DE4112621C2 - Luftschiff mit einem aus einer Reihe von Querspanten und Längsträgern bestehenden Traggerüst - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Luftschiff nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Auch heute noch gibt es trotz des Fortschrittes im Flugzeugbau Sonderaufgaben, die mit dem Einsatz eines Luftschiffes vorteilhafter zu lösen sind. Dies trifft zum Beispiel dann zu, wenn das Luftschiff über einem Zielort langsam kreuzen oder zur Lösung seiner Aufgabe sogar eine Zeitlang ortsfest stehenbleiben soll.

Luftschiffe mit einem Traggerüst der oben genannten Art werden auch als Starrluftschiffe bezeichnet. Trotz der offensichtlichen technischen Vorteile, die ein Starrluftschiff bietet, werden aber häufig Starrluftschiffe nicht eingesetzt, sondern an ihrer Stelle sogenannte Pralluftschiffe verwendet, die wesentlich kleiner und billiger sind. Die Ausbildung als Starrluftschiff ist wegen der üblicherweise als Fachwerk ausgebildeten Querringe und Längsspanten besonders arbeitsaufwendig und bedingt ein hohes Gewicht des Traggerüsts. Die Vorteile des Starrluftschiffes, nämlich Steuerbarkeit auch bei Druckabfall in der Hülle und hohe Fahrgeschwindigkeit bei geringem Kraftstoffverbrauch, kommen jedoch wegen des erwähnten Konstruktionsaufwandes nur bei Starrluftschiffen ab einem bestimmten relativ hohen Tragvolumen von beispielsweise über ca. 25 000 m³ zum Tragen. Es werden daher in der Praxis nur die Pralluftschiffe verwendet.

Den Pralluftschiffen haften aber wesentliche Nachteile an. Sie sind im Falle eines Druckverlustes in der Hülle nicht mehr steuerbar, weisen aufgrund des durch ihre plumpe Form bedingten höheren Widerstandsbeiwertes eine geringere Fahrgeschwindigkeit und höheren Kraftstoffverbrauch auf und sind durch ihre Abhängigkeit von Witterungsbedingungen, wie starkem Wind oder Gewittern, in ihrem Einsatz stark beschränkt. Durch das Fehlen eines Traggerüsts müssen die Triebwerke zwangsläufig an der Gondel befestigt werden, wodurch ein entsprechend hoher Geräusch- und Vibrationspegel in der Gondel auftritt.

In der DE-Patentanmeldung P 40 18 749.7 ist vorgeschlagen worden, die Vorteile der Starrluftschiffe und der Pralluftschiffe zu vereinen, ohne jedoch ihre Nachteile in Kauf nehmen zu müssen. Es ist dort eine neue Form für ein Traggerüst vorgeschlagen, die das Baugewicht wesentlich herabsetzt und aus diesem Grunde auch Luftschiffen mit geringerem Traggasvolumen die positiven Eigenschaften des Starrluftschiffes verleiht. Durch Anwendung der vorgeschlagenen Konstruktionsweise wird das Konstruktionsgewicht gegenüber der bisher üblichen Gerüstbauart um etwa die Hälfte verringert. Es ist daher möglich, die vorgeschlagene Bauweise auch bei kleinen Luftschiffen mit einem Traggasvolumen von etwa 12 000 m³ einzusetzen. Dadurch erreicht man auch mit diesen kleinen Luftschiffen die oben genannten Vorteile. Da auch die kleinen Luftschiffe wegen des Traggerüsts eine strömungsgünstige Form aufweisen, können auch bei ihnen die Vorteile einer hohen Fahrgeschwindigkeit zum Tragen kommen und außerdem bieten sie ausreichende Sicherheit auch bei einem eventuellen Druckverlust in der Traggaszelle.

Da bei den bekannten Starrluftschiffen die Außenform der Hülle durch ringförmige bzw. polygonale Querspanten fest vorgegeben ist, muß die Hülle in einzelnen Ringbahnen auf dem Umfang aufgebracht und gespannt werden. Anschließend werden die jeweils aneinandergrenzenden Ringbahnen miteinander verbunden. Innerhalb der fertigen Hülle sind eine Reihe von Traggaszellen angeordnet. Ein solcher Aufbau mit ringförmigen Bahnen ist jedoch bei der vorgeschlagenen Kombination von Starrluftschiff und Pralluftschiff, wobei nur noch eine durch die Außenhülle gebildete Traggaszelle vorhanden ist, nachteilig. Eine Montage ringförmiger Hüllenteile auf der Dreiecksstruktur des Traggerüsts in einer solchen Weise, daß sie eine zum Kreisquerschnitt aufblasbare Traggashülle bilden, ist schlecht durchführbar. Außerdem würde dabei die Zugänglichkeit zum Luftschiffinneren, zum Beispiel zu Wartungszwecken, erschwert.

Die bei den Pralluftschiffen übliche Verwendung von soge­ nannten Ballonets, das sind bedarfsweise aufblasbare und wieder entleerbare Luftkammern zu Steuerzwecken, bedingt eine Anordnung dieser Luftkammern innerhalb der Traggashülle. Dabei werden diese üblicherweise an dem der Luftschiffgondel zugewandten Teil der Traggashülle befestigt. Diese Einbauart der Steuerluftkammern ist bei Verwendung des vorgeschlagenen Traggerüsts bedingt durch dessen Ausgestaltung nicht mehr möglich.

