Sterowiec sztywny

LZ 129 Hindenburg w Lakehurst , 1936

Sterowce sztywne to sterowce z kompletnym szkieletem dźwigarów i rozpórek. Rama ta określa zewnętrzny, głównie aerodynamiczny kształt kadłuba.

Oprócz prawie 120 sterowców , około 50 sztywnych sterowców zostało również wyprodukowanych przez innych producentów. Wiele z tych sterowców rozbiło się wkrótce po ich dziewiczym rejsie. Doprowadziło to do zaprzestania produkcji sterowców w latach 30. XX wieku, a Niemcy posiadały LZ 130, ostatni duży sztywny sterowiec, eksploatowany do 1939 roku.

nieruchomości

Szkielet sztywnego sterowca (replika Hindenburga w Muzeum Zeppelin w Friedrichshafen )

Pierścienie szkieletu były w większości pionowe i połączone podłużnymi belkami. Dodatkowo konstrukcja została usztywniona stalowymi linkami , co przyczyniło się do stabilności wymiarowej przy wystarczającej elastyczności . Silniki i gondole kierowcy można było po prostu zawiesić na ramie. Ładunek, balast (głównie woda) i materiały eksploatacyjne (paliwo i olej smarny) można było przechowywać w sposób optymalnie rozłożony i częściowo wykorzystywać do trymowania . Płetwy stabilizujące na rufie zostały zintegrowane z konstrukcją ramy. Wnętrze kadłuba zapewniało dużo osłoniętej przestrzeni dla załogi, pasażerów i ładunku. Jedną z zalet solidnej konstrukcji jest to, że zachowuje kształt sterowca, a tym samym również sterowność aerodynamiczną w przypadku utraty gazu.

W przypadku sterowca sztywnego rama zapewnia kształt, powłoka zewnętrzna odporność na warunki atmosferyczne, a ogniwa gazowe gazoszczelność. W przypadku sterowca uderzeniowego te trzy zadania przejmuje twarda powłoka zewnętrzna. Sterowce sztywne mogą być sensownie skonstruowane tylko z określonego rozmiaru, który wyraźnie przewyższa rozmiar sterowców uderzeniowych, ze względu na dodatkowe elementy konstrukcyjne.

Wewnątrz sztywnych sterowców siła nośna jest wytwarzana przez gaz unoszący w komorach gazowych, które w przeciwieństwie do sterowców uderzeniowych lub sterowców półsztywnych nie muszą w żaden sposób wpływać na kształt statku.

Nadciśnienie w ogniwach gazowych jest mniejsze niż w sterowcach : na dole zero i na górze nośność właściwa ( różnica gęstości gazu razy g ) razy wysokość nad dolnym poziomem gazu. Przy średnicy statku 40 m i nośności właściwej 12 N/m³: 480 Pascal (Pa). W rezultacie gaz traci się szybciej w przypadku uszkodzenia i tylko uszkodzona komórka jest pusta. W przypadku sterowca uderzeniowego cały korpus wypornościowy jest pusty i traci swój kształt. Balonety nie są wymagane na sztywnym sterowcu.

Historyczne sterowce sztywne

Pierwszy prototyp autorstwa Davida Schwarz

Pierwszym sztywnym sterowcem był całkowicie metalowy sterowiec opracowany przez Davida Schwarza w latach 1895/1896 . Rodzina Schwarzów przeniosła się później do Agram (dzisiejszy Zagrzeb w Chorwacji ), gdzie David opracował prototyp całkowicie metalowego sterowca jako samouk . Składał się z kratownicowej konstrukcji dźwigarowej i był oszalowany blachą aluminiową . Dodatkowo pływak został podzielony na 13 ogniw gazowych. Nowy był również kształt zewnętrzny. Składał się z leżącego cylindra ze stożkiem na dziobie . Został wyposażony w silnik benzynowy, który wytwarzał 12 KM przy 480 obrotach na minutę  . Aluminium dostarczył producent Carl Berg , który później z tego materiału produkował części do sterowców. Sterowiec został zniszczony podczas próbnego uruchomienia 3 listopada 1897 r. na Tempelhofer Feld w Berlinie. Ten sterowiec był pierwszym zastosowaniem nowego materiału, jakim jest aluminium, pokazanym po raz pierwszy na Wystawie Światowej w Paryżu w 1889 roku w lotnictwie.

Zeppelin (Niemcy)

Ferdinand Graf von Zeppelin , który ukończył swój prototyp LZ 1 w 1900 roku, jest uważany za wybitnego pioniera sterowców . Graf Zeppelin był również obecny, gdy sterowiec Schwarz był w Berlinie w 1897 roku, ale nie miał wówczas pozwolenia na wjazd na lotnisko. Rusztowanie LZ 1 zostało częściowo wykonane z pozostałości sterowca Schwarz. Jego sterowce zeppelinowe odgrywają tak dominującą rolę w historii podróży sztywnych sterowców, że termin „zeppelin” jest często używany jako synonim „sterowca sztywnego”.

