Wie ihr wisst, bietet der Verein "Initiative Zukunft in Brand e.V." seinen Mitgliedern den versandkostenfreien Bezug des im Jahre 2002 erschienenen Buches "Leichter als Luft" - Transport- und Trägersysteme Ballone - Luftschiffe - Plattformen" an. (Siehe http://www.zukunft-in-brand.de/shop.shtml)
Die erste Lieferung ist erfolgt. Hier ein kleiner Auszug von den Seiten 41 - 43 :
Zu einigen Hintergründen für den nicht erfolgreichen Verlauf der Arbeiten am Schwerlast-Luftschiff Cargo-Lifter CL 160 wird nachfolgend in den Abschnitten 4.4 und 8.2 argumentiert.
Vergleichendes Zahlenmaterial liefern die Tab. 1.3.5 und Tab. 8.2.2 sowie C 5 im Anhang. Als kritische Hinweise bei künftigen Arbeiten sollen in Erinnerung bleiben:
(1) Ausgangspunkt der Entwicklung war 1996 eine Variante 1 des Schiffes, die nur zur Gewinnung von Wirtschaftsdaten verwendet wurde. Technische Details konnten zu diesem Zeitpunkt noch nicht vorliegen, weshalb nur generelle Rahmendaten zum Volumen, Zuladung, Abmessungen, Leistungsbedarf genutzt wurden. Diese V1 diente mehr der generellen Analyse der Probleme im Betrieb und dem Aufbau eines Wirtschaftlichkeitsmodells ohne technische Entwicklung im eigentlichen Sinn als Grundlage zu haben.
(2) Ein erstes vorläufiges Pflichtenheft wurde im März 1997 verabschiedet. Dies führte dann zur eigentlichen technischen Startkonfiguration, die hier V2 genannt wird. Diese Konfiguration behielt bis zum Sommer 1998 Gültigkeit und wurde dann einer Vielzahl großer und kleiner Änderungen unterworfen, welche die jeweils auftauchenden Probleme reflektierten. So wurde aufgrund gestiegener Anforderungen an die Zuladung das Volumen auf rechnerisch 560.000 m3 (praktisch 550.000 m3) vergrößert, die Gaszellen wurden weggelassen, dieTriebwerke von Dieselantrieb auf Turbinen umgestellt und die sogenannten „Power Wings" eingeführt. Alle diese Arbeiten mündeten dann in die V3 genannte Konfiguration, die im Sommer 2000 Grundlage des Systems Design Reviews (SDR) wurde.
(3) Bei V3 wurde den meisten Beteiligten klar, dass das Schiff aufgrund der immer weiter gestiegenen Anforderungen in Bezug auf Komplexität, Kosten und Wirtschaftlichkeit nicht mehr handhabbar war und einer massiven Vereinfachung und Entschlackung, auch zu Lasten der Leistungsdaten, unterworfen werden musste. Diese Arbeiten führten dann zur V4, die im Frühjahr 2001 der Öffentlichkeit vorgestellt wurde und auch beim Preliminary Design Review (PDR) im Jahr 2002 grundsätzlich bestätigt wurden.
(4) Die technische Machbarkeit von V4 war nach I.Schäfer noch anerkannt worden, weitere Kostensenkungen und Verbesserungen im Projektplan waren Aktivitäten, die aufgrund der sich abzeichnenden finanziellen Schwierigkeiten nicht mehr umgesetzt werden konnten. Exemplarisch können an einigen Schwerpunkten von Abschnitt 1.3 die Entwicklung und die Gründe für Änderungen nachgezeichnet werden:
- Kiel
Der CL 160 war mit V1 als Kielluftschiff konzipiert, wobei er sich im Laufe der Entwicklung immer mehr einem Prall-Luftschiff angenähert hatte. Hauptgrund dafür war, dass im Verlaufe der Zeit immer genauere Kenntnisse über das Tragverhalten der Hülle durch entsprechende Tests, PE-Analysen und Modellversuche gewonnen werden konnten. Hierbei war vor allem der Fall eines massiven und totalen Verlustes des Innendrucks von höchstem Interesse. Alle diese Arbeiten führten schließlich dazu, den Beitrag des Kiels am Gesamtstrukturverband auf ein Minimum zu reduzieren.
- Hüllenkontur
V1 besaß noch ein Längen- Dicken-Verhältnis von 3,5:1, welches dann mit V2 auf 4:1 geändert werden konnte. Der niedrige Wert zu Beginn war aus Vorsicht verwendet worden, da die Lasteinleitung aus der konzentrierten Last in der Mitte des Schiffes noch nicht voll analysiert war. Erste Strukturberechnungen zeigten aber, dass ein Wert von 4:1 keine strukturellen Probleme aufwirft, aber in Bezug auf die Aerodynamik Vorteile hat. Die Profilkontur Gertler 4154, die dann ausgewählt wurde, ist nicht mehr verändert worden.