Außer der Verwendung ringförmiger Bahnen als Hülle sind zwar auch schon andere Konfigurationen bekannt, wie zum Beispiel die Verwendung länglicher Bahnen, wie sie am Beispiel von Ballons in der DE-PS 2 16 657, der EP-PS 00 31 981, US-PS 3 391 883 sowie US-PS 4 032 086 gezeigt sind. Hierbei verlaufen die Längsbahnen von der oberen Kappe des Ballons zu seinem unteren Ende. Dabei schließt eine Bahn an die nächste an und ist mit dieser gasdicht verbunden. Hinweise darauf, wie man Hüllensegmente an einem länglichen und mit einem Traggerüst versehenen Luftschiff anordnen kann, und insbesondere wie diese Hüllensegmente in bezug auf ein solches Traggerüst angeordnet und an diesem befestigt werden können, sind diesen Druckschriften nicht zu entnehmen.

Gleiches gilt für die DE 29 34 902 sowie US-PS 4 434 958, die analog zu den oben genannten Ballons aufgebaut sind, jedoch allgemein aufblasbare Behälter betreffen.

Ähnlich verhält es sich auch mit der US-PS 3 508 999. Hier sind ebenfalls Längsbahnen an einem aufblasbaren Behälter vorgesehen. Zwar zeigt diese Druckschrift auch einen Rahmen, auf welchen diese Längsbahnen aufgebracht werden. Jedoch dient dieser Rahmen ausschließlich der Fertigung der einzelnen Längsbahnen sowie ihrer Verbindung untereinander. Nach dem nacheinander erfolgenden Zuschneiden der einzelnen Längsbahnen auf dem Montagerahmen und der Verbindung der Längsbahnen aneinander an ihren Längsseiten mit Ausnahme der ersten und letzten Längsbahn, werden die so hergestellten Längsbahnen vom Montagerahmen abgenommen und die so noch zu schließende letzte Längsnaht in konventioneller Weise hergestellt. Es handelt sich also bei der vorliegenden Druckschrift um einen Montagerahmen, von dem die Längsbahnen nach ihrer Herstellung wieder abgenommen werden und nicht um ein Traggerüst eines Luftschiffs, mit dem die Längsbahnen nach ihrer Montage verbunden bleiben. Auch diese Schrift kann daher keine Anregungen geben, wie Hüllensegmente eines Luftschiffs anzuordnen und zu befestigen sind.

Dies gilt entsprechend auch für die DE-PS 2 80 862, in welcher lediglich die Herstellung des Hüllenmaterials für ein Luftschiff aus miteinander verflochtenen, schraubenlinienartig verlaufenden Streifen oder Bändern beschrieben ist.

In der DE-PS 9 49 986 ist ein Luftschiff beschrieben, das in der Art eines Pralluftschiffs aufgebaut ist, jedoch die Eigenschaften eines Starrluftschiffes aufweisen soll. Hierzu sind mehrere voneinander getrennte Traggaszellen vorgesehen, die zu ihrem Schutz von einer aus in Umfangsrichtung des Luftschiffs verlaufenden Ringbahnen gebildeten Zwischenschicht umgeben sind. Diese Zwischenschicht ist in Längsrichtung des Luftschiffs in einzelne zylindrische bzw. kegelige Sektionen unterteilt, die an den Bahnrändern miteinander durch Nähte verbunden sind. Dieser gesamte Aufbau wird nach außen durch eine besondere Außenhaut abgeschlossen. Es liegen also drei Schichten, nämlich Wandung der Traggaszelle, Zwischenschicht und Außenhaut, vor, die dicht aneinander anliegen. Die Außenhaut besteht dabei aus Längsbahnen, an die sich vorn die Bugkappe und hinten die Heckspitze anschließen. Gemäß der DE-PS ist die Außenhaut aus starrem Material, beispielsweise Leichtmetall, gebildet, jedoch ohne sonstige Versteifung, wie Spanten und Längsträger eines Traggerüsts. Aufgabe dieser starren Außenhaut ist es, sämtliche auftretenden Kräfte aufzunehmen und dem gesamten Luftschiff die notwendige Steife und Starrheit zu verleihen. Die Teile der Außenhaut werden während der Montage in üblicher Weise durch maschinelle Nietung oder Verschweißung untereinander verbunden. Eine Übertragung dieser Bauweise auf größere Luftschiffe ist, wie leicht verständlich, mit einer derartigen Außenhaut aus Festigkeitsgründen nicht möglich. Ein solcher Aufbau kann nur während der Montage des Luftschiffs durchgeführt werden, und zwar wenn die inneren Luftschiffteile, wie Traggaszellen und Zwischenschicht, fertiggestellt und schon zum ganzen Luftschiff zusammengefügt sind. Diese Teile bilden dann die äußere Gestalt des Luftschiffs, auf welche erst abschließend die steife Außenhaut in der schon beschriebenen Weise aufgebracht wird. Es liegen also Einschränkungen hinsichtlich der Montageweise vor, die eine Anwendung bei größeren Luftschiffen ausschließen und keine Zugänglichkeit für Wartungszwecke erlauben. Es ist dieser Schrift also kein Hinweis zu entnehmen, wie eine Außenhaut für ein größeres Luftschiff, welches ein Traggerüst erforderlich macht, vor allem mit dem eingangs beschriebenen speziellen Traggerüst, angeordnet werden könnte. Inbesondere gilt dies für den Fall, daß nur eine zusammenhängende Traggaszelle Verwendung finden soll, deren Wandung sowohl den Gasraum begrenzt als auch die Außenhülle des Luftschiffs bildet. Die Druckschrift zeigt also lediglich die Anwendung von Längsbahnen als Außenhülle auch bei Luftschiffen.

Auch der DE-PS 2 35 209 kann nur die Verwendung von Längsbahnen als Außenhülle eines Starrluftschiffs entnommen werden. Das darin beschriebenen Luftschiff weist Längsträger wie auch Querspanten als Traggerüst auf. Die Außenhülle wird aus Stoffbahnen gebildet. Durch eine besondere Art einer lösbaren Befestigung der Bahnränder am Traggerüst soll die Möglichkeit gegeben werden, durch automatisches Aufrollen der einzelnen Bahnen bei einer Notlandung die Außenhülle streifenweise zu entfernen, um dem Wind keinerlei Angriffsmöglichkeit zu bieten. Traggaszellen sind bei dieser Bauweise gesondert vorgesehen. Diese Schrift zeigt also auch nur die Verwendung von Längsbahnen an sich.

