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Luftschiff mit nachgiebigem Tragkörper Bei den bisher bekanntgewordenen
Luftschiffen unterschied man zwischen Starr-Luftschiffen und Prall-Luftschiffen.
Erstere haben ein völlig starres Gerippe, das ihnen die Form gibt und die notwendige
Widerstandsfähigkeit gegen die äußeren Kräfte, während die letzteren ohne Versteifung
sind und nach Art des Pneumätiks lediglich durch den inneren Überdruck ihrer Gasfüllung
prall und steif .gehalten werden. Jedes dieser Systeme hat seine Vor- und Nachteile.
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Der Hauptvorzug des Starrsystems liegt in der Möglichkeit, Luftschiffe
bis zu den größten Abmessungen herstellen zu können. Da bei ihnen die von der äußeren
Hülle geschützten Gaszellen selbst keine erheblichen Kräfte zu übertragen haben,
so kann man sehr leichte Gewebe benutzen und auf die Verwendung von Gummi verzichten.
Zellen und Hülle lassen sich leicht reparieren und erneuern. Alle auftretenden Kräfte
werden ausschließlich durch das räumliche Starrgerüst aufgenommen. Sein Hauptnachteil
ist darin zu sehen, daß aus Gewichtsgründen die Festigkeit des Gerüstes nur in seiner
Gesamtheit den Beanspruchungen durch Luft und Antriebskräfte und den statischen
Belastungskräften nur in gefülltem Zustande gewachsen ist, d. h. wenn der Auftrieb
der Gaszellen diese Gewichtslasten trägt. Beanspruchungen lokaler Art, insbesondere
solche mit stoßartigem Charakter,
hält das Starrgerüst nicht aus,
so daß Landungen nur in -rein statischer Form und mit größter Vorsicht durchgeführt
werden können, um jede Stoßberührung mit dem Erdboden zu vermeiden. Auch die Außenhülle
ist aus Gewichtsgründen in ihrer Festigkeit begrenzt. Sie muß alle äußeren Luftkräfte
aufnehmen und auf das Gerippe übertragen, insbesondere den durch die Eigengeschwindigkeit
hervorgerufenen Staudruck. Letzterer wächst mit dem Quadrat der Geschwindigkeit
und erreicht daher sehr bald Werte, denen weder Hülle noch das Gerippe gewachsen
ist. Die mit Starrluftschiffen praktisch erreichbaren Geschwindigkeiten entsprechen
daher nicht mehr den Anforderungen des heutigen Luftverkehrs. Ein weiterer Nachteil
des Starrluftschiffes besteht darin, daß sie zur Überwindung langer Strecken Zwischenlandungen
vermeiden müssen, da sie solche nur auf vorbereiteten Landeplätzen mit gut geschultem
Bodenpersonal ohne Gefahr ausführen können.
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Der Vorzug des Prallsystems liegt in der hohen Elastizität des an
sich nachgiebigen Tragkörpers, der auch sehr starke Stöße, besonders bei Landungen,
ohne Schaden zu leiden, aufnimmt. Die gesamten auftretenden äußeren Kräfte werden
beim Prall-Luftschiff ausschließlich von der Hülle aufgenommen, dazu kommen noch
die Beanspruchungen durch den inneren überdruck, so daß dafür nur starke Gewebe
von hoher Festigkeit Verwendung finden können, die zudem noch in mehreren Schichten
verklebt werden, um die erforderliche Reißfestigkeit zu erreichen. Die unter Pralldruck
gespannte Stoffhülle muß ebenfalls vor der Berührung mit scharfkantigen Hindernissen
bewahrt werden, auch sie ist leicht verletzbar, wenn es sich um Stöße von geringer
lokaler Ausdehnung händelt.
