DE4018749C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Luftschiff mit einem aus einer Reihe von Querspanten und dazwischen gesetzten Längsträgern bestehenden Traggerüst für die den Auftrieb erzeugenden Traggaszellen und die für ein Luftschiff erforderlichen Baugruppen.

Luftschiffe dieser Art werden auch als Starrluftschiffe bezeichnet im Gegensatz zu den sogenannten Prall-Luftschiffen, die nur eine einzige Traggaszelle enthalten und ohne Traggerüst auskommen. Die Fortschritte im Flugzeubau führten dazu, daß in den letzten Jahrzehnten der Transport von Menschen und Gütern überwiegend von Flugzeugen übernommen wurde. Es gibt aber doch noch Sonderaufgaben, wo die hohe Transportgeschwindigkeit der Flugzeuge keine besondere Rolle spielt und bei denen vorteilhafterweise Luftschiffe eingesetzt werden können. Dabei ist es zum Beispiel vorteilhaft, wenn das benutzte Luftfahrzeug längere Zeit in der Umgebung des Zielortes mit ganz geringer Geschwindigkeit kreuzen oder sogar im Schwebezustand längere Zeit ortsfest verharren kann. Diesen Forderungen kommen die Eigenschaften der Luftschiffe weitgehend entgegen. Es sind daher auch immer wieder Untersuchungen zum Einsatz von Luftschiffen durchgeführt worden. Praktisch werden dabei vielfach die erwähnten Prall-Luftschiffe, auch als Blimps bezeichnet, eingesetzt, die etwas kleiner und billiger sind, als die üblichen Starrluftschiffe. Durch Wegfall des Traggerüstes sind die Prall-Luftschiffe leichter und billiger herzustellen und außerdem kann mit ihnen auch bei kleinen Luftschiffen eine ausreichende Zuladung transportiert werden. Als nachteilig erweist sich jedoch die geringe Fahrgeschwindigkeit der Prall-Luftschiffe infolge ihrer plumpen Form. Im Betrieb sind sie wenig kursstabil und bieten keine Sicherheit gegen Gasleckagen. Bei Druckverlust wird das Prall-Luftschiff nicht mehr steuerbar.

Bei Starrluftschiffen besteht üblicherweise das Traggerüst aus einer größeren Anzahl von ringartigen Querspanten, die an Knotenpunkten durch eine Vielzahl von Längsträgern miteinander verbunden sind. Die Ringe sind als Vielecke ausgebildet und weisen zum Beispiel über zwanzig Querträger auf, wobei aus Festigkeitsgründen jede Ecke des Ringes mit jeder anderen Ecke desselben Ringes durch Spanndrähte verbunden ist. An den Ecken der Ringe befinden sich Knotenpunkte zum Anschluß der erwähnten Längsträger, die die Verbindung zum davor beziehungsweise dahinter liegenden nächsten Ring darstellen. Die auf diese Weise zwischen zwei aufeinanderfolgenden Ringen gebildeten vieleckigen Abschnitte des Traggerüstes nehmen die Gaszellen auf und sind außen durch eine über die Längsträger hinweggezogene Außenhülle abgeschlossen. Die Gaszellen sind durch Netze gehalten und liegen von innen an den Trägern an. Auf diese Weise wird zwischen der Haut der Gaszelle und der Außenhülle ein Zwischenraum gebildet, in dem die Träger angeordnet sind und der für den Auftrieb verlorengeht.

Die einzelnen Querträger der Ringe und die Längsträger sind üblicherweise als Fachwerk ausgebildet. Das ergibt einen hohen Aufwand und erhebliche Kosten für die Herstellung des Traggerüstes. Das Traggerüst ist außerdem wegen seiner Struktur empfindlich gegen örtliche Krafteinleitung und gegen Schwingungen. Unfälle führen daher zu hohen Schäden an der Tragstruktur, was einen hohen Wartungs- und Reparaturaufwand zur Folge hat. Ergänzend sei noch darauf hingewiesen, daß wegen des Gewichtes des Traggerüstes erst große Luftschiffe mit einem Auftriebsvolumen von mehreren Zehntausend Kubikmetern eine ausreichend große Zuladung aufnehmen. Derartig große Luftschiffe sind jedoch für viele Aufgaben nicht erwünscht.

Diesen Nachteilen stehen auch einige vorteilhafte Eigenschaften der Starrluftschiffe gegenüber. So hat das Starrluftschiff dank seiner aerodynamisch günstigen Außenkontur eine höhere Geschwindigkeit und gute Kursstabilität gegenüber den Prall-Luftschiffen aufzuweisen. Ferner ist bei den Starrluftschiffen eine höhere Sicherheit gegeben, dadurch daß es mehrere Gaszellen enthält und bei Gasverlust das Luftschiff seine Form beibehält und voll steuerbar bleibt.

In einem Bericht des DGLR-Fachausschusses 2A6 "Flugsysteme leichter als Luft" vom März 1976 findet sich auf Seite 161 ff. ein Abschnitt "Vergleichende Strukturuntersuchungen an Luftschiffmodellen" des "Institutes für Statik und Dynamik der Luft- und Raumfahrtkonstruktionen an der Universität Stuttgart", bei dem die Ausgestaltung eines Traggerüstes für Luftschiffe untersucht wird. Der neue Vorschlag unterscheidet sich gemäß Abschnitt 1 des o.g. Berichts von der normalen Starrluftschiffbauweise dadurch, daß nahezu alle Querkomponenten der Struktur wegfallen. Sie werden durch eine vorgespannte druckbelastete Außenhaut ersetzt. Dadurch sind gegenüber konventionellen Starrluftschiffen deutliche Gewichtseinsparungen bei gleicher Strukturbelastung möglich. Weiterhin vereinfacht sich die Fertigung erheblich.

