness, these airships do not achieve the maneuverability required today Commercial aircraft.

Es sind technische Lösungen bekannt für mit Leichtgas gefüllte Luftschiffe zum Trimmen solcher Flugkörper. So beschreibt z. B. das deutsche Patent DE-PS 2 26 930 eine Vorrichtung, wie durch Preßluftfüllung in starkwandigen Brennstoffbehältern Ballast zum teilweisen Gewichtsausgleich für verbrauchten Brennstoff geschaffen wird. Beim amerikanischen Patent US 4 090 682 unterstützen Überdruckluftventile an der vorderen und hinteren Unterseite die Steig- und Landemanöver eines Luftschiffes mit Heißluftauftrieb. Bei anderen Lösungen ermöglichen Luftdüsen an Bug- und Heck kammer eine Lageveränderung.Technical solutions are known for airships filled with light gas for Trim such missiles. For example, B. the German patent DE-PS 2 26 930 a device such as ballast by filling with compressed air in thick-walled fuel tanks for partial weight compensation for used fuel is created. In the American patent US 4 090 682 relief air valves support the front and rear underside of the climb and landing maneuvers of an airship Hot air buoyancy. In other solutions, air jets on the bow and stern enable chamber a change of position.

In den frühen Lagen der Luftschiffahrt beschreibt DE 1 94 166 und AT 35315 ein Verfahren, die Schräglage eines länglichen Luftschiffes mittels zweier Luftsäcke zu regeln. Bei dieser Technik wie auch bei der DE 26 35 407 muß die gefundene Lösung durch geeignete Trennwände ein Vermischen des Traggases mit der Luft verhindern. DE 1 94 166 and AT 35315 describe the early positions of air navigation Procedure to close the oblique position of an elongated airship by means of two airbags regulate. With this technique as with DE 26 35 407 the solution found Prevent mixing of the carrier gas with the air by means of suitable partition walls.

Der Vorteil von Vakuum-Luftschiffen, bei denen kein Gas als Trägermedium mehr erforderlich ist, liegt vor allem auch in der Tatsache, daß auf die Trennung von Tragkammer und Luftkammer verzichtet werden kann. Die Kammern von Vakuum- Luftschiffen sind Tragkammern und Luftkammern in einem. Das Umgebungsgasgemisch Luft bewirkt durch seine Abwesenheit in einer Kammer - also durch ein Vakuum - den Auftrieb. Seine Anwesenheit in der gleichen Kammer bedeutet eine Schwerpunktverlagerung dorthin. Diese Tatsache macht sich die hier vorgestellte Steuertechnik zunutze.The advantage of vacuum airships, which no longer use gas as a carrier medium What is necessary is primarily the fact that the separation of Carrying chamber and air chamber can be dispensed with. The chambers of vacuum Airships are carrier chambers and air chambers in one. The ambient gas mixture Air causes its absence in a chamber - that is, through one Vacuum - the buoyancy. His presence in the same chamber means one Shift of focus there. This fact makes itself the one presented here Take advantage of control technology.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache und doch wirkungsvolle Steuerung der Schwerpunktlage von Vakuum-Luftschiffen vorzustellen, die keinen zusätzlichen Ballast und keine aufwendige Technik erfordert.The invention has for its object a simple yet effective Control the center of gravity of vacuum airships to introduce the none additional ballast and no complex technology required.

Die gestellte Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 enthaltenen Merkmale und Maßnahmen gelöst. Dabei weist ein evakuierbares Luftschiff mit einem großvolumigen, gasdichten und außendruckfesten Tragkörper mindestens zwei Steuerluftkammern auf, die von Lufttauschern je nach Erfordernis individuell ganz oder teilweise entlüftet werden können.The task is achieved by the features and measures contained in claim 1 solved. An evacuable airship with a large volume gas-tight and external pressure-resistant support body at least two control air chambers on, which are completely or partially vented by air exchangers as required can be.