Aufbauend auf der oben genannten DE-Patentanmeldung P 40 18 749.7 liegt der Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, eine Luftschiffhülle, die gleichzeitig den Traggasraum begrenzt, zu schaffen, die unter weitestgehender Vorfertigung, auf ein schon fertiggestelltes Traggerüst der oben genannten Art in einfacher Weise aufgebaut und an diesem befestigt werden kann sowie den Einbau der Steuerluftkammern innerhalb der Luftschiffhülle an wirksamer Stelle und den Zugang zu denselben im Falle von Wartungs- oder Reparaturarbeiten zu ermöglichen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kenn­ zeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 genannten Merkmale gelöst. Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen und der Beschreibung hervor.

Erfindungsgemäß wird die den Traggasraum nach außen be­ grenzende und die Form des Luftschiffs im mit Traggas ge­ füllten Zustand bildende Hülle aus wenigstens drei vom Bug zum Heck sich erstreckenden Hüllensegmenten vorgefer­ tigt. Die Hüllensegmente ergänzen sich zusammen zum je­ weiligen vollen kreisförmigen Hüllenumfang. Einzelne Hül­ lensegmente sind dabei mit ihren Längskanten über die ge­ samte Luftschifflänge miteinander verbunden und an der Außenseite der Längsträger in Längsrichtung gespannt be­ festigt, so daß die Verbindungsstelle zwischen den Längs­ kanten der Hüllensegmente mit der Befestigung an den Längsträgern zusammenfällt. In Umfangsrichtung bleiben die Segmente ungespannt. Erst durch das Befüllen des Luftschiffs mit Traggas nehmen die Hüllensegmente ge­ spannten Zustand an und bilden zusammen den kreisförmigen Querschnitt des Luftschiffs.

Zu Steuerzwecken ist innerhalb der Luftschiffhülle und innerhalb des aus den Querspanten und Längsträgern gebil­ deten Dreiecksverbandes im vorderen und hinteren Teil des Luftschiffes jeweils eine flexible Steuerluftkammer ange­ ordnet in der Art, daß sie im vollständig aufgeblasenen Zustand den Dreiecksquerschnitt des Traggerüsts ausfüllt, wobei sie allseits vollständig vom Traggasvolumen umgeben ist. Die Steuerluftkammern können somit den in ihrem In­ neren aufgebauten Druck auf das sie umgebende Traggas übertragen und liegen dabei in gefülltem Zustand mit ih­ ren Seitenflächen jeweils vollständig an den zwischen den Querspanten und Längsträgern gebildeten viereckigen Flä­ chen beziehungsweise an deren Diagonalverspannungen an. Diese Anordnung der Steuerluftkammern erlaubt eine einfa­ che Befestigung auf der der Dreiecksbasis des Traggerüsts zugeordneten Grundfläche, während sich der restliche Teil der Steuerluftkammern je nach ihrem Innendruck beim Auf­ blasen und Entleeren frei innerhalb des aus den Quer­ spanten und Längsträgern gebildeten Traggerüstes bewegen, das heißt wegen ihrer Flexibilität entfalten und wieder zusammenfalten kann. Die Art der Anordnung der Steuer­ luftkammern innerhalb des Traggerüsts gibt die Möglich­ keit, das Volumen der Steuerluftkammern durch unter­ schiedliche Wahl ihrer Länge innerhalb des Gerüsts unter­ schiedlichen Erfordernissen anzupassen. Vorzugsweise liegt das Gesamtvolumen der Steuerluftkammern im Bereich von etwa einem Viertel bis einem Drittel des gesamten Luftschiffvolumens. Durch die vorgeschlagene Aufteilung der Luftschiffhülle in ihre einzelnen Hüllensegmente ist durch Lösen der Verbindung an einer Längsnaht und damit an einem Längsträger der Zugang zum Luftschiffinneren und damit auch zu den Steuerluftkammern auf einfache Weise möglich. Ebenso ist eine vollständige Demontage der Luft­ schiffhülle und des Traggerüsts, zum Beispiel für Trans­ portzwecke, möglich.

Ein Ausführungsbeispiel für die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 ein Luftschiff in Schrägansicht mit teil­ weise entfernter Hülle,

Fig. 2 eine Abwicklung der Luftschiffhülle,

Fig. 3a und 3b Querschnitte des Traggerüstes und der Hülle nach Schnitt Y-Y in Fig. 2,

Fig. 4 einen Längsschnitt durch ein Luftschiff in Vertikalebene,

Fig. 5a und 5b Querschnitte des Luftschiffes gemäß Linie X-X in Fig. 4,

Fig. 6 einen Längsschnitt durch ein Luftschiff in Horizontalebene,

Fig. 7 eine Befestigung für Hüllensegmente an einem Längsträger des Luftschiffes,

Fig. 8 eine andere Art zur Befestigung der Hülle an den Längsträgern und

Fig. 9 eine dritte Befestigungsart.