Bei der untersuchten Traggerüststruktur sind anstelle der Querringe drei Träger vorgesehen und in Form eines auf der Spitze stehenden Dreieckes angeordnet. Die Außenhaut des Luftschiffes ist außen um die drei Träger herumgelegt. An den Ecken der drei Querträger sind Längsträgerkonstruktionen angeschlossen, welche abschnittsweise die aufeinanderfolgenden Querträgerspanten miteinander verbinden. Die an der unteren Spitze der Dreiecke liegenden Längsträger sind gegen Beschädigung empfindlich. Angaben über die Ausgestaltung der Traggaszellen und über den weiteren konstruktiven Aufbau eines Luftschiffes sind nicht gemacht. Diese Veröffentlichung zeigt lediglich, daß durch eine vereinfachte Dreieckskonstruktion der Spanten des Traggerüstes Gewichtseinsparungen möglich sind.

Aus der FR 5 09 501 ist ein lenkbares Luftschiff mit Ballonets bekannt. Dabei ist das Luftschiff mit Ringen der bekannten und oben bereits schon erwähnten Art aufgebaut. Zur besonderen Versteifung ist ein Kiel vorgesehen, der an der tiefsten Stelle des Luftschiffes in Längsrichtung verläuft. Dieser Kiel ist als prismatisches Traggerüst aus einzelnen Trägern aufgebaut und dient unter anderem der Aufnahme eines Energiesystems. Zur Versteifung des gesamten Luftschiffkörpers kann diese Konstruktion nichts beitragen und erhöht außerdem das Gesamtgewicht des Luftschiffes.

Der Aufbau eines Luftschiffes aus einzelnen ringförmigen Querträgern und zwischen den aufeinanderfolgenden Ringen angeordneten Längsträgern ist schon aus der DE- PS 4 75 985 bekannt. Bei der Bildung der einzelnen Ringe sind die dabei eingesetzten Träger in einem Dreiecksverband aufgebaut, wodurch die Ringe jeweils ein scheibenförmiges Fachwerk bilden, welches als Polygon der Außenkontur des Luftschiffes entspricht. Zur weiteren Versteifung sind bei den Querträgern jeweils mehrere je in bezug auf die Achsen oder den Mittelpunkt des Querträgers symmetrisch zueinanderliegende Ecken miteinander durch beiderseits aus der Mittelebene herausgeführte Trägerpaare verbunden und die entstehenden Knotenpunkte sind mit den übrigen Querträgerecken beziehungsweise unter sich verspannt. Wie oben schon erwähnt haften den Querträgerringen beim Luftschiffbau gravierende Nachteile an, insbesondere hinsichtlich ihres Gewichts. Die Verspannung mittels Drähten usw. ist nur innerhalb der Ringe wirksam und gibt in Längsrichtung des Luftschiffes keine Verbesserung.

In der DE-PS 4 05 563 ist ein Gerüst für Starrluftschiffe beschrieben, das aus Trägern und Zugorganen zusammengesetzt ist. Die Zugorgane sind dabei von einem starren Gerüstpunkt zu einem anderen starren Gerüstpunkt über dazwischenliegende Träger hinweggeführt, mit welchen sie durch Klemmung verbunden sind. Diese Konstruktion ist vorgesehen als Laufgang eines Luftschiffes mit beispielsweise dreiecksförmigem Querschnitt. Der Schrift ist jedoch kein Hinweis daraufhin zu entnehmen, eine solche Dreieckskonstruktion auf das Traggerüst des gesamten Luftschiffes zu übertragen und auf diese Weise ein gewichtsmäßig leichtes und dennoch ausreichend steifes Luftschiffgerüst zu schaffen.

Die DE-PS 6 10 976, wie auch die DE-PS 5 20 664 und die DE-PS 4 62 697 zeigen Fachwerkträger für den Leichtbau, insbesondere zum Einsatz bei Luftschiffen. Sie lassen den Aufbau von einzelnen Trägern als Kastenträger erkennen. Unter anderem sind auch Kästen mit dreiecksförmigem Querschnitt dort offenbart. Es handelt sich jedoch immer um den Aufbau von Einzelträgern, um diesen große Steifigkeit bei geringem Gewicht zu verleihen. Es werden zwar solche Träger verwendet, sie bestimmen jedoch nicht als Traggerüst als solches und somit den Aufbau des Luftschiffes insgesamt gesehen, sondern ihre Verwendung beschränkt sich auf den Einsatz als Einzelträger, zum Beispiel anstelle von Röhren.

Eine Abwandlung der Bauweise solcher Kastenprofile bzw. Fachwerksträger ist auch in der GB 1 23 604 sowie der DE-PS 6 57 909 offenbart. Es ist dabei darauf hingewiesen, daß die Träger als Laminate aufgebaut sind. Sie können zwar bei Luftschiffen ohne weiteres als Einzelträger verwendet werden. Für die Schaffung eines Gesamtgerüstes leichtester Bauart geben diese Detailkonstruktionen aber keinerlei Hinweis.