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Der Hauptnachteil der bisherigen Prallbauart ist der, daß mit zunehmender
Größe die von der Stoffhülle aufzunehmenden Kräfte entsprechend wachsen und schließlich
durch das Gewebe allein nicht mehr zu beherrschen sind. Die Baugröße von Prall-Luftschiffen
war daher sehr beschränkt, zumal auch die Konfektionierung derartiger schwerer Stoffhüllen
mit wachsender Größe immer schwieriger wird. Dazu kommt noch, daB sich für die Erreichung
der Gasdichtigkeit von Außenhüllen nur die Gummierung der Stoffe bewährt hat und
diese auf die Dauer nicht witterungsbeständig sind und unter dem Einfluß. vor allem
des Sonnenlichtes allmählich ihre .Gasdichtigkeit einbüßen, die dann nicht wiederhergestellt
werden kann.
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Die Erfindung betrifft nun ein ganz neuartiges Luftschiff, das die
Vorteile der beiden vorbenannten Systeme vereinigt, ohne deren Nachteile aufzuweisen.
Es gehört weder in die Kategorie der Starrluftschiffe noch kann man es als reines
Prallluftschiff bezeichnen, obwohl es als solches benutzt werden kann. Sein Tragkörper
besitzt erfindungsgemäß eine Außenhaut aus starrem Material, jedoch ohne sonstige
Versteifung, innenliegende Gaszellen, die jedoch in ihrer Gesamtheit von einer zweckmäßig
aus gasdichtem Gewebe (Ballonstoff bestehenden Zwischenhülle derart umschlossen
sind, daß zwischen dieser und den Zellen einerseits und der Außenhaut andererseits
keinerlei lufterfüllte Zwischenräume vorhanden sind und die Gaszellen nirgends mit
der Außenhaut in unmittelbare Berührung kommen.
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Die Wandung dieses Tragkörpers besteht somit aus drei dicht aufeinanderliegenden
Schichten, von denen die äußere, die zweckmäßig aus Leichtmetall (Dural, Elektron
od. dgl.) hergestellt ist, infolge ihres starren und festen Materials imstande ist,
sämtliche auftretenden Kräfte aufzunehmen und zu übertragen, während die weiche
Zwischenhülle einerseits als Träger der Außenhaut dient und verhindert, daß die
Gaszellen mit harten Teilen in Berührung kommen und durch Scheuern verletzt und
undicht werden. Falls die Zwischenhülle gasdicht ist, erhöht sich die Gasdichtigkeit
des Tragkörpers erheblich.
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Die Gaszellen selbst haben (wie bei den Starrschiffen) keinerlei Kräfte
zu übertragen und dienen lediglich als gasdichte Behälter für die Gasfüllung und
deren weitgehende Unterteilung; sie können daher z. B. aus Goldschlägerhaut oder
einem sonstigen für höchste Gasdichtigkeit geeigneten Material bestehen.
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Die Wandung eines derart gemäß der Erfindung zusammengesetzten Tragkörpers
enthält, wie schon erwähnt, keinerlei künstliche Versteifungen und weist infolge
ihrer im Vergleich zu der großen Oberfläche minimalen Dicke in ihrer Gesamtheit
als dünnwandige Röhre eine hohe Geschmeidigkeit auf, die eine weitgehende Deformierung
der Querschnitte zuläßt.
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Die Größe der Deformierbarkeit läßt sich erfindungsgemäß dadurch in
gewünschten und zulässigen Grenzen halten, daß der Tragkörper durch Einblasen von
Luft in die Zwischenhülle in an sich bekannter Weise unter Überdruck gebracht wird.
Da die gasdichte Zwischenhülle keine nenenswerten Längskräfte zu übertragen hat,
ist sie erfindungsgemäß zwecks Erleichterung ihrer Herstellung aus einer Mehrzahl
einzelner Abschnitte zusammengesetzt, die erst bei der Montage gasdicht miteinander
verbunden werden. Dadurch ist auch die Herstellung unbeschränkt großer luft- oder
gar gasdichter Stoffhüllen möglich, indem die einzelnen Abschnitte an ihren Ouerrändern
mit flanschartig radial nach innen angeordneten schmalen und faltenlosen Stoffstreifen
versehen sind, die gleichsam den äußeren Rand einer an sich fehlenden Ouerwand bilden
und zur Abdichtung der Trennfuge dienen.