In Fig. 1 ist ein Luftschiff dargestellt, dessen Hülle teilweise entfernt ist. Im Innern des Luftschiffes sind Teile des Traggerüsts sichtbar. In Abständen A sind über die Länge des Luftschiffes vom Bug zum Heck Querspanten bestehend aus Querträgern Q1, Q2 und Q3 vorgesehen, wobei die Träger der Querspanten in der Form von gleichschenk­ ligen Dreiecken mit nach oben weisender Spitze angeordnet sind. Einander entsprechende Eckpunkte der Querspanten sind durch Längsträger L1, L2 bzw. L3 untereinander ver­ bunden. Es ergibt sich somit eine Dreiecksstruktur des Traggerüsts, bei denen die in Längsrichtung aufeinander­ folgenden Längsträger die Außenkontur der Mantelfläche des Luftschiffes bilden. Die durch je zwei Längsträger und zwei Querträger über einen Abschnitt hinweg gebilde­ ten viereckigen Flächen sind durch Spannglieder D diago­ nal verspannt und verleihen somit dem Traggerüst eine gute Festigkeit. Die Längsabschnitte A des Traggerüsts können in der Luftschifflänge unterschiedlich lang sein. Ein solches Traggerüst ist in der oben genannten DE-Pa­ tentanmeldung P 40 18 479.7 eingehend beschrieben und ist hier als Grundlage für die Erfindung vorausgesetzt.

Zur Übersicht sind in der Fig. 1 noch eine Gondel G und ein Leitwerk W eingezeichnet. Ferner ist in Bugnähe eine flexible Luftkammer K1 erster Art im Innern des Tragge­ rüsts sichtbar. Diese Luftkammer K1 nimmt im aufgebla­ senen Zustand die Dreiecksform des Traggerüsts an und legt sich dabei an die eine seitliche Begrenzung darstel­ lenden viereckigen Flächen mit ihren Diagonalverspannun­ gen D von innen her an. Die Luftschiffhülle besteht aus drei Segmenten S1, S2 und S3, die jeweils aus einer An­ zahl von schmalen Streifen zusammengesetzt sind. Dabei kann bei der Vorfertigung der Segmente gleich die notwen­ dige räumliche Krümmung durch einen Zuschnitt und Zusam­ menfügen der Streifen eingearbeitet werden. Die Segmente S1, S2 und S3 ergänzen sich an jeder Querschnittsstelle des Luftschiffes zum zugehörigen kreisförmigen Umfang im aufgeblasenen Zustand. Die vorgefertigten Einzelsegmente werden an ihrem Rande zusammengefügt, wobei zum Beispiel die Segmente S1 und S3 die Längsnaht N1 der Luftschiff­ hülle bilden. Diese Längsnaht ist durch große Strichdicke in der Fig. 1 hervorgehoben. Entsprechend bilden die Segmente S1 und S2 eine Naht N2 beziehungsweise die Seg­ mente S2 und S3 eine Naht N3, die hier in Fig. 1 ver­ deckt und nicht sichtbar ist.

In der Fig. 2 sind als Abwicklung die drei Hüllenseg­ mente S1, S2 und S3 dargestellt. Jedes dieser Segmente ist, wie durch Längsstriche angedeutet ist, aus einer Reihe von schmalen Streifen oder Bändern zusammengesetzt. Die dabei erzeugte räumliche Krümmung der Segmente ist in der Abwicklung nicht darstellbar. Die nebeneinander lie­ genden Seitenkanten S13 und S31 des Segmentes S1 bzw. S3 werden bei der Fertigung zur Naht N1 zusammengefügt. In entsprechender Weise entstehen auch die Nähte N2 und N3 durch Zusammenfügen der Seitenkanten S12 und S21 der Seg­ mente S1 bzw. S2 sowie der Seitenkanten S32 und S23 der Segmente S3 bzw. S2. Bei der Vorfertigung der Hülle bleibt zunächst eine Naht (hier vorteilhafterweise die Naht N2) offen. Die so vorgefertigte Luftschiffhülle kann als Ganzes über das Traggerüst übergezogen werden, wobei eine Naht in Längsrichtung der zugeordneten Längsträger verläuft.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel der Erfindung sind für die Querspanten jeweils gleichlange Querträger Q1, Q2, Q3 vorgesehen, so daß die Dreiecksstruktur des Trag­ gerüstes im Querschnitt ein gleichseitiges Dreieck bil­ det. Für diesen Fall sind die in Fig. 2 dargestellten drei Segmente alle drei von gleichen Abmessungen. Selbst­ verständlich ist es möglich, anstelle eines gleichseiti­ gen Dreiecks gleichschenklige Dreiecke zu verwenden, wo­ bei nur zwei Querträger von gleicher Länge sind und der dritte Querträger eine andere Länge aufweist. Für diesen Fall werden in entsprechender Weise unterschiedlich breite Hüllensegmente notwendig. Die Vorfertigung bzw. das Aufbringen der zusammengefügten Hüllensegmente wird dadurch nicht beeinträchtigt. Wesentlich ist nur, daß stets eine Naht auf einem Längsträger vom Bug zum Heck verläuft. Selbstverständlich ist es auch möglich, bei der Fertigung erforderlichenfalls die Segmente zu untertei­ len.

Anhand der Fig. 3a und 3b sei die Montage der Luft­ schiffhülle erläutert. Für die Dreiecksstruktur des Trag­ gerüstes ist hier die Form eines gleichseitigen Dreiecks gewählt. Daher sind alle drei Hüllensegmente S1, S2, S3 von gleicher Form und ergänzen sich gemäß Querschnitt Y-Y aus Fig. 2 an jeder Querschnittsstelle der Luftschiff­ hülle zum vollen Umfangskreis an dieser Stelle. Die Fig. 3a zeigt einen aus den Querträgern Q1, Q2 und Q3 beste­ henden Querspant. An den Ecken des Querspantes sind die Längsträger L1, L2 bzw. L3 angeschlossen. Wie die Fig. 3a erkennen läßt wird bei einem ersten Schritt der Mon­ tage die Naht N1 der vorgefertigten Hülle in Längsrich­ tung über den zugeordneten Längsträger L1 unter Spannung gezogen und befestigt. In entsprechender Weise wird eine Naht N3 über den Längsträger L3 gespannt. Bei diesem Mon­ tageschritt bleiben die Hüllensegmente in ihrer Querrich­ tung jedoch entspannt und verlaufen zwischen den Längs­ trägern der oben erwähnten viereckigen Fläche locker. Die Naht N2 entlang des Längsträgers L2 bleibt noch offen. Die lockere Form der auf das Traggerüst aufgezogenen Hül­ lensegmente ist in der Fig. 3a durch gewellten Verlauf der Segmente S1, S2 und S3 dargestellt. Die einzelnen streifenförmigen Abschnitte, aus denen die jeweiligen Hüllensegmente zusammengesetzt sind, sind in der Fig. 3a ebenfalls angedeutet, und zwar durch die Punktierung auf den jeweiligen Segmenten. Wie weiter oben schon ausge­ führt, besteht jedes Hüllensegment dabei aus einer Anzahl mehrerer solcher Streifen, die von verschiedener Breite gewählt sein können.

