Ballast

Alles rund um die Technik der Leichter als Luft Technologie

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Wolfgang Seemann
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Ballast

Beitrag von Wolfgang Seemann »

Was spricht gegen Luft als Ballast in einem Luftschiff?
Sie ist jederzeit verfügbar, kann von den Antriebsgebläsen abgezweigt werden und in Ballons im Innern des Schiffs eingeblasen, unter Druck ( z.B. 3 bar) gespeichert und bei Bedarf wieder abgelassen werden.
Bei einer entsprechenden Fördermenge ist das eine Sache von ein paar Minuten.
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A. Ohliger
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Beitrag von A. Ohliger »

Gibt es Ballons die 3bar Druck (Gesamt- oder Überdruck?) aushalten?
Ich bezweifle das, denn die Spannung in so einem dünnwandigen, kugelförmigen Gebilde berechnet sich folgendermaßen (wenn ich da grade keinen Denkfehler eingebaut habe):
Spannung=p*d/(4*s)
Bei p=3bar, d=1m und s(Wandstärke)=1mm komme ich spontan auf 75N/mm². Das geht zwar noch, aber wenn Sie ein paar mehr dieser Ballons reinpacken, schleppen Sie ne Menge zusätzliche Masse mit sich rum. Ein derartiger Ballon mit einer Hülle der Dichte 1g/cm³ würde schonmal über 3kg wiegen.
Das liegt größenordnungsmäßig in der Gegend des Ballasts, den man damit ausgleichen kann. Zusätzlich bräuchte man Kompressoren (mindestens einen), die die Luft auf 3 bar komprimieren, die wiegen auch noch was.

Nun könnte man meine recht zufällig gewählten Werte von oben zwar variieren und das ganze noch um einiges optimieren, aber ob das jemals in einen "grünen Bereich" kommt, wage ich zu bezweifeln.

Übrigens hatte ich schonmal eine ähnliche Idee, allerdings schwebte mir nicht vor, zusätzliche Luft als Ballast aufzunehmen, sondern das Helium zu komprimieren. Das läuft im Endeffekt aufs Gleiche hinaus, man müsste halt größere Ballonets vorsehen wenn die Hülle nicht einfallen soll. :wink:
Allerdings stellt sich immer das Problem der zu schweren Druckspeicher, welches äußerst schwierig in den Griff zu bekommen sein dürfte.

MfG
Andreas Ohliger

Wolfgang Seemann
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Beitrag von Wolfgang Seemann »

Es müssen ja nicht unbedingt 3 bar sein. Aber es ist natürlich so, dass je höher der mögliche Druck, desto kleiner können die Ballastballons sein.
Wegen des Kompressors würde ich mir keine Gedanken machen, da gibt es Möglichkeiten, die Luft von den Triebwerken zu nehmen, darüber werden wir noch in einem separaten Thema reden, ebenso über meine Ideen für die Antriebsmotoren.
Ich habe übrigens keine Erfahrung mit Luftschiffen, aber manchmal etwas unkonventionelle Ideen.
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Roland Grün
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Beitrag von Roland Grün »

ich verweise hierzu auf das Buch "Airship Technology" aus den "Cambridge Aerospace Series", Kapitel "Improvements", Abschnitt "Compressed Air Storage", Seite 368 ff.

Dort wird diese Frage so genau wie nur irgend möglich untersucht. Es kommt heraus, dass unter den gegenwärtigen Randbedingungen aller bekannten Materialen und Techniken in dieser Richtung nichts zu machen ist.

Oder mit anderen Worten: Ja, prinzipiell kann man natürlich die allgegenwärtige Luft hernehmen und zusammendrücken und damit den Auftrieb mindern. Aber mit den gegenwärtigen Materialien und Maschinen kann niemand eine Vorrichtung bauen, die das bewerkstelligt, selbst aber nicht wesentlich schwerer ist als die Luft die komprimiert wird.

Nebenbei darf diese Vorrichtung nicht zu viel Energie verbrauchen. Ich überlasse es mal einem anderen unter uns, quantitativ auszurechnen, wieviel Energie selbst bei 100 Prozent Wirkungsgrad nötig ist, ausgedrückt in Tonnen Kerosin, um sagen wir mal 10 Tonnen Luft auf sagen wir mal 3 Bar zu drücken. Und 3 Bar wäre nicht viel - der Behälter für 10 Tonnen Luft wäre immer noch riesig (wie groß genau?)

Übrigens, um ähnliche Diskussionen gleich abzukürzen (sorry): Das gleiche gilt für das Zusammendrücken des Auftriebsgases.

Und ebenso ist die an sich wunderbare Idee nicht effizient genug, einfach die sowieso vorhandenen Ballonets mit ihren Gebläsen dazu herzunehmen, das ganze Luftschiff unter erhöhten Druck zu setzen. Die Hülle wäre längst geplatzt, bevor der Auftriebs-Minderungs-Effekt so groß wäre, dass er den Treibstoff-Verbrauch kompensieren würde. (Für die Feinregulierung des Auftriebs taugt der Innendruck aber doch)

Dagegen ist es nicht ganz so weit hergeholt, die Temperatur des Auftriebsgases zu beeinflussen. Zumindest eines der Verfahren, das für den CL160 vorgesehen war, ging wohl in diese Richtung. Das steht zwar nirgendwo so direkt, aber ich nehme es stark an.

Das Verfahren mit den größten Aussichten auf Realisierung ist und bleibt aber immer noch die Gewinnung von Kondensat aus den Abgasen der Triebwerks-Motoren. Das haben seinerzeit schon die Zeppeliner bis zu einer gewissen Perfektion vorangetrieben. Und es gibt einen ziemlich realistischen Vorschlag zur chemischen Ausfällung eines wesentlichen Massen-Anteils der Abgase.

Man sollte bei den Abgasen nie vergessen, dass sie aus der chemischen Reaktion zwischen dem Sauerstoff der Luft und dem Treibstoff resultieren, und zwar ungefähr zu gleichen Teilen. Wenn man also die Hälfte der Abgase irgendwie im Luftschiff lagern kann, hat man schon gewonnen.

Die genannten technischen Verfahren (außer die Abgas-Behandlung) sind im genannten Buch sehr ausführlich dargestellt, halt auf Englisch, und naja, mit vielen Formeln. Und, zu dumm, ich kann dieses Buch aufgrund des hohen Preises von 100 Euro nicht einfach so weiterempfehlen. Aber für den ernsthaft Interessierten oder gar beruflich Betroffenen ist es wohl das Standardwerk.

Roland

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