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Die Außenhaut trägt an ihrer Unterseite (Bauchseite) die Lasten, d.
h. jene Luftschiffteile, die zur Aufnahme der zu befördernden Fahrgäste und Frachten,
der Besatzung usw., sowie der Antriebsmaschine mit ihren Treibstoffen und der sonstigen
für die Bedienung und den Fahrbetrieb erforderlichen Einrichtungen dienen und das
sogenannte GQndelwerk des Luftschiffes ausmachen.
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Die Gondeln selbst lassen sich unschwer so gestalten, daß sie für
sich allein beträchtliche Landestöße aufnehmen.können. Um diese Stoßkräfte auf
den
Tragkörper zu übertragen und sie durch die elastische Deformation desselben unschädlich
zu machen, ist die Außenhaut an ihrer Unterseite mit Aussparungen versehen, deren
Größe und Gestalt der oberen Randform der Gondeln entspricht, die sich infolgedessen
mit ihrer Oberseite unmittelbargegen die als Liftkissen wirkende Zwischenhülle anlegen,
die dann die Landekräfte nachgiebig auffängt.
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In den Zeichnungen sind die Merkmale der Erfindung schematisch dargestellt.
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Fig. i zeigt einen vertikalen Längsschnitt durch den Tragkörper, wobei
Gondel und Leitwerk strichpunktiert angedeutet sind. i bedeutet die aus festem Material
(z. B. Blech) bestehende, den ganzen Tragkörper umschließende Außenhaut, 2 die die
Gaszellen 3 umfassende Zwischenhülle aus Stoff.
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Fig. 2 zeigt in etwas größerem Maßstabe einen Querschnitt durch den
Tragkörper, entsprechend etwa der Linie A-B in Fig. i. Dieser Schnitt stellt den
Zustand dar, wie er etwa dem schwebenden Luftschiff entspricht. Die Außenhaut ist
an den oberen Gondelrändern 23 mit der Gondel 4 verbunden und geht hier gelenkig
in die Gondelbeplankung über. 22 ist ein korbartiges, mit der Gondel starr verbundenes
Gerüst, mit dem diese sich gegen die pralle Zwischenhülle 2 stützt, die dadurch
im Bereiche der gesamten oberen Gondelfläche als Luftkissen dient, dessen Wirkung
in Fig. 3 erkennbar ist.
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F ig. 3 zeigt den Zustand im Augenblick des Landestoßes, etwa bei
einer Wasserlandung. Durch den Wasserdruck ist die Gondel 4 nach oben verschoben
und hat die Zwischenhülle 2 eingebeult, wobei auch die dünne Außenhaut i eine entsprechende
Deformation erleidet. Durch die Einbeulung der Zwischenhülle ist eine Erhöhung des
Innendruckes im Tragkörper entstanden, wodurch der Landestoß abgefangen wird. Infolge
der Nachgiebigkeit des ganzen Systems ist die Druckerhöhung nur vorübergehend, so
daß der normale Zustand der Fig. i in kurzer Zeit wiederhergestellt ist.
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Fig. 4 veranschaulicht die Zusammensetzung der Zwischenhülle aus einzelnen
Abschnitten 5, 6 und 7, deren gasdichte Verbindung aus Fig. 5 ersichtlich ist. Jeder
dieser Teile stellt einen der Tragkörperform an der betreffenden Stelle angepaßten,
kegelförmigen, 5 und 7, bzw. zylindrischen, 6, Schlauchabschnitt dar, deren Ränder
8 und 9 nach innen umgelegt sind, so daß sie sich mit den anstoßenden Rändern der
benachbarten Schlauchabschnitte berühren und decken und mit diesen verklebt werden
können.