Die im obengenannten Stand der Technik offenbarten Merkmale zu einer Gewichtsverringerung einzelner Luftschiffteile ermöglichen jedoch noch nicht die gewünschte Verbesserung des Gesamttraggerüsts eines Luftschiffes und eine günstige Anordnung der Gaszellen innerhalb desselben und können somit auch nicht die unstreitigen Vorteile einerseits der Starrluftschiffe und andererseits der Prall-Luftschiffe kombinieren, ohne die jeweiligen Nachteile mit zu übernehmen.

Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, ein Luftschiff der eingangs genannten Art zu schaffen, dessen Tragstruktur sowie Anordnung der Traggaszellen innerhalb derselben eine hohe Tragfähigkeit und Festigkeit gewährleisten. Die Herstellung des Luftschiffes soll dabei so einfach und wirtschaftlich sein, daß insbesondere auch relativ kleine Luftschiffe kostengünstig realisierbar sind.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind den Unteransprüchen und der Beschreibung zu entnehmen.

Die Struktur des Traggerüstes ermöglicht es, im Heck ein dreigeteiltes Leitwerk auf den Enden der drei Längsträger anzuordnen. Ebenso ist es möglich, an der Struktur der unten liegenden Längsträger Triebwerke mit großer Freizügigkeit anzuordnen und Verankerungsanschlüsse an den Knotenpunkten des Traggerüstes vorzusehen.

Die Struktur der dreieckförmigen Querspanten zusammen mit den Längsträgern erfordert wenige, einfache Bauelemente, wodurch die Herstellkosten sehr niedrig gehalten werden. Einzelne Teile, wie zum Beispiel die Längs- oder Querträger können bequem vorgefertigt und dann zusammengesetzt werden. Durch das geringe Gesamtgewicht wird eine hohe Wirtschaftlichkeit erzielt. Durch die Diagonalverspannung der in den Längsabschnitten des Traggerüstes liegenden, von den umgrenzenden Trägern definierten, viereckigen Felder wird eine hohe Steifigkeit des Traggerüstes erzielt. Die stabile und langgestreckte, aerodynamisch günstige Form des Traggerüstes ermöglicht es, alle Baugruppen, wie Triebwerke, Leitwerke, Gondel usw., daran anzubringen.

Das Fachwerk des Traggerüstes wird durch die unter Innendruck stehende Hülle entlastet, wodurch die Festigkeit (Knick-, Biegungs- und Torsionsfestigkeit) zusätzlich verbessert wird. Durch das Vorsehen einer Luftkammer im unteren Teil des Luftschiffkörpers wird die Basis des Traggerüstes ins Innere der Außenhülle verlegt und dadurch vor Beschädigungen geschützt. Bei harten Landungen zum Beispiel kann die Gondel in den Luftkammerraum einfedern, ohne daß die Träger der Struktur die Gondelbesatzung gefährden.

Die Traggaszellen sind in Längsrichtung des Luftschiffes an den Außengurten der drei parallel laufenden Längsträger befestigt. Die Träger sind vorteilhafterweise als Fachwerk ausgebildet und weisen an ihrem Außengurt in den einzelnen Abschnitten gekrümmten Verlauf auf, welcher der äußeren Längswölbung des Luftschiffes entspricht. Da die Außenhaut der in Längsrichtung nacheinander angeordneten Traggaszellen gleichzeitig die Außenhülle des Luftschiffes bildet und keine gesonderte Luftschiffhülle außerhalb der Trägerkonstruktion im Abstand zur Traggaszelle vorgesehen ist, ist eine optimale Ausnützung des gesamten Luftschiffvolumens für das Auftrieb erzeugende Traggasvolumen möglich. Der Auftriebsgewinn beträgt circa 6% gegenüber einem herkömmlichen Starrluftschiff der gleichen Größe.

Die Traggaszellen tragen durch den von ihnen erzeugten Innendruck zur Aussteifung des Traggerüstes bei. Auch bei Gasverlust bleibt die Form des Luftschiffes erhalten und das Luftschiff bleibt voll durch das Heckleitwerk steuerbar. Dadurch, daß die Traggaszellen im Bereich oberhalb der Basislängsträger im Querschnitt kreisförmige Außenkontur haben, vermeidet man die sonst auftretende vieleckige Querschnittsform des Luftschiffes.

Durch das Zusammenwirken der erfindungsgemäßen Struktur des Traggerüstes und der Ausgestaltung der Traggaszellen werden die eingangs genannten Nachteile vermieden und bei einem verhältnismäßig kleinen Luftschiffvolumen die vorteilhaften Eigenschaften eines größeren Starrluftschiffes erreicht.

Die Erfindung sei nachstehend anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Luftschiffes mit teilweise entfernter Außenumhüllung,

Fig. 2a bis 2d einige Einzelheiten aus der Fig. 1,

Fig. 3 die Ausgestaltung eines Längsabschnittes des Luftschiffes im Querschnitt,

Fig. 4a und 4b einen Längsabschnitt des Luftschiffes in Quer- und Längsschnitt,

Fig. 5a und 5b Ausschnitte aus Fig. 4a und 4b in vergrößerter Darstellung,

Fig. 6a bis 6c die Ausgestaltung von Knotenkupplungen im Traggerüst des Luftschiffes,

Fig. 7a bis 7c die vereinfachte Ausgestaltung eines Längsträgers,

Fig. 8a bis 8e verschiedene Ansichten eines Luftschiffes mit Anordnung der Gondel und der Triebwerke teilweise im Schnitt und

Fig. 9a und 9b die Anordnung der Triebwerke in etwas vergrößerter Darstellung.