Durch die noch offene Naht N2 besteht Zugangsmöglichkeit zum Inneren des Traggerüsts und es können dort noch Ein­ bauten usw. vorgenommen werden. Nach Beendigung aller In­ nenarbeiten wird als Letztes die Naht N2 geschlossen. Dies geschieht dadurch, daß die beiden Seitenkanten S12 und S21 der beiden Hüllensegmente S1 und S2 verbunden und am Längsträger L2 befestigt werden.

In Fig. 3b ist der Querschnitt des Traggerüstes entspre­ chend der Fig. 3a nochmals herausgezeichnet und die Hül­ lensegmente S1, S2 und S3 eingezeichnet. Es ist hierbei angenommen, daß die Hülle, das heißt die Traggaszelle voll aufgeblasen und gespannt ist, wodurch sich die ge­ schlossene Kreisform eines Luftschiffquerschnittes er­ gibt. Durch das Aufblasen der Hülle ergibt sich für das Gesamtluftschiff eine gute Aussteifung. Dadurch, daß die zusammengefügten Segmente S1, S2 und S3 nur eine einzige Traggaszelle bilden, die unter einem geringfügig höheren Innendruck steht gegenüber dem Außendruck, wird der ge­ samte Verband des Traggerüstes ausgesteift und außerdem das Traggerüst entlastet, da eine nicht unbedeutende Zahl von eingeleiteten Kräften von der Hülle aufgenommen wer­ den. Durch die Verbindung der Luftschiffhülle mit dem Traggerüst entlang der Längsträger werden alle aerodyna­ mischen Kräfte, die auf die Hülle einwirken, auf das Traggerüst übertragen. Die Hülle selbst wird dadurch nur vom Staudruck und vom Innendruck beansprucht. Alle ande­ ren Beanspruchungen durch Eigengewichte, Triebwerksschub, Leitwerkskräften usw. werden direkt vom Traggerüst aufge­ nommen. Das Traggerüst wird durch die innendruckgestützte Luftschiffhülle unterstützt. Die schlanken Quer- und Längsträger erhalten durch die Zug- bzw. Membranspannun­ gen in der Hülle ebenfalls vorwiegend Zugbeanspruchung, das heißt die auftretenden Druckspannungen in den Quer- und Längsträgern werden durch die Zugspannungen in der Hülle überlagert und dadurch aufgehoben oder reduziert. Während des Betriebes ist demnach das Traggerüst niedrig belastet und kann daher sehr leichtgewichtig dimensio­ niert werden.

In dem vertikalen Längsschnitt eines Luftschiffes gemäß Fig. 4 sind wieder Längsabschnitte A angedeutet, wobei nochmals wiederholt werden soll, daß diese Längsab­ schnitte A nicht in allen Fällen gleich lang zu sein brauchen. Der Außengurt der Längsträger weist einen ge­ krümmten Verlauf auf, so daß eine strömungsgünstige Form ohne störende Ecken erzielt wird. Die den Abschnitten zu­ geordneten, zwischen zwei Längs- und zwei Querträgern liegenden viereckigen Flächen sind mit Diagonalverspan­ nungen D versehen. In Bugnähe und im Heckteil des Luft­ schiffes sind innerhalb der dreieckförmigen Tragstruktur flexible Luftkammern erster Art K1 eingebaut, die durch Längsschraffur gekennzeichnet sind. Jede Steuerluftkammer weist eine Einrichtung, zum Beispiel einen Ventilator V, zum Aufblasen auf. Ferner ist je ein Regler R angedeutet, der es gestattet, einen bestimmten Innendruck in den Steuerluftkammern gegenüber dem Außendruck einzustellen und konstant zu halten. Es sei hier erwähnt, daß die Längsabmessungen der Steuerluftkammern K1 nicht unbedingt mit der Länge der einzelnen Luftschiffabschnitte A über­ einzustimmen braucht, sondern je nach erforderlichem Vo­ lumen der Steuerluftkammern K1 kürzer oder länger sein kann. Vorzugsweise beträgt das Volumen der Steuerluftkam­ mern K1 etwa ein Viertel bis ein Drittel des Luftschiff­ gesamtvolumens. Die Steuerluftkammern liegen dabei auf der Diagonalverspannung der Basisvierecke innerhalb des Traggerüstes auf. Unter Umständen kann, falls erforder­ lich, sogar an diesen Vierecken ein Netz als unterstüt­ zende Auflage für die Steuerluftkammern K1 vorgesehen werden. Die Steuerluftkammern K1 sind so aufgebaut, daß sie im vollständig aufgeblasenen Zustand den freien Quer­ schnitt des dreieckförmigen Traggerüstes ausfüllen. Im entleerten Zustand sind die Steuerluftkammern K1 automa­ tisch zusammengefaltet und liegen als schmales Paket auf den Diagonalverspannungen D bzw. dort angebrachten Netzen auf. Ferner können an der Basis der Luftkammern an sich bekannte Befestigungselemente vorgesehen sein, die eine unfreiwillige Längsverschiebung der Luftkammern im Trag­ gerüst verhindern. Durch diese in Fig. 6 mit B angedeu­ tete Befestigung ist außerdem ein Abheben der Steuerluft­ kammern K1 von der Basisfläche ausgeschlossen.