Eine vordere und eine hintere Steuerluftkammer (10, 11) ermöglichen ein Anheben des Bugs z. B. dadurch, daß die hintere Steuerluftkammer (11) mit Luft gefüllt bleibt/wird, während die vordere Steuerluftkammer (10) und evtl. auch die Tragluftkammer (9) ganz oder teilweise evakuiert sind.A front and a rear control air chamber ( 10 , 11 ) allow the bow to be raised e.g. B. in that the rear control air chamber ( 11 ) remains / is filled with air, while the front control air chamber ( 10 ) and possibly also the air chamber ( 9 ) are completely or partially evacuated.

Ein Absenken des Bugs bewirkt eine entlüftete hintere Steuerkammer (11), während die Bugkammer (10) in diesem Fall mit Luft gefüllt bleibt/wird.Lowering the bow causes a vented rear control chamber ( 11 ), while the bow chamber ( 10 ) remains / is filled with air in this case.

Die Erfindung wird im folgenden mit Bezug auf die Zeichnungen weiter erläutert.The invention is further explained below with reference to the drawings.

Die Zeichnungen stellen dar:The drawings show:

Fig. 1: Vakuumluftschiff in Landeposition von vorn. Fig. 1: Vacuum airship in landing position from the front.

Fig. 2: Vakuumluftschiff von vorn im Flug mit eingezogenem Fahrwerk Fig. 2: Vacuum airship from the front in flight with the landing gear retracted

Fig. 3: Vakuumluftschiff in Landeposition von der linken Seite (backboard) Fig. 3: Vacuum airship in landing position from the left side (backboard)

Fig. 4: Querschnitt durch den Flugkörper gemäß Schnittlinie 61-62 in Fig. 6. Fig. 4: Cross section of the missile in accordance with section line 61-62 in Fig. 6.

Fig. 5: Querschnitt durch den Flugkörper gemäß Schnittlinie 63-64 in Fig. 6. Fig. 5: Cross section of the missile in accordance with section line 63-64 in Fig. 6.

Fig. 6: Längsschnitt durch den Flugkörper gemäß Schnittlinie 11-12 in Fig. 1. Fig. 6 is a longitudinal section through the missile in accordance with section line 11-12 in Fig. 1.

Ein großvolumiger, vorzugsweise zylindrischer Hohlkörper (Fig. 1-6), als selbst tragende Verbundkonstruktion erstellt, umschließt Luftkammern (Tragluftkammer 9, Bugkammer 10, Heckkammer 11) (Fig. 6). Durch Endlosfasern (z. B. Kohlefasern) und kontrollierte Faseranordnung verstärkte Thermoplaste werden im Mischverbund mit mineralischen und/oder metallischen Stoffen/Materialien zu hochdruck- und hochbezugsfesten Verbundsystemen (Sandwich- und/oder Wabenbauweise) verarbeitet und geben einer solchen Konstruktion die erforderliche hohe Festigkeit bei verhältnismäßig geringem Gewicht.A large-volume, preferably cylindrical hollow body ( Fig. 1-6), created as a self-supporting composite construction, encloses air chambers (air chamber 9 , bow chamber 10 , rear chamber 11 ) ( Fig. 6). Thermoplastics reinforced by continuous fibers (e.g. carbon fibers) and controlled fiber arrangement are processed in a mixed composite with mineral and / or metallic substances / materials to form high-pressure and high-reference composite systems (sandwich and / or honeycomb construction) and give such a construction the required high strength with relatively low weight.

Die gasdicht und druckfest gebauten Luftkammern (Tragluftkammer 9, Bugkammer 10, Heckkammer 11) werden zentral von einem Luftaustauscher(n) (12) über ein Leitungssystem oder jeweils von einzeln zugeordneten Lufttauschern (12) in oder an einer je weiligen Luftkammer (Tragkluftkammer 9, Bugkammer 9, Heckkammer 10) entlüftet oder belüftet, d. h., je nachdem, ob das Vakuum-Luftschiff zum Starten/Steigen leichter gemacht (= entsprechend dem Gesamtgewicht des beladenen Vakuum- Luftschiffes teilweise oder ganz entlüftet) werden soll oder es zum Landen/Sinken wieder schwerer (= belüftet) werden soll und die einströmende Luft das Gewicht erhöhen soll.The airtight and pressure-tightly constructed air chambers (supporting air chamber 9 , bow chamber 10 , rear chamber 11 ) are controlled centrally by an air exchanger (s) ( 12 ) via a line system or by individually assigned air exchangers ( 12 ) in or on a respective air chamber (supporting air chamber 9 , Bow chamber 9 , stern chamber 10 ) vented or ventilated, i.e., depending on whether the vacuum airship should be made easier to start / climb (= partially or completely vented according to the total weight of the loaded vacuum airship) or it should land / sink again heavier (= ventilated) and the inflowing air should increase the weight.