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Fig. 5 zeigt die Verbindungsstelle zwischen Abschnitt 5 und 6 im Schnitt
herausgezeichnet. 8 ist der umgelegte Rand des Schlauchabschnittes 5 und 9 der des
Abschnittes 6. Beide werden durch die Gummischicht io miteinander verklebt, wobei
zweckmäßig die Innenkante des so entstandenen flanschartigen Kragens durch einen
umgelegten Klebestreifen i i gesichert wird. Zur Aufnahme und Übertragung der durch
Pralldruck entstehenden Längskräfte sind die Schlauchabschnitte mit flach auf den
Mantelflächen angebrachten Gurten 12 bzw. 13 mit Schnürösen 14 versehen, so daß
die jeweils benachbarten Abschnitte durch Verschnürung 15 in genügend kräftiger
Weise miteinander verbunden werden können. Zweckmäßigerweise stimmen die einzelnen
Schlauchlängen mit den jeweiligen Gaszellenlängen überein, so daß sich die Stoßkragen
8 bis i i zwischen den Gaszellen befinden.
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Wie schon erwähnt, dient die Zwischenhülle als Träger der festen Außenhülle,
die im wesentlichen lose auf ihr aufliegt. Durch das Gewicht der Außenhülle und
der an ihr aufgehängten Lasten einerseits und dem Auftrieb der Gaszellen andererseits
werden diese drei Schichten fest zusammen -gepreßt, so däß keinerlei Hohlräume zwischen
ihnen entstehen können. Obwohl hierbei so große Reibungskräfte erzeugt werden, daß
eine gegenseitige Verschiebung kaum eintreten kann, so ist - schon aus Montagegründen
- auch eine gegenseitige Verbindung derselben erforderlich.
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Zweckmäßig werden dafür die bereits vorhandenen Schnürgurte der Zwischenhülle
benutzt, indem die durch Vernieten,' Verschweißen usw. aus einzelnen Platten zu
Längsbahnen zusammengebauten Außenhautteile an denjenigen Stellen, wo sie die Ouerstöße
der Zwischenhülle überschneiden, an dieser befestigt werden.
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Fig. 6 zeigt den teilweise beplankten Tragkörper und die Aufbringung
der Außenhaut. Diese besteht erfindungsgemäß aus Längsbahnen 16 bis 2o, an die sich
vorn die Bugkappe 24 und hinten die Heckspitze 25 anschließen. Der Zusammenbau dieser
z. B. aus dünnen Duralblechen bestehenden Blechhaut kann naturgemäß nur bei der
Montage bzw. während der Füllung des Tragkörpers erfolgen, wobei mit der :Mittelbahn
16 begonnen wird, an die sich die beiden nächsten Blechbahnen 17 und i9 anschließen,
worauf 18 und 20 folgen. Die Verbindung dieser Längsbahnen untereinander erfolgt
zweckmäßig durch maschinelle Nietung oder Verschweißung u. dgl.
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Fig.7 zeigt den fertig beplankten Tragkörper eines Zweigondelschiffes
vor der Anbringung der Gondeln 4. Die äußere Blechhaut i ist vollständig geschlossen
bis auf die beiden Gondelausschnitte 26 und 27, in denen die Zwischenhülle :2 sichtbar
ist und deren Umrisse genau mit den Oberrändern der Gondel übereinstimmen, deren-
Beplankung nach ihrer Befestigung harmonisch in die der Außenhaut übergeht.
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Es ist ohne weiteres verständlich, daß ein derartiger Luftschifftragkörper
die gleichen elastischen Eigenschaften aufweist wie ein Stoffprallkörper und daß
insbesondere im Bereiche der Gondelausschnitte erhebliche Landekräfte direkt auf
die Luftpolster der Zwischenhüllen übertragen und durch die elastische Deformation
derselben abgebremst und absorbiert werden, ferner daß die harte Außenhaut, zumal
wenn sie aus glattem Duralblech besteht, eine erhebliche Verringerung des Fahrwiderstandes
bewirkt und einen witterungsbeständigen
Schutz für Zwischenhülle
und Gaszellen darstellt.