Konstruktion

Modell-Heißluftschiff mit isolierter Hülle, das schneller fliegt als andere. Zwei Brenner heizen das Prallluftschiff und zwei Elektromotoren mit Propellern sorgen für den rasanten Schub.

Technische Daten

  • Ausmaße: Länge 16 Meter/
    Durchmesser: 4 m
  • Gesamtmasse: 25kg/Nutzlast: 4kg
  • 2 Brenner: je 20kW
  • 2 Motoren: je 1 KW
  • Geschwindigkeit: 45km/h

Skizze

Ausmaße des Luftschiffs

 
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Isolierte Hülle

Größe

Die Ausmaße sollen beim fertigen Luftschiff folgende sein: Länge 16 m beim größter Durchmesser 4 m. Es wird vom Boden mit RC ferngesteuert. Durch ein Längen-Dicken-Verhältnis von ca 4:1 ist die Aerodynamik recht günstig, d.h. es kann recht flott geflogen werden.

Innovative Hülle

Unsere Hülle besteht aus zwei metallisierten Nylongeweben, zwischen denen sich Distanzhalter befinden. Zwischen den Schichten befindet sich Luft. Ähnlich einer Thermojacke wird die Wärmeabgabe an die Umgebung vermindert, die Wärme in der Hülle besser gespeichert und somit weniger Treibstoff für den Auftrieb benötigt.

Mit gleicher Brennstoffmenge könnte länger geflogen werden. Oder, da weniger Brennstoff für eine vergleichbare Mission benötigt wird, kann statt dessen mehr Nutzlast oder stärkere und schwerere Antriebe mitgenommen werden. Der Produktionspartner Aeroix stellt uns das Material exklusiv zur Verfügung.

 

 

Unser Teammitglied Martin Wähmer (Dipl. Physiker) hat in der Studienarbeit "Rechnerische und experimentelle Untersuchung des Potenzials einer thermischen Isolierung der Hülle eines Heißluftballons" herkömmlichen Hüllen mit unserem isolierten Material verglichen. In der Grafik unten sehen Sie die Ergebisse, bei denen der Tragktraftgewinn in Abhängigkeit vom Brennstoffverbrauch dargestellt ist. Nähere Informationen können sie unter http://www.aerarium.de/Studienarbeit%20MartinW.pdf einsehen.

Brenner mit Flüssig-Phase

Moderne Brenner

Propan ist ein weltweit verfügbarer und preiswerter Brennstoff, weshalb diese Quelle nicht nutzen?. Unsere Spezialisten (u.a. Milan Habovcik) waren am sogenannten HeiDAS-Projekt beteilgt. Dort wurden Brenner verschiedener Größen mit neuartigen Ballonen getestet. Ergebnis waren Brenner mit einer geringen Masse und einem hohen Wirkungsgrad. Das Flammbild wird in diesem Projekt der Luftschiffform angepasst.

Wir nutzen hierzu die Flüssig-Phase eines Propangas-Gemische, die durch die Pilot-Flamme gezündet wird. Verschiedene Düsen werden erprobt.

Brenner Aufbau

Gertler-Shape

Aerodynamische Form

Die Tragkraft von Heißluft ist etwa nur 1/3 bis 1/4 der von Helium. Transport der gleichen Nutzlast muss das Volumen deshalb 3 bis 4-mal größer sein.

Gertler führte mathematische Algorithmen ein, die Rotationskörper mit geringen Strömungswiderstand bei gleichzeitig hohem Volumen erzeugen. Zur Formhaltung bei großen Geschwindigkeiten steht die Hülle unter Überdruck. Unsere Helium-Rennluftschiffe besitzen bereits solche Formen.

Der Begriff "Gertler" geht auf Morton Gertler zurück, der in den 50er und 60er Jahren des 20. Jahrhunderts Rotationskörper auf Widerstand und Stabilität untersuchte. Grund: Die Amerikaner wollten unbedingt das schnellste U-Boot der Welt bauen, das Ergebnis war die USS Albacore.

Lebensdaten Morton Gertler: geb. 1915, 1933 High School-Abschluss; 1940 bachelor of science degree in engineering an der George Washington University, ab 1940 Schiffsbauingenieur bei David Taylor Model Basin "Naval Surface Warfare Center"; 1952 Leiter des Stabilitäts-und Kontroll-Abteilung; ab 1975 beratend tätig. gest. 2004. Mehr erfahren sie unter http://www.washingtonpost.com/ac2/wp-dyn/A11968-2004Nov25?language=printer