Eine vordere (10) und eine hintere (11) Steuerluftkammer ermöglichen bei langsamer Fahrt oder bei Stillstand des Vakuum-Luftschiffes in der Luft (wenn also die vorderen (5) und hinteren (6) Höhenruder nicht wirksam werden können) ein Anheben des Bugs bzw. Absenken des Hecks dadurch, daß z. B. bei leergepumpter Tragluftkammer (9) und vorderer Steuerluftkammer (10) die hintere Steuerluftkammer (11) mit Luft gefüllt wird/bleibt. Eine solche Luftkammer mit mehreren tausend cbm Luft entsprechend mehreren 1000 kg Gewicht auf Meereshöhe wird also auch ein Luftschiff der beschriebenen Größe an einem Ende absenken können. Die Belüftung der vorderen Steuerluftkammer (10) bei gleichzeitiger Entlüftung der Tragluftkammer (9) und hinterer Steuerluftkammer (11) bewirkt ein Absenken des Vakuum-Luftschiffbugs.A front ( 10 ) and a rear ( 11 ) control air chamber enable the bow to be lifted and / or lifted when the vacuum airship is traveling slowly or when the vacuum airship is at a standstill in the air (if the front ( 5 ) and rear ( 6 ) elevators cannot take effect) Lowering the tail by z. B. with empty pumped air chamber ( 9 ) and front control air chamber ( 10 ) the rear control air chamber ( 11 ) is filled with air / remains. Such an air chamber with several thousand cubic meters of air corresponding to several 1000 kg of weight at sea level will also be able to lower an airship of the size described at one end. The ventilation of the front control air chamber ( 10 ) with simultaneous ventilation of the air chamber ( 9 ) and rear control air chamber ( 11 ) causes the vacuum airship bow to lower.

Die an beiden Längsseiten des Vakuum-Luftschiffes vorn und hinten angebrachten Höhenruder (5 und 6) sind als bewegliche Kurzflügel ausgebildet und dienen auch als Kurzstarthilfen neben ihrer Funktion als Höhenruder während des Fluges.The elevators ( 5 and 6 ) attached to both long sides of the vacuum airship at the front and rear are designed as movable short wings and also serve as quick start aids in addition to their function as elevators during flight.

Die beweglichen Seitenruder (7) am Heck und/oder am Bug ermöglichen Richtungs änderungen des Vakuum-Luftschiffes zu seiner Längsachse.The movable rudders ( 7 ) at the stern and / or at the bow enable the vacuum airship to change its direction to its longitudinal axis.

Düsentriebwerke (4) oder alternativ Propellermotoren an geeigneten Positionen geben dem Luftschiff den erforderlichen Antrieb.Jet engines ( 4 ) or alternatively propeller motors at suitable positions give the airship the necessary drive.

Die versenkbaren Fahrwerksvorrichtungen (3) - hier an der Kabinenunterseite und am Heck - gestatten die Fortbewegung zu Lande, z. B. beim Starten und Landen. Alternativ ermöglichen Schwimmkörper das Wassern.The retractable undercarriage devices ( 3 ) - here on the underside of the cabin and at the rear - allow you to travel on land, e.g. B. when taking off and landing. Alternatively, floats allow water to flow.

Die Personen/Frachtkabinen (2) einschließlich der Pilotenkanzel (1) sind fest und starr mit dem Tragkörper verbunden.The people / cargo cabins ( 2 ) including the pilot's cockpit ( 1 ) are fixed and rigidly connected to the supporting body.

