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Starrluftschiff Die Erfindung bezieht sich auf Starrluftschiffe und
betrifft - die Durchbildung des Luftschiffgerippes, namentlich der Querträger, derart,
daß eine bestimmte Querschnittsform des Luftschiffes erzielt wird, bei welcher in
den Querträgern eine günstige Aufnahme der auf das Gerippe wirkendenKräfte erfolgt.
DieErfindung soll besonders bei solchen Starrluftschiffgerippen Anwendung finden,
in welchen mehrere lasttragende Laufganggerüste eingebaut sind.
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Bisher erhielt bei Starrluftschiffen der Querschnitt eine Kreisform
oder dieForm eines gleichseitigen Polygons, welche der Kreisform angenähert entspricht.
Die mitzuführenden Lasten wurden meist unmittelbar am - Luftschiffkiel angeordnet,
und später ist man bei der Konstruktion größerer Luftschiffe dazu übergegangen,
die Lasten zu beiden Seiten in größerem Abstand von der Längsmittelebene des Schiffes
vorzusehen bzw. seitliche lasttragende Laufganggerüste einzubauen.
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Bei diesen Gerippekonstruktionen wirkten die Auftriebsgaskräfte auf
die Zwischenringe und wurden vermittels der Seitenfachwerke des Gerippes auf die
Hauptringträger übertragen, wobei jedoch die Übertragung der entgegenwirkendenLastenkräfte
zuweilen eine ungünstige war. Etwas günstigere Verhältnisse ergaben sich allerdings,
wenn, wie erwähnt, die in größerem Abstand voneinander angeordneten seitlichen lasttragenden
Laufganggerüste zur Anwendung kamen, doch zeigte sich hierbei wieder ein Nachteil
insofern, als die durch Biegungsbeanspruchungen auf einen gegebenen Luftschiffquerschnitt
zu übertragenden Kräfte und Gegenkräfte zwischen verhältnismäßig weit voneinander
entfernten Punkten übertragen werden mußten, um das statische Gleichgewicht zu sichern.
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Hier verbessert die Erfindung durch die besondere Ausbildung der °
Hauptringtj:äger und Zwischenringe, derart, daß die darauf wirkenden Kräfte ausgeglichen
werden. Die Erfindung erreicht dies durch eine Gerippequerschnittform, welche im
wesentlichen dem natürlichen Verlauf der durch die Wirkung der Gaskräfte sich ergebenden
Umrißkurve der gasgefüllten Tragzellen entspricht.
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Diese Querschnittform zeigt sich besonders vorteilhaft, wenn das Gerippe
mit den seitlichen lastaufnehmenden Laufganggerüsten versehen wird, da dann bei
normalem Füllungszustand
der Gaszellen durch die Seitenfachwerkträger
keinerlei Kräfte zu übertragen sind und in den Zwischenringen keine Biegungskräfte
wirksam werden. Die Zwischenringe sind vielmehr nur Zugbeanspruchungen ausgesetzt,
und somit werden die Laufganglasten direkt von der Auftriebswirkung des Gases der
Tragzellen getragen, auf denen das Gerippe sowohl mit den Hauptringträgern als auch
mit den Zwischenringen ruht. Es ergibt sich daher unter normalen Bedingungen der
Füllung für alle Ringe das gleiche Kräftespiel.
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Der Teil des Luftschiffgerippes, welcher unterhalb der Laufganggerüste
liegt, kann beliebig ausgebildet werden, je nachdem' er der gewünschten Luftschifform
entspricht; es ist jedoch mit Rücksicht auf die Erhaltung des aerodynamischen Gleichgewichts
zweckmäßig, den Querschnittsumriß etwas oval zu gestalten.
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Die Erfindung kann auf verschiedene Arten von Ringträgern Anwendung
finden, und zwar für Ringe mit oder ohne innere Verspannungen oder Verstrebungen.
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Nachstehend ist das Wesen der Erfindung an Hand der Zeichnungen erläutert.
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Abb. z, 2, 3 und q. sind vergleichende Diagramme über die verschiedenen
Kräfte, wie sie bei kreisförmigen oder Polygonquerträgern auftreten und wie andererseits
bei der Durchbildung des Luftschiffgerippes gemäß der Eifindung eine günstigere
Kräftewirkung bzw. Aufnahme der Kräfte durch das Gerippe möglich ist.
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Abb. 5 ist ein schematisch gehaltenes Schaubild eines Ausführungsbeispieles
der Erfindung. Abb. z zeigt angedeutet einen Teil eines Luftschiffquerträgers in
bisher gebräuchlicher Polygonquerschnittsform. Darin sind g die an den Knotenpunkten
wirkenden Gewichte der Konstruktion und P1, P2, P3 usw. die auf die Knotenpunkte
übertragenen Auftriebskräfte der Gaszellen. Die punktierte Linie stellt den Kreis
dar, von welchem die Polygonquerschnittsform eingeschlossen ist.
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In diesem Falle, wo außer den Kräften auch die Form gegeben ist, bilden
sich die Kräftepläne gemäß der zugehörigen Abb. 2. Die Neigung der obersten Seite
a sei angenommen oder gegeben. Aus der Kraft P1 im Scheitel z ergibt sich die Zugkraft
in der ersten Seite a, und so geht es weiter bei den folgenden Seiten
b, c, d, e.