In der Fig. 1 ist in perspektivischer Ansicht ein Luftschiff dargestellt, das in mehrere Längsabschnitte A unterteilt ist. Im mittleren Teil des Luftschiffes ist die Außenumhüllung entfernt, so daß der Aufbau des innerhalb des Luftschiffes angeordneten Traggerüstes erkennbar wird. Die Querschnittsspanten des Luftschiffes werden aus Querträgern gebildet, die in Form eines gleichschenkligen Dreieckes angeordnet sind. Als Beispiel ist in der Zeichnung ein solcher Dreiecksverband aus den Querträgern S11, S12 und S13 hervorgehoben. Zu diesem Querspant ist ein zweiter Querspant in der Entfernung eines Längsabschnittes A eingezeichnet. Dieser Querspant besteht wiederum aus drei Querträgern S21, S22 und S23. Die dreieckförmigen Querspanten weisen mit ihrer Spitze, das heißt mit ihrer aus den Querträgern S11, S12 bzw. S21 und S22 gebildeten Ecke nach oben, wogegen die Basis der Dreiecke, das heißt der Querträger S13 bzw. S23 im unteren Teil des Traggerüstes liegt. Die einander entsprechenden Eckpunkte der dreiecksförmigen Querspanten sind jeweils durch Längsträger miteinander verbunden. In der Fig. 1 wird diese Verbindung durch die Längsträger L1, L2 und L3 hergestellt. Auf diese Weise erhält das Traggerüst eine prismenartige Form mit drei rechteckigen Flächen, von denen die eine in der Basis des Traggerüstes liegt und die beiden anderen Flächen die schrägen Seitenwände des Prismas bilden. Die Basisfläche in einem vorderen Abschnitt wird zum Beispiel begrenzt durch die Träger S13, und die Längsträger L1 und L3. Eine Seitenfläche des Prismas wird zum Beispiel durch die Querträger S12, und S22 und die Längsträger L2 und L3 gebildet. Wie aus der Zeichnung deutlich zu erkennen ist, sind in diesen genannten ebenen Flächen jeweils zwei diagonal verlaufende Diagonalverspannungen D eingebaut. Diese Diagonalvorspannungen D können flexibel und zum Beispiel als Zugseile mit Verstellmechanismus ausgebildet sein. Diese doppelte Diagonalverspannung D verbessert die Festigkeit des Traggerüstes erheblich und stellt eine vorteilhafte Weiterbildung gegenüber den im eingangs genannten Bericht aufgeführten dreieckförmigen Querspanten dar.

Wenn man das Luftschiff mit einigen seiner aufgezeigten Längsabschnitte A betrachtet, so ergeben sich durch die Hintereinanderschaltung durchgehende Längsträger L1, L2 und L3. Die an der Basis des Traggerüstes verlaufenden Längsträger L1 bzw. L3 eignen sich mit ihren an den Querträgern S15, S23 angeordneten Knotenpunkten vorzüglich für die Anordnung von Triebwerken T. Die Aufhängung einer Gondel G wird weiter unten noch eingehender beschrieben. Auch auf das Leitwerk F wird weiter unten noch näher eingegangen.

In den Fig. 2a und 2b ist die Heckpartie eines Luftschiffes vereinfacht dargestellt. Die Fig. 2b stellt dabei einen Schnitt nach der Linie D-D in Fig. 2a dar. Es ist erkennbar, daß die Flossen F1, F2 und F3 des Leitwerkes F in vorteilhafter Weise auf den drei Längsträgern L1, L2 und L3 befestigt werden können. Dieses dreiteilige Leitwerk F bildet mit seinen Flossen F1, F2 und F3 eine umgekehrte Y-Form. In der Fig. 1 ist am Heck des Luftschiffes noch ein gesondertes Hecktriebwerk H eingezeichnet und bei ihm eine Strahlumlenkeinrichtung angedeutet. Durch mehr oder minder große Strahlablenkung nach unten oder gegebenenfalls auch mehr oder weniger nach der Seite ergibt sich außer der aerodynamischen Steuerung durch die Flossen F1, F2, F3 und Ruder des Leitwerks F eine vorteilhafte Steuerung des Luftschiffes im Schwebeflug, wenn wegen fehlender Reisegeschwindigkeit die Ruder noch nicht wirksam werden. In der Fig. 2b sind noch zwei dreieckförmige Querspanten Q eingezeichnet und die Außenhülle 1 des Luftschiffes durch einen Kreis angedeutet.

Die Fig. 2c zeigt zwei Querspanten Q mit den begrenzenden Querträgern S12 bzw. S22 an den Enden des Längsabschnittes A, sowie mit den dazwischen befindlichen Längsträgern L2 und L3. Deutlich erkennbar ist die Diagonalverspannung D in den prismaähnlichen Seitenflächen der Traggerüststruktur. Am Knotenpunkt zwischen Querträger S12 und Längsträger L3 ist ein Triebwerk T angeordnet und durch Pfeile angedeutet, daß dieses Triebwerk in unterschiedliche Lagen geschwenkt werden kann.