Die Position einer aufgeblasenen Steuerluftkammer K1 ist in der Fig. 5a im Querschnitt dargestellt. Eine teil­ weise entleerte Steuerluftkammer K1′ ist in der Fig. 5b gezeigt. Die Wirkungsweise dieser Steuerluftkammern ist an sich bekannt und wird weiter unten kurz erläutert.

Die Fig. 6 zeigt analog zu Fig. 4 einen horizontalen Längsschnitt durch ein Luftschiff von oben gesehen. Dabei sind die Steuerluftkammern K1 wieder durch ihre Längs­ schraffur gekennzeichnet. Ferner ist ein schon oben er­ wähntes Netz Z als untere Auflagefläche für derartige Steuerluftkammern angedeutet. Die Steuerluftkammern selbst sind voll in das Traggas des Luftschiffes einge­ bettet und von diesem umgeben.

Außer den Steuerluftkammern K1 sind weitere Luftkammern zweiter Art K2 vorgesehen, die in den übrigen Innenberei­ chen des Traggerüstes analog zu den Luftkammern erster Art K1 angeordnet sind. Ihre Lage im entleerten und zusammengefalteten Zustand ist in der Fig. 4 durch eine doppelt gestrichelte Linie K2 angedeutet. Während die Luftkammern erster Art K1 zur Steuerung des Luftschiffes benötigt werden, sind die Luftkammern zweiter Art K2 aus­ schließlich zur Durchführung des Füll- oder Entleervor­ ganges der Traggashülle vorgesehen. Aus diesem Grunde können die Luftkammern zweiter Art aus einer leichten Hülle bestehen, die im entleerten Zustand leicht zusam­ menfaltbar ist und überdies nur ein geringes Gewicht auf­ weist. Es kann sich hierbei beispielsweise um ein leichtes Folien-Gewebe-Laminat handeln, welches dadurch zur Einsparung von Gewicht mit beiträgt.

Für den Flugbetrieb sei angenommen, daß die Luftschiff­ hülle mit Traggas für eine bestimmte beabsichtigte Flug­ höhe, zum Beispiel für 2300 m Höhe zu 80% des Gesamtvo­ lumens, gefüllt sei. Jede der Steuerluftkammern K1 wird mit einem druckgeregelten Ventilator V und über ein Druckregelventil auf einen Überdruck von etwa 5 mbar ge­ genüber dem Umgebungsdruck gebracht und auf diesem Druck­ niveau mittels des Reglers R konstant gehalten. Die Steu­ erluftkammern K1 sind dabei etwa mit 2/3 ihres Volumens gefüllt. Der Innendruck der Steuerluftkammern K1 wird über deren Hülle an das Traggasvolumen weitergegeben. So kann mit Hilfe der Steuerluftkammern K1 ein Gewichtstrimm des Luftschiffes vorgenommen werden, indem zum Beispiel bei Buglastigkeit des Luftschiffes der Druck in der vor­ deren Steuerluftkammer K1 reduziert wird. Dadurch ver­ kleinert sich die vordere Steuerluftkammer K1, während sich die hintere Steuerluftkammer K1 um das selbe Volumen vergrößert. Falls erforderlich kann dieser an sich auto­ matisch ablaufende Ausgleich in der Praxis sicherheits­ halber durch Einsatz der Ventilatoren V in Verbindung mit der Konstanthaltung des Überdruckes sichergestellt wer­ den. Durch die dadurch verschieden großen Volumina der beiden Steuerluftkammern K1 und die freie Beweglichkeit des Traggases über die gesamte Luftschifflänge an den Steuerluftkammern K1 vorbei wird das Traggas verdrängt und in einen anderen Teil des Luftschiffes verschoben. So läßt sich der Auftriebsschwerpunkt feinfühlig durch Be­ einflussung der Steuerluftkammern K1 verändern.

Bei Flugbetrieb wird der vorhin erwähnte Überdruck von 4 bis 5 mbar gegenüber dem Umgebungsdruck konstant gehal­ ten. Bei größer werdenden Flughöhen dehnt sich das Trag­ gas in der Hülle aus und verdrängt dabei die Luft aus den Steuerluftkammern K1. Sind bei bestimmter Flughöhe die Steuerluftkammern K1 vollständig entleert, das heißt zu­ sammengedrückt, so ist die zulässige Prallhöhe oder Flug­ höhe erreicht. In der Fig. 5a ist schematisch die voll­ ständige Füllung einer Steuerluftkammer K1 am Boden dar­ gestellt. Die Fig. 5b zeigt die Verhältnisse in einer bestimmten Flughöhe, wo durch Ausdehnung des Traggases die Steuerluftkammer K1 bereits auf einen Bruchteil K1′ zusammengefaltet ist. Es ist erkennbar, daß bei Erreichen der gewünschten Flughöhe die Steuerluftkammern K1 voll entleert sind.