In jedem der Kräftepläne bleibt aber je eine Restkraft
a', b', c', d', e'; welche infolge der gegebenen Ringform nicht in Zugkräfte
umgesetzt und nicht darin weitergeleitet werden können, sondern vom Ring (Querträger)
an die Seitenstreben des Gerippes abgegeben werden, die diese Restkräfte noch auf
die Hauptringe übertragen. Würde man dieses Kräftediagramm (Abb. 2) bis zum Laufgang
in der unteren Schiffshälfte fortsetzen, so würde man finden, daß nahezu alle Auftriebskräfte
der Gaszellen durch die Seitenstreben auf die Hauptquerträger (Hauptringe) übertragen
würden. Somit haben die Hauptringe die ganze Last der Gaszellenabteile zu tragen.
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Im Gegensatz zu der in Abb. z dargestellten Luftschiffausführung sind
bei der Gestaltung nach Abb. 3 gemäß der Erfindung wesentlich günstigere Verhältnisse
in bezug auf die Kräftewirkung erzielbar, indem nur Zugkräfte in den Ringen auftreten.
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In dieser Abb. 3 ist zur Erleichterung des Vergleichs wieder die bisher
bekannte Kreisform punktiert angedeutet. Abb. q. läßt das zugehörige Kräftediagramm
erkennen.
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Aus der Kraft P1 im Scheitel z ergibt sich die Zugkraft in der ersten
Seite a. Diese erhaltene Zugkraft a im Knoten 2 wird mit den dort angreifenden Kräften
g und P2 zusammengesetzt, und durch Schließung des Kräftediagramms erhält man Richtung
und Größe der Kraft b in der Ringseite b. Durch Zusammensetzung der Zugkraft b in
Knoten 3 mit den dort angreifenden Kräften wird die Richtung und Beanspruchung der
Ringseite c bestimmt usw. So setzt sich die Formbestimmung fort bis zu der Stelle,
wo die Lasten (die Gegenkräfte zu den Auftriebskräften) angreifen, welche sich vorzugsweise
im Laufgang befinden. Etwaige Restkräfte, wie sie im Kräftediagramm Abb. 2 auftreten,
sind im Kräftediagramm Abb. q. ausgeschaltet, und demgemäß ergibt sich schließlich
die Lage und der Verlauf der Ringseiten, wie es in Abb. 3 in ausgezogenen Linien
zu erkennen ist.
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Obwohl die Zugkräfte nach Abb. 3 in ihrer Gesamtheit nicht viel größer
sind als nach Abb. z, so sind bereits die Zwischenringe allein zum Ausgleich der
Kräfte fähig, die unter Bedingungen normaler Füllung der Zellen auf das Gerippe
wirken. Hiernach wären zwar keine Hauptringe erforderlich, jedoch ist bei wechselnden
Füllungsgraden noch mit gewissen, verhältnismäßig kleinen Kräften zu rechnen, die
sich durch die Seitenstreben doch noch auf die Hauptringe übertragen. An die Hauptringe
werden hier aber allgemein wesentlich geringere Anforderungen gestellt als bei bisherigen
Luftschiffsausführungen, infolgedessen können die Hauptringe erheblich schwächer
als bisher konstruiert werden, wobei sie dennoch kräftig genug sein werden, um die
kleineren Nebenkräfte aufzunehmen. Im wesentlichen müssen die Hauptringe nur hinreichend
kräftig sein, um formhaltend für den Luftschiffkörper zu wirken. Mit den schwächer
ausgeführten Ringen wird eine große Gewichtsverringerung und damit eine bessere
Ausnutzung der Auftriebskraft erzielt.
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Auch bezüglich der Hilfsring- und Längsträgerbeanspruchungen bietet
der Zuglinienquerschnitt Vorteile. Der kreispolygonförmige Hilfsring erleidet unter
Belastung durch die
Gaskräfte Deformationen, die seinen Umriß mehr
oder weniger der Zuglinienform annähern und die demgemäß zusätzliche Biegungsmomente
in den Hilfsringseiten hervorrufen. Desgleichen erzeugen die Verschiebungen der
Ecken des kreispolygonförmigen Hilfsringes Biegungsbeanspruchungen in den kontinuierlich
über sie hinweglaufenden Längsträgern. Beim Zuglinienquerschnitt treten diese Zusatzbeanspruchungen
normalerweise nicht oder nur in ganz geringem Maße auf.
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In dem Schaubild Abb. 5 enthält das Luftschiffgerippe io die Hauptringe
1i, 12, welche mit den Konstruktionsgliedern 13 oder 1q. versehen sein können. Die
Zwischenringe sind mit 15 bezeichnet. Die Hauptringe können Verspannungen 16 besitzen.
17 sind die Gerippelängsträger. Die Gaszelle 18 ist punktiert angedeutet.
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Der wesentlichste, d. h. der obere Teil i9 des Luftschiffes besitzt
die erfindungsgemäße Querschnittsform. Den unteren Abschluß dieses Oberteils bilden
die seitlichen lasttragenden Laufganggerüste 22 und 23. Der unterhalb der Laufgänge
befindliche Teil ist mit 2o bezeichnet.
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Mit der erfindungsgemäßen Ausbildung der Geripperinge wird es neben
den Hauptvorteilen ermöglicht, daß ohne Behinderung der innerhalb des Querschnittes
befindliche Luftschiffraum voll als Zellenraum ausnutzbar ist.