Die Fig. 2d zeigt wiederum einen Querspant, bestehend aus den Querträgern S11, S12 und S13. An den Verbindungsstellen der aneinanderstoßenden Querträger sind die Längsträger L1, L2 und L3 angedeutet. Die äußere Begrenzung (Traggaszelle 1) des Luftschiffes ist durch einen Kreis angedeutet. Diese Begrenzung wird im oberen Teil des Luftschiffes durch die Haut der Traggaszellen 1 gebildet. Ferner ist dieser Figur auch noch die Anordnung von Triebwerken T zu entnehmen. Es sei noch angefügt, daß aus den Querträgern S11, S12 und S13 ein dreieckförmiger Querspant Q gebildet wird, wobei die Basis des Dreiecks durch den Querträger S13 gebildet wird. Wesentlich für die Anordnung ist der Umstand, daß der Dreiecksverband als gleichschenkliges Dreieck mit gleichlangen seitlichen Querträgern S11 und S12 aufgebaut ist. Die Länge der Basis (Querträger S13) ist weniger kritisch, jedoch ist es vorteilhaft, wenn alle drei zusammengeschalteten Querträger S11, S12 und S13 von gleicher Länge sind und ein gleichseitiges Dreieck bilden.

In der Fig. 3 ist ein Längsabschnitt A des Luftschiffes perspektivisch dargestellt. Man erkennt einen ersten Querspant Q, bestehend aus den Querträgern S11, S12 und S13 und im Abstand dazu einen zweiten Querspant Q mit den Querträgern S21, S22 und S23. Die beiden Querspanten Q sind durch Längsträger L1, L2 und L3 miteinander verbunden.

Eine Traggaszelle 1 hat in ihrem oberen Bereich, der vom Längsträger L1 über den Längsträger L2 bis zur anderen Seite zum Längsträger L3 reicht, kreisförmige Gestalt. Die Traggaszelle 1 selbst legt sich an die drei Längsträger L1, L2 und L3 von innen her an. Neben dem Längsträger L1, L2, L3 ist dafür gesorgt, daß die Wandung der Traggaszelle 1 etwa um die Stärke der Längsträger L1, L2, L3 nach außen vorspringt und gegebenenfalls sogar leicht über die Kontur der Längsträger L1, L2 oder L3 übersteht. Die Längsträger L1, L2 und L3 liegen also in der Traggaszelle 1 etwas vertieft in einem grabenartigen Gebilde.

Der übrige Teil der Traggaszelle 1, welcher unten zwischen den beiden Längsträgern L1 und L3 sich erstreckt, liegt auf der Diagonalverspannung D der von L1, L3, S13 und S23 gebildeten Fläche lose auf. In den durch die Diagonalverspannung D und den eben genannten Längs- und Querträgern L1, L3, S13 und S23 gebildeten Bereichen der Fläche kann der untere Teil der Traggaszelle 1 sackartig nach unten durchhängen. Dieser untere Teil bildet eine Trennwand 2 zwischen Traggaszelle und einer im Bauch des Luftschiffes angeordneten Luftkammer K. Die Luftkammer K wird nach außen hin durch eine gasdichte Hülle 3 zwischen den Längsträgern L1 und L3 abgeschlossen. Zu diesem Zweck werden die seitlichen Ränder der Hülle 3 entlang der Längsträger L1 bzw. L3 gasdicht befestigt. Diese Befestigung ist derart ausgebildet, daß die vertieften Gräben für die Längsträger L1 bzw. L3 nach außen hin durch die Randstreifen 30 abgedeckt sind. Auch der oben im Scheitel der Luftschiffstruktur verlaufende Längsträger L2 wird mit seinem Graben durch Längsstreifen 4 abgedeckt. Diese Abdeckung wird weiter unten noch näher erläutert. Wie oben erwähnt, ist also die Traggaszelle 1 zwischen den aus den Querträgern S11, S12, S13 auf der einen Seite und S21, S22, S23 auf der anderen Seite angeordnet. Eine weitere Traggaszelle 1 schließt sich hinter dem Querspant (Querträger S21, S22, S23) an. Die beiden Traggaszellen 1 sind also durch einen dreieckförmigen Querspant voneinander getrennt und bilden dort einen scheibenartigen Zwischenraum Z, der mit der Luftkammer K in Verbindung steht. Auch der Zwischenraum Z wird an seiner äußeren Umrandung gasdicht abgeschlossen in analoger Weise wie die Scheitelabdeckung durch Längsstreifen 4. Beim Zwischenraum Z verläuft der Abdeckstreifen über den Umfang der Luftschiffhülle.