Das Befüllen des Luftschiffes mit einem Traggas, zum Bei­ spiel mit Helium, erfolgt nach einem speziellen Verfah­ ren. Ein Vermischen des Heliums mit der Luft muß vermie­ den werden. Zu diesem Zweck sind die oben im Zusammenhang mit den Fig. 4 und 6 genannten Luftkammern zweiter Art K2 erforderlich. Zunächst sind sämtliche Luftkammern K1 und K2 entleert in dem freien Innenraum des Traggerüstes angeordnet und wie oben gezeigt gegen Längsverschiebung sowie Abheben von ihrer Auflagefläche gesichert. An­ schließend werden diese Luftkammern K1 und K2 mit Luft vollständig gefüllt, so daß der in seinem Querschnitt dreieckförmige Innenraum des Traggerüstes vollständig ausgefüllt ist. Sodann wird aus der das Traggerüst umge­ benden Luftschiffhülle die darin enthaltene Luft abge­ saugt, wobei sich die Außenhülle an die oben genannten zwischen den Längsträgern und Querträgern gebildeten viereckigen Begrenzungsflächen und damit an die Luftkam­ mern K1 sowie K2 von außen her anlegt. Daraufhin wird das Traggas in die Luftschiffhülle eingefüllt, wobei die Luft aus den Luftkammern zweiter Art K2 nach außen entweichen kann. Im gefüllten Zustand ist daher nur noch Traggas ohne irgendwelche Verunreinigungen durch Luft in der Luftschiffhülle vorhanden. Die Luftkammern zweiter Art K2 sind vollständig entleert und liegen zusammengefaltet auf ihren oben erwähnten viereckigen Auflageflächen auf und das Luftschiff hat seine endgültige Form erreicht. Mit­ tels der Steuerluftkammern K1 kann jetzt ein Trimm und die Flugvorbereitungen durchgeführt werden.

Anhand der folgenden Fig. 7 bis 9 sind einige Befesti­ gungsmöglichkeiten der Hüllensegmente auf den Längsträ­ gern beziehungsweise ihre Verbindung miteinander sowie die Bildung von Nähten erläutert.

Fig. 7 zeigt ein Beispiel für den Längsträger L1. Der Außengurt des Längsträgers L1 hat die Form einer flachen Leiste 1. Die Befestigung der Hüllensegmente (hier S1 und S3) erfolgt über einen Klebefilm 2 und zwei Verbindungs­ streifen 3, zwischen denen die Seitenkanten der Hüllen­ segmente S1 und S3 eingeschlossen sind und eine Naht N1 bilden. Anstelle eines Klebefilms 2 zur Befestigung der Hüllensegmente am Außengurt 1 des Trägers L1 sind auch andere Befestigungsmittel, zum Beispiel mittels Klettver­ schluß, einsetzbar. Die letztgenannte Art der Befestigung bietet den Vorteil, daß sie leicht wieder lösbar ist. In jedem Fall bleibt die Naht N1 in ihrer Längsrichtung straff gespannt, während sich die daran in Umfangsrich­ tung der Hülle anschließenden Abschnitte der Hüllenseg­ mente locker sind und ihre Spannung erst durch das Auf­ blasen der Hülle durch Traggas erhalten. Die Verbindung der beiden Hüllensegmente S1 und S3 erfolgt durch die ge­ zeigten Verbindungsstreifen 3, welche die Naht N1 auf ih­ rer gesamten Länge auch abdichten.

Fig. 8 ähnelt im Aufbau der Fig. 7 und zeigt wieder einen Längsträger L1 im Querschnitt mit einem flachen Außengurt 1. Die Seitenkanten der Segmente S1 und S3 sind zwischen Verbindungsstreifen 3 eingeschlossen und bilden eine abgedichtete Naht N1. Im Gegensatz zum Ausführungs­ beispiel nach Fig. 7 sind an den beiden Hüllensegmenten jeweils in Längsrichtung durchgehende Gewebelaschen 4 be­ festigt. Diese Laschen weisen Ösen auf, um eine Verzur­ rung entlang des Längsträgers L1 mittels Verzurrschnur 5 durchführen zu können. Gegebenenfalls kann noch wie in der Figur gezeigt eine Verbindung des inneren Verbin­ dungsstreifens 3 mit den Gewebelaschen 4 vorgesehen sein. Auch diese Verbindungsart ist im Bedarfsfall wieder lös­ bar.

Auch die Fig. 9 zeigt eine lösbare Verbindung zwischen aneinandergrenzenden Hüllensegmenten S1 sowie S3 und dem Längsträger L1. In diesem Fall weisen die Seitenkanten des jeweiligen Hüllensegmentes S1 beziehungsweise S3 je­ weils einen durch einen Köder 6 verstärkten Randbereich auf. Der Außenbereich des Längsträgers L1 ist anstelle eines flachen Außengurtes mit einer Verstärkung 11 verse­ hen, welche für jedes der beiden Hüllensegmente S1 und S3 eine Profilierung 7 zur Aufnahme des Köders 6 aufweist. Nach Einlegen der beiden Köder 6 kann eine Spannleiste 8, die mit entsprechender Profilierung versehen ist und die beiden Randköder 6 übergreift, auf die Verstärkung 11 des Längsträgers L1 aufgebracht und an diesem über eine lös­ bare Verbindung 9, zum Beispiel eine Schraubverbindung, befestigt werden.

Diese zuletzt beschriebene Befestigungsart ist insbeson­ dere vorteilhaft für die Bildung der Naht N2, die zum Beispiel gemäß Fig. 3 als letzte bei der Montage ge­ schlossen werden soll und für einen Wartungs- oder Repa­ raturfall durch leichte Lösbarkeit eine besonders einfa­ che Zugangsmöglichkeit zum Luftschiffinneren gestattet.

Gegebenenfalls kann zur weiteren Abdichtung der Naht zu­ sätzlich Dichtungsmasse 10 verwendet werden. Auch eine Kombination der drei beschriebenen Befestigungsarten ist selbstverständlich denkbar, insbesondere die zusätzliche Verwendung von Verbindungsstreifen 3 im Falle der zuletzt genannten Befestigungsart.