- Hüllvolumen
V1 besitzt noch ein Volumen von 350.000 m3,wobei dies primär Wirtschaftlichkeitsanalysen, wie jährlichen Gasverlust und Kraftstoffbedarf diente. Die Änderung auf 450.000 m3 in der Folge reflektiert zum ersten Mal klare Daten aus dem Pflichtenheft, bei dem eine Zuladung von 180 t gefordert war. Dies bedeutete, dass bei maximaler Nutzlast von 160 t nur noch 20 t Kraftstoff zugeladen werden konnten und die maximale Reichweite dann nicht mehr erreicht werden kann. Später wurde die Zuladung auf 210 t erhöht (160 t Nutzlast und 50 t Kraftstoff), was eine weitere Erhöhung des Volumens auf rechnerisch 560.000 m3 erforderlich machte.
- Reisetriebwerke und Leistungsbedarf
Zu Entwicklungsbeginn sollte der CL 160 Dieseltriebwerke erhalten, die dann aber durch Wellenleistungsturbinen ersetzt wurden. Hauptargument dafür war die Reduktion des Entwicklungsrisikos durch Verwendung von bereits zugelassenen Triebwerken. Der erhöhte Kraftstoffbedarf war dabei eine akzeptable Größe, da das Leistungsgewicht der Turbinentriebwerke deutlich günstiger war. Eine Vergleichsrechnung zeigte, dass erst bei Reichweiten von mehr als 6.000 km der erhöhte Kraftstoffbedarf von Turbinen das Mehrgewicht der Dieseltriebwerke kompensieren würde. Die garantierte Reisegeschwindigkeit unter allen Bedingungen wurde dann noch von 80 km/h auf 90 km/h erhöht, um einen größeren Abstand zur Ruderumkehrgeschwindigkeit zu haben, was alleine den Leistungsbedarf um 40 % steigerte.
- Manövertriebwerke
Um ein Positionieren des Schiffes beim Lastaustausch sicherzustellen, sollte der CL 160 bei allen <Sorry. Hier ist beim Scannen was verloren gegangen> werden. Die generelle Kontrolle um drei translatoriscbe und zwei rotatorische Achsen sollte von Anfang an von Wellenleistungsturbinen gesichert werden. Die Anordnung der einzelnen Triebwerke war einer Vielzahl von Änderungen unterworfen, was zum einen auf Probleme der Interaktion der Triebwerke mit dem Rumpf, aber auch auf bauliche Integrationsprobleme und Zugänglichkeit zur Wartung und Inspektion zurück zu führen war. Den zu erwartenden Problemen bei Schwenktriebwerken wurde lange Zeit aus dem Weg gegangen, erst die V4 besaß diese Möglichkeit, da inzwischen
Simulationen gezeigt hatten, dass ein Schwenken der vorderen Reisetriebwerke in Vertikalstellung bei Leerlauflast betrieblich möglich war. Dies vereinfachte den Aufbau und die Mechanik soweit, dass dieser Weg trotz der großen umzusetzenden Leistung beschritten werden sollte. Es verblieben so 4 Manövertriebwerke, d. h. 2 am Bug lateral und 2 am Heck, einmal lateral und eines zum Schwenken.
- Leitwerk
Alle veröffentlichten Varianten V1 bis V4 des CL 160 wiesen ein Kreuzleitwerk auf. Zu alternativen Konfigurationen in X-Anordnung, mit 5 Flächen, unterschiedliche Streckungen etc. wurde einer Vielzahl von Analysen, Windkanaltests und Vergleichsrechnungen durchgeführt. Generell kann man sagen, dass bei der Gesamtbeurteilung die Hauptvariante X und Kreuz so nahe zusammen lagen, dass es zum Teil auch die individuelle Präferenz des Chefentwicklers war, wie man sich entschied.
- Power Wings
Das hervorstechende Merkmal der Cargolifter 160 Variante 3 waren die sogenannten „Power Wings", seitlich am Kiel angebrachte Tragflächen, die sowohl zur Unterbringung der Vertikaltriebwerke als auch zur Auftriebserzeugung dienen sollten. Das Konzept der Power Wings war entwickelt worden, um eine Möglichkeit zur Kompensation der Probleme der Ruderumkehr zu erreichen.
Die (Höhen-) Ruderumkehrgeschwindigkeit des CL 160 lag aufgrund seiner Abmessungen und des niedrig liegenden Schwerpunkts bei 65 ... 75 km/h, d. h., unterhalb dieser Geschwindigkeit ist die Höhensteuerung gegensinnig und auch nur mit eingeschränkter Wirkung. Die Power Wings sollten dabei als zusätzliche Auftriebselemente das Höhenleitwerk unterstützen bzw. direkt eine resultierende Kraft in vertikaler Richtung liefern. Die erforderlichen Auftriebsbeiwerte, die ja gerade bei niedrigen Geschwindigkeiten und bei vertretbaren Abmessungen der Flächen gefordert waren, machten eine aktive Auftriebsbeeinflussung durch Zirkulationskontrolle erforderlich. Die konstruktiven Probleme, die sich dabei aus der Integration mit den Vertikaltriebwerken und der Lasteinleitung in den Kiel ergaben, liefen auf eine sehr komplexe Lösung hinaus, die aber nie die erhofften Werte lieferte. So musste das Konzept schließlich wieder verworfen werden.
Ende des Zitats.