Die Fig. 4A zeigt einen vereinfachten Querschnitt und die Fig. 4B einen vereinfachten Längsschnitt durch ein Traggerüst für ein Luftschiff und dessen Traggaszellen 1. In der Fig. 4a sind die drei Querträger S11, S12 und S13 eines Querspantes Q eingezeichnet. An ihren Verbindungsstellen verlaufen die Längsträger L1, L2, L3. In den Querträgern S11, S12 und S13 sind durch je zwei strichpunktierte Linien die in dieser Ebene verlaufenden Diagonalverspannungen D angedeutet. Der obere Teil der gasdichten Hülle der Traggaszelle 1 ist durch einen Kreisbogen angedeutet. Dabei ist ersichtlich, daß an Stellen, die von den Längsträgern L1, L2, L3 eingenommen werden, die Längsträger L1, L2, L3 seitlich von der Haut der Traggaszelle 1 überragt werden. Der Längsstreifen am Längsträger L2 ist mit 4 bezeichnet und wird in der Fig. 5a näher erläutert. Abgeteilt durch eine lockere Trennwand 2 ist die Luftkammer K erkennbar. Die Luftfüllung in der Luftkammer K ist durch Punktierung angedeutet. Die einen Längsschnitt A zeigende Fig. 4b läßt deutlich die diagonalverspannten ebenen Flächen und das Durchhängen der Trennwand 2 erkennen. Die neben den Auflagestellen auf der Diagonalverspannung D sich bildenden sackähnlichen Ausstülpungen sind mit 20 bezeichnet. Die Wirkungsweise der Luftkammern K im Zusammenspiel mit den Traggaszellen 1 ist nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung und kann als bekannt vorausgesetzt werden. Die Ausstülpungen 20 werden tiefer und nehmen schließlich die in der Fig. 4B strichpunktiert eingezeichnete Endlage ein. Die Fig. 4b läßt auch den scheibenartigen Zwischenraum Z zwischen den beiden Traggaszellen 1 im Bereich des durch den Querträger S21 angedeuteten Querspantes erkennen. Es sei hier darauf hingewiesen, daß zwar wie erwähnt der untere Teil einer Traggaszelle 1, nämlich die Trennwand 2 lose auf den Diagonalverspannungen D auf der durch die Querträger L1 und L3 gebildeten Basisfläche aufliegen, daß aber die in den Seitenflächen entlang der Querträger S11 und S12 laufenden Diagonalverspannungen D die Haut der Traggaszelle 1 durchstoßen und zwar jeweils in der Nähe ihrer Befestigungsstelle an den Längsträgern L1 und L3. Nähere Einzelheiten hierzu werden weiter unten noch erläutert.

In der Fig. 5a ist der in der Fig. 4a durch einen kleinen strichpunktierten Kreis hervorgehobene Ausschnitt größer dargestellt. In der vereinfachten Darstellung ist der Längsträger L2 mit seinen beiden angeschlossenen Querträgern S11 und S12 erkennbar. Der Längsträger L2 liegt in dem vertieften Graben der Traggaszelle 1. Der Längsträger L2 weist über seine ganze Länge an seinem Scheitelpunkt nach links und nach rechts weisende Befestigungsfahnen 25 auf, an denen über Verzurreinrichtungen 5 Verlängerungsstreifen der Traggashülle 1 miteinander verbunden sind. An diesen Verlängerungsstreifen oder auch an der Haut der Traggaszelle 1 selbst ist ein gasdichter Längsstreifen 4 mit seinem Rand 40 gasdicht befestigt, zum Beispiel angenäht oder geklebt. Der Längsstreifen 4 überdeckt den gesamten Graben für den Längsträger L2 und die Verzurreinrichtung 5 und ist an seinem anderen Rand wieder an der Traggaszelle 1 befestigt, zum Beispiel über einen Klettverschluß.

Die Fig. 5b zeigt einen in der Fig. 5b durch einen kleinen Kreis hervorgehobenen Ausschnitt in Vergrößerung. Die Fig. 5b zeigt im Längsschnitt den Längsträger L2 mit einem angeschlossenen Querträger S11. An diesem Knotenpunkt sind die Diagonalverspannungen D befestigt. Mit 8 sind die Spannelemente der Diagonalverspannungen D angedeutet und die darauffolgenden Durchführungen der Diagonalverspannungen D durch die Wandung der Traggaszellen 1 sind in an sich bekannter Weise durch einen Faltenbalg 7 abgedichtet. Analog zum Längsstreifen 4 ist noch eine weitere Abdeckung vorgesehen, die auf dem Umfang des Luftschiffes den Zwischenraum Z nach außen abdeckt. Diese Abdeckung ist in der Fig. 5b durch Abdeckstreifen 4′ angedeutet.

In der Fig. 6a ist stark vereinfacht eine Knotenkupplung aufgezeigt, bei der Längsträger L und Querträger S aneinander angeschlossen sind und an der außerdem die Diagonalverspannugnen D angreifen. Die Träger sind hier als einfache Stäbe oder Rohre dargestellt. Selbstverständlich können die einfachen Stäbe ohne Schwierigkeiten durch Fachwerkträger ersetzt werden. Ein auf diese Weise entstandener Knotenpunkt ist in der Fig. 6b im Querschnitt und in der Fig. 6c in der Draufsicht gezeigt. Durch gestrichelte Linien ist in der Fig. 6b der Verlauf der die Außenhaut des Luftschiffes bildenden Haut der Traggaszelle 1 eingezeichnet. Außerdem ist mit gestrichelten Linien ein seitlicher Randstreifen 30 eingezeichnet, der den durch den Längsträger L1 gebildeten Graben nach außen abschließt. Die Fig. 6c zeigt wieder Diagonalverspannungen D, die die gestrichelt eingezeichnete Haut einer Traggaszelle 1 durchdringen und wobei die Durchdringungsstelle durch einen Faltenbalg 7 abgedeckt ist.