Der aufgezeigte Weg, eine Luftschiffhülle weitgehend vor­ zufertigen und auf ein Traggerüst von dreieckigem Quer­ schnitt aufzubringen, wobei lediglich ein Spannen und Be­ festigen in Längsrichtung vonnöten ist, während die Hülle in Umfangsrichtung während der Montage locker verlaufen kann, bringt eine Vereinfachung der Montage des gesamten Luftschiffes sowie eine Verbesserung der Festigkeitsei­ genschaften des Luftschiffes. Der Befüllvorgang am Boden sowie Steuerungs- und Trimmvorgänge während des Fluges gestalten sich sehr einfach.

Claims (15)

1. Luftschiff mit einem aus einer Reihe von Querspanten und dazwischengesetzten Längsträgern bestehenden und nach außen durch eine Hülle abgedeckten Traggerüst für die den Auftrieb erzeugenden Traggaszellen und die für ein Luftschiff erforderlichen Baugruppen, wobei die das Traggerüst in Längsabschnitte unterteilenden Querspanten aus jeweils drei in der Form eines gleichschenkligen mit der Spitze nach oben weisenden Dreiecks angeordneten Querträgern bestehen und die Eckpunkte als Knotenstellen zum Anschluß von Längsträgern an die Querträger ausgebildet sind, wobei ferner die in den Längsabschnitten gebildeten und durch zwei Querträger und zwei Längsträger be­ grenzten viereckigen Flächen zwei diagonal verlaufende Spannglieder aufweisen, und wobei außerdem aufblasbare und wieder entleerbare flexible Luftkammern zu Steuerzwecken vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß

• - wenigstens drei vorgefertigte, in an sich bekannter Weise vom Bug zum Heck reichende und sich zum vollen Hüllenumfang ergänzende Hüllensegmente (S1, S2, S3) vorgesehen sind, von denen jeweils zwei benachbarte Hüllensegmente (S1, S3 bzw. S3, S2 bzw. S2, S1) mit ihren Längskanten (S12, S13 bzw. S31, S32 bzw. S23, S21) über die gesamte Länge des Luftschiffs aneinander sowie an der Außenseite der Längsträger (L1, L2, L3) befestigt sind, wobei die Hüllensegmente (S1, S2, S3) den Traggasraum des Luftschiffs nach außen begrenzen sowie zusammen die die Form des Luftschiffs im mit Traggas gefüllten Zustand bestimmende Hülle bilden und
• - im vorderen Teil und im hinteren Teil des Luftschiffes jeweils eine auf der diagonal verspannten (D), der Dreiecksbasis zugeordneten viereckigen Fläche aufliegende und im aufgeblasenen Zustand den Dreiecksquerschnitt des Traggerüsts ausfüllende Steuerluftkammer (K1) angeordnet ist.

2. Luftschiff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

• - von den Steuerluftkammern (K1) unabhängige aufblas­ bare und wieder entleerbare, entsprechend den Steuerluftkammern (K1) angeordnete weitere Luftkam­ mern (K2) zweiter Art vorgesehen sind.

3. Luftschiff nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß

• - die Luftschiffhülle einen einzigen vom Bug bis zum Heck reichenden Traggasraum bildet.

4. Luftschiff nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß

• - die allseits vom Traggas frei umgebenen Steuerluft­ kammern (K1) im aufgeblasenen Zustand zusammen etwa zwischen einem Viertel und einem Drittel des ge­ samten Luftschiffsvolumens aufweisen.

5. Luftschiff nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß

• - die Steuerluftkammern (K1) und die Luftkammern zweiter Art (K2) in der der Dreiecksbasis zugeordneten viereckigen Fläche durch Haltevorrich­ tungen (Z bzw. B) gehalten sind.

6. Luftschiff nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch

• - Ausbildung der Haltevorrichtung als in der Vierecksfläche aufgespanntes Netz (Z).

7. Luftschiff nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß

• - die Haltevorrichtungen (B) wenigstens an den die Vierecksfläche begrenzenden Ecken vorgesehen sind.

8. Luftschiff nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch

• - Einrichtungen (V bzw. R) zum Einstellen und Kon­ stanthalten eines wählbaren Differenzdrucks zwi­ schen Steuerluftkammer (K1) und Außendruck.

9. Luftschiff nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß

• - der Druck in den Steuerluftkammern (K1) individuell regelbar (R) ist.

10. Luftschiff nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß

• - wenigstens zwei der Hüllensegmente (S1, S3 bzw. S3, S2) vor der Montage am Luftschiff an ihren aneinan­ dergrenzenden Längskanten (S13, S31 bzw. S32, S23) miteinander verbunden sind.

11. Luftschiff nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß

• - wenigstens eine der Längsbefestigungen der Hüllen­ segmente lösbar ist.

12. Luftschiff nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch

• - die Verwendung von Klettverschlüssen.

13. Luftschiff nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß

• - an den Längskanten der Hüllensegmente (S1, S3) Vor­ richtungen zur Verzurrung (4, 5) an den Längsträ­ gern (L1) vorgesehen sind.

14. Luftschiff nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß

• - die Längskanten der Hüllensegmente (S1, S3) Köder (6) aufweisen,
• - der als Verstärkung (11) ausgebildete Außengurt des Längsträgers (L1) entsprechende Profilierung (7) zur Aufnahme des köderverstärkten (6) Randbereichs der Hüllensegmente (S1, S3) aufweist,
• - eine die einander gegenüberliegenden Randbereiche der Hüllensegmente (S1, S3) übergreifende, mit ent­ sprechender Profilierung versehene Spannleiste (8) vorgesehen und mit dem Außengurt des Längsträgers (L1) lösbar verbunden ist.

15. Luftschiff nach einem der Ansprüche 12 bis 14, gekennzeichnet durch

• - zusätzliche Dichtungsmittel (3 bzw. 10) im Bereich der Längsnähte (N1, N2, N3) zwischen den Hüllenseg­ menten (S1, S2, S3).