Durch die beschriebene einfache Technik kann ein Vakuum-Luftschiff ohne mehr Ballast bei ungleichmäßiger Beladung ausgetrimmt werden und die Manövrierfähigkeit insbesondere bei Starts und Landungen wird erhöht. Das Zusammenwirken dieser Technik mit den Höhen- und Seitenleitwerken sowie den Tragflächen ver schafft solchen Luftschiffen eine Manövrierfähigkeit, die den alten mit Leichtgas gefüllten Luftschiffen deutlich überlegen ist und den modernen Verkehrsflugzeugen als ebenbürtig angesehen werden kann. Hinzu kommt die Sicherheit solcher großvolumiger Vakuum-Luftschiffe gegen Ab sturzgefahr, da diese Flugkörper anders als alle Düsen- und Propellerflugzeuge oder Hubschrauber auch bei erheblicher Beschädigung und selbst bei Verlust des Vakuums langsamer zu Boden sinken. Das Trägermedium Gas ist nicht mehr erforderlich.Due to the simple technique described, a vacuum airship can do without Ballast with uneven loading can be trimmed and maneuverability increases in take-offs and landings in particular. The interaction this technology with the vertical and vertical tails as well as the wings creates such airships a maneuverability that the old with light gas filled airships is clearly superior and the modern commercial aircraft can be regarded as equal. Added to this is the security of such large-volume vacuum airships against ab Risk of falling, as these missiles are different from all jet and propeller aircraft Helicopter even in the event of considerable damage and even if the vacuum is lost sink more slowly to the ground. The gas carrier medium is no longer required.

Die Bezifferung der Zeichnungen zeigt:The numbering of the drawings shows:

1  Pilotenkanzel
2  Personen/Frachtkabinen
3  Fahrwerksvorrichtungen
4  Düsenantriebsaggregate
5  Höhenruder vorn
6  Höhenruder hinten
7  Seitenruder
8  Selbsttragende Außenwandverbundkonstruktion
9  Tragluftkammer
10 Bugkammer = Steuerluftkammer vorn
11 Heckkammer = Steuerluftkammer hinten
12 Lufttauscher
13 Treibstofftank
14 Raum für Heckfahrwerk, Gepäck/Stauraum
15 Stützringe 1 pilot's cabin
2 people / cargo cabins
3 running gear devices
4 nozzle drive units
5 elevator in front
6 rear elevator
7 rudder
8 Self-supporting composite outer wall construction
9 air chamber
10 Bow chamber = control air chamber at the front
11 Rear chamber = rear control air chamber
12 air exchangers
13 fuel tank
14 Space for rear undercarriage, luggage / storage space
15 support rings

Claims

1. Vacuum-air vessel with an evacuated, airtight and the outside pressure-resistant supporting body, characterized in that the supporting body comprises at least two separate evacuated and ventable control air chambers (10, 11), which control air chambers (10, 11) has a front Bugkammer (10) and a rear Form the rear chamber ( 11 ).

2. Vacuum airship according to claim 1, characterized in that from a central air exchange system ( 12 ) from the height of the vacuum and the air filling in the individual control air chambers ( 10 , 11 ) is adjustable.

3. Vacuum airship according to claim 2, characterized in that the generation of a vacuum and the air filling in all control air chambers ( 10 , 11 ) takes place simultaneously.

4. Vacuum airship according to claim 2, characterized in that the level of the vacuum and the air filling of each individual control air chamber ( 10 , 11 ) is individually controllable.

5. Vacuum airship according to claim 1, characterized in that in each control air chamber ( 10 , 11 ) an air exchange system ( 12 ) regulates the level of the vacuum and the air filling of the respectively assigned control air chambers ( 10 , 11 ).

6. Vacuum airship according to one of claims 1 to 5, characterized in that in addition to the control air chambers ( 10 , 11 ) one or more between the control chambers ( 10 , 11 ) arranged air chambers ( 9 ) of air exchangers ( 12 ) individually evacuated or ventilated are.