In der Fig. 7a ist eine Besonderheit beim Aufbau von Längsträgern L schematisch angedeutet. Um einen strömungstechnisch günstigen Verlauf der Außenhaut eines Luftschiffes zu erreichen, werden die in den einzelnen Abschnitten eingesetzten Längsträger nicht einfach in gerade gestreckter Form eingesetzt, sondern es wird ein an der Basis gerade gestreckter Längsträger L verwendet, dessen Außengurt 9 der örtlichen Wölbung des Luftschiffes entspricht. Die in den Fig. 7b und 7c dargestellten Querschnitte durch den Längsträger L lassen deutlich erkennen, daß der Außengurt 9 unterschiedliche Abstände zur Basis des Fachwerkes aufweist.

Die Fig. 8a zeigt eine Seitenansicht eines Luftschiffes in schematischer Ansicht. Ein Schnitt A-A ist in der Fig. 8b dargestellt und ein weiterer Schnitt B-B zeigt einen Querschnitt des Luftschiffes in der Fig. 8d. In der Übersicht sind in den Fig. 8a und 8b einige Querspanten mit Q1, Q2, Q3 und Q4 bezeichnet. Zwischen diesen Querspanten Q1 . . . Qu befindet sich jeweils ein Längsabschnitt A. Das oben beschriebene Traggerüst erstreckt sich vom Bug bis zum Heck des Luftschiffes und gibt ihm durch die besondere Art der Verspannungen eine hohe Festigkeit. Das Leitwerk F ist durch seine Flossen angedeutet. Außerdem ist am Heck ein Hecktriebwerk H vorgesehen, das eine Schubvektor-Steuerung ermöglicht. Unterhalb der Basis des Traggerüstes erstreckt sich die schraffiert eingezeichnete Luftkammer K. Eine Gondel G ist durch Streben oder Seile 15 bzw. 16 an beispielsweise den Querspanten Q1 bis Q4 nachgebend aufgehängt. In die Gondelaufhängung kann zum Beispiel auch eine Dämpfungseinrichtung 17 eingefügt sein, wie die Fig. 8d erkennen läßt. Ferner ist durch die eingezeichneten Triebwerke T noch gezeigt, wie diese Triebwerke T an den Längsträgern L befestigt werden können. Daß an diesen Längsträgern L auch Halte- oder Verankerungseinrichtungen angeschlossen werden können, ist oben bereits erwähnt worden.

Die Fig. 8c zeigt einen Ausschnitt aus der Fig. 8a mit den Querspanten Q1, Q2, Q3 und Q4, wobei aber etwa durch einen harten Landestoß die aufgehängte Gondel G in den Luftkammerraum K eingefedert ist. Die Gondelaufhängungen verlaufen nach wie vor unbeschädigt im Luftkammerraum K. Die Fig. 8e zeigt die Einfederung der Gondel G in die Luftkammer im Querschnitt. Beschädigungen an der Gondel G und an der Struktur des Traggerüstes sind dadurch weitgehend vermieden.

Zur Ausbildung der Luftkammer K ist noch zu erwähnen, daß mit großer Freizügigkeit die Luftkammer K unterteilt werden kann. Es ist also möglich, entweder eine einzige durchgehende Luftkammer K für das gesamte Luftschiff vorzusehen, oder eine Unterteilung vorzunehmen, bei der eine oder mehrere Traggaszellen 1 zusammengefaßt und mit ihrer eigenen Luftkammer K versehen sind. Für jede der Teilluftkammern ist dann wenigstens ein Ventilator V vorgesehen, der den für den Betrieb erforderlichen Luftüberdruck einregelt. In der Fig. 8a ist angenommen, daß der vordere Teil des Luftschiffes bis zum Querspant Q4 eine gemeinsame Luftkammer K und der hintere Teil eine getrennte zweite Luftkammer K aufweist. Für die vordere Luftkammer K ist in der Zeichnung ein Ventilator V′ und für die hintere Luftkammer K ein Ventilator V vorgesehen. Gegebenenfalls genügt anstelle eines Ventilators V, V′ ein Windstaugerät, um den erforderlichen Luftüberdruck sicherzustellen.

Die Fig. 9a zeigt an einer durch Längsträger L und Querträger S gebildeten Knotenpunkt den Anschluß eines Propellerturbinen-Triebwerkes T an den Längsträger L. An einem an dem Knotenpunkt angeschlossenen Pylon 18 schließt sich über ein Schwenklager 19 ein Träger für ein Propellerturbinen- Triebwerk T an. Durch das Schwenklager 19 läßt sich das Triebwerk T gegenüber der Luftschiffslängsachse je nach Bedarf mehr oder weniger weit verschwenken, so daß der Triebwerksstrahl nach unten zeigt. Die Fig. 9b zeigt die Triebwerksanordnung in der Draufsicht in der Stellung für Vortrieb, wobei strichpunktiert der Propellerkreis P′ für die Schwenklage des Triebwerkes T eingezeichnet ist.

Claims (20)

1. Luftschiff mit einem aus einer Reihe von Querspanten und dazwischen gesetzten Längsträgern bestehenden Traggerüst für die den Auftrieb erzeugenden Traggaszellen und die für ein Luftschiff erforderlichen Baugruppen, wobei die das Traggerüst in Längsabschnitte unterteilenden Spanten aus jeweils drei in der Form eines gleichschenkligen Dreiecks angeordneten Querträgern bestehen und die Eckpunkte als Knotenstellen zum Anschluß von Längsträgern an die Querträger ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß

• a) die Basis-Querträger (S13) der Dreiecksgebilde aus Querträgern (S11, S12, S13) horizontal im unteren Teil des Traggerüstes liegend angeordnet ist,
• b) die in den Längsabschnitten (A) gebildeten und durch zwei an den Enden eines Abschnittes einander entsprechende Querträger (z. B. S13, S23) und zwei Längsträger (L1, L3) begrenzten viereckigen Flächen zwei diagonal verlaufende Spannglieder aufweisen,
• c) in den Abschnitten (A) jeweils eine sich an ihrem oberen Teil von innen an die Längsträger (L1, L2, L3) anlegende und dort befestigte Traggaszelle (1) angeordnet ist, die in gasgefülltem Zustand die Quer- (S11, S12, S13) und Längsträger (L1, L2, L3) seitlich überragt und über die Abschnittslänge mit ihrer Hülle gleichzeitig die Außenhülle des Luftschiffes bildet, wogegen die Traggaszelle (1) mit ihrem unteren Teil (2) lose auf den Spanngliedern der zwischen den beiden unteren Basis-Längsträgern (L1, L3) gebildeten viereckigen Fläche aufliegt und eine Trennwand (2) für eine im unteren Teil des Luftschiffes vorgesehene Luftkammer (K) bildet, wobei
• d) zwischen den Basis-Längsträgern (L1, L3) eine die Luftkammer (K) nach unten abschließende und die Querschnittsform des Luftschiffes ergänzende gesonderte Hülle (3) angeordnet ist.

2. Luftschiff nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein dreigeteiltes Heckleitwerk (F), dessen Flossen (F1, F2, F3) auf den Enden der drei Längsträger (L1, L2, L3) angeordnet sind.

3. Luftschiff nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch Ausbildung der Querspanten Q als gleichseitige Dreiecke.

4. Luftschiff nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet durch die Ausgestaltung der Querträger (z. B. S13 in Fig. 6c) und der Längsträger (z. B. L1 in Fig. 6c) als Fachwerkträger.

5. Luftschiff nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die als Fachwerkträger ausgestalteten Längsträger (L in Fig. 7a) bei geradlinigem Verlauf ihres Untergurtes eine der Außenkontur des Luftschiffes angepaßte Längswölbung des Obergurtes (9) aufweisen.

6. Luftschiff nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch Anordnung von Triebwerken (T) an Knotenpunkten der Basis des Traggerüstes.

7. Luftschiff nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Triebwerke (T) schwenkbar gelagert sind.

8. Luftschiff nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch Anordnung eines Hecktriebwerkes (H) hinter dem Heck des Luftschiffes.

9. Luftschiff nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch Anordnung von Verankerungsanschlüssen an Knotenpunkten der Basis des Traggerüstes.

10. Luftschiff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Längsabschnitten (A) angeordneten Diagonalvorspannungen durch die Wandung der in diesem Abschnitt angeordneten Traggaszelle (1) gasdicht hindurchgeführt sind und die Spannelemente (8) im Luftraum der Knotenpunkte des Traggerüstes angeordnet sind.

11. Luftschiff nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch einen abdichtenden Faltenbalg (7) an der Durchführungsstelle.

12. Luftschiff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der untere, die Trennwand (2) zur Luftkammer (K) bildende Teil der Traggaszelle (1) zwischen den Diagonalvorspannungen (D) sackartig nach unten in die Luftkammer (K) durchhängende Ausstülpungen (20) aufweist.

13. Luftschiff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß für mehrere, in aufeinanderfolgenden Längsabschnitten (A) angeordnete Traggaszellen (1) eine gemeinsame Luftkammer (K) vorgesehen ist.

14. Luftschiff nach Anspruch 1 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß für jede Luftkammer (K) ein den darin nötigen Luftüberdruck regelnder Ventilator (V, V′) vorgesehen ist.

15. Luftschiff nach Anspruch 1 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenräume (Z) zwischen zwei benachbarten und durch die Querträger (z. B. S21, S22, S23) eines Querspantes (Q) voneinander getrennte Traggaszellen (1) mit den Luftkammern (K) in Verbindung stehen.

16. Luftschiff nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die Querträger (z. B. S21, S22, S23) eines Querspantes voneinander getrennten Traggaszellen (1) zweier benachbarter Querabschnitte (A) durch einen oder mehrere umlaufende und bei Abdichtung der Zwischenräume (Z) die Außenhülle des Luftschiffes ergänzende Abdeckstreifen (4′) miteinander verbunden sind.

17. Luftschiff nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der die im Scheitel des Luftschiffes angeordneten Längsträger (L2) aufnehmende Raum durch die Außenhülle des Luftschiffes ergänzende Längsstreifen (4) abgedeckt ist.

18. Luftschiff nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der die Basis-Längsträger (L1, L3) aufnehmende Raum durch Randstreifen (30) der Luftkammer-Hülle (3) abgedeckt ist.

19. Luftschiff nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Gondel (G) am Basisteil des Traggerüstes nachgebend aufgehängt (15, 16) und in die Luftkammer (K) einfederbar ist.

20. Luftschiff nach Anspruch 19, gekennzeichnet durch Dämpfungseinrichtungen (17) in der Gondelaufhängung.