Budowa sterowca LZ 129 "Hindenburg"

Zeppeliny były już używane do krótkodystansowych podróży pasażerskich przed I wojną światową . Operator sterowców DELAG , założony w 1909 roku , był pierwszą linią lotniczą na świecie. W czasie wojny sztywne sterowce były używane na dużą skalę do rozpoznania i bombardowania nalotów. Swój rozkwit jako samoloty cywilne przeżywały od lat 20. XX wieku, kiedy były na tyle dojrzałe, że umożliwiały również loty na duże odległości. Podczas gdy brytyjskie i amerykańskie sztywne sterowce zginęły już w 1930 r. w wyniku poważnych wypadków, pojazdy LZ 127 „Graf Zeppelin” i LZ 129 „Hindenburg” umożliwiły pierwsze regularne połączenie pasażerskie z USA i Rio de Janeiro w latach 30. XX wieku. . Hindenburg i siostrzanym sterowiec The LZ 130 „Graf Zeppelin II” są największe statki powietrzne zawsze wbudowane o objętości 200000 mł, długość 245 m, średnica ponad 41 m, a masę ponad 240 ton. Ale niemiecki przemysł sterowców tej epoki nie uchronił się przed poważnymi wypadkami: 6 maja 1937 roku, po przekroczeniu Atlantyku, sterowiec „Hindenburg” zapalił się nad lotniskiem Lakehurst / USA i został zniszczony. Ta katastrofa, w której zginęło 36 osób, zapoczątkowała upadek lotnictwa komercyjnego; muzycznie przetworzony przez amerykańskiego kompozytora Steve'a Reicha w jego kompozycji „Three Tales”. Wybuch II wojny światowej w 1939 r. gwałtownie przerwał lotnictwo cywilne.

Zobacz także: Lista Zeppelinów i: Sterowce wojskowe Zeppelin

Schütte-Lanz (Niemcy)

Schütte-Lanz SLII

W Schütte-Lanz sterowiec szkieletowy zostały zbudowane wyłącznie do celów wojskowych w czasie pierwszej wojny światowej i skutecznie konkurowały z Zeppelinach tym czasie bez narażania ich dominacji. Miały długość do 198 mi średnicę do 23 m przy 56 000 m³ objętości gazu unoszącego . Jej szkielet był początkowo wykonany ze sklejki . Ważne innowacje w konstrukcji sztywnych sterowców pochodzą z Schütte-Lanz. Z powodu I wojny światowej i ze względu na wymagania wojska, innowacje te bardzo szybko trafiły również do Zeppelina. Dlatego po wojnie między obiema firmami toczyły się spory patentowe.

Zobacz także: Lista sterowców Schütte-Lanz

Wielka Brytania

R100

Niewiele uwagi poświęca się sztywnym sterowcom innych narodów ze względu na znaczącą rolę Niemiec w tej dziedzinie. Wyjątek stanowiła czasami podróż sterowców w Wielkiej Brytanii , gdzie zbudowano i eksploatowano około 30 sztywnych sterowców . W tym R34 , który był pierwszym sterowcem, który przepłynął Atlantyk w 1919 roku , oraz dwa duże sterowce R100 i R101 , które w swojej konstrukcji zapowiadały wiele funkcji zapewniających komfort pasażerom niemieckiego Zeppelina Hindenburga. Jednak po tragicznej katastrofie sterowca R101 w 1930 r. zrezygnowano z brytyjskich sztywnych sterowców.

Zobacz także: Lista brytyjskich sztywnych sterowców

Francja

Francuski sterowiec Spiess

We Francji zbudowano tylko jeden sztywny sterowiec. Spiess został opracowany przez alzackiego Joseph Spiess oparciu o Zeppelin LZ 16 , zbudowany przez Zodiak i po raz pierwszy awansował na 13 kwietnia 1913 roku. Pod względem technologicznym prototyp był szczególnie porównywalny z istniejącymi do tej pory sterowcami Schütte-Lanz. Jako napęd zastosowano dwa silniki Chenu o mocy około 200 KM każdy. Rusztowanie składało się z drewnianej konstrukcji rurowej i miało średnicę 13,5 m. Mimo kolejnych ulepszeń, w których przedłużono je ze 104 do 146 m (kubatura wzrosła z 11 800 do 16 400 m³), ​​udało się spełnić oczekiwania Francuzów Wojsko nie spełniło wymagań, ponieważ prędkość, ładowność i stabilność nie wydawały się wystarczające. W 1914 r. wojsko kazało odpowiednio zdemontować sterowiec.

Stany Zjednoczone

USS Shenandoah w budowie

USA również obsługiwać kilka sterowiec szkieletowy, z których niektóre zostały jednak opracowany wspólnie przez Towarzystwo Zeppelin czy zostały oparte na Zeppelinach wojennych. W sumie pięć sztywnych sterowców zostało zbudowanych przez lub w imieniu USA. Wszystkie zostały zamówione przez US Navy i były jedynymi sztywnymi statkami powietrznymi, które używały helu jako gazu unoszącego .

• ZR-1 „ USS Shenandoah ” był pierwszym sztywnym sterowcem, który kiedykolwiek został wypełniony helem. Jego dziewiczy rejs odbył się 4 września 1923 roku.
• ZR-2 został zbudowany w Anglii pod oznaczeniem R38 , ale jeszcze przed wysyłką do USA był wypełniony wodorem i wybuchał w powietrzu.
• ZR-3 "USS Los Angeles" był sterowcem o numerze kadłuba LZ 126 . Ten sterowiec był jedynym sztywnym sterowcem USA, który nie został zniszczony w wypadku.
• ZRS-4 " USS Akron " i ZRS-5 "USS Macon" były w stanie rozmieścić samoloty zwiadowcze podczas podróży i odzyskać je. Służyły jako latające lotniskowce . „USS Akron” odbył dziesięciogodzinną podróż 3 listopada 1931 r. z 207 osobami na pokładzie. To jest superlatyw po dziś dzień, podobnie jak koniec „USS Akron”: z 74 ofiarami śmiertelnymi jest to najgorsza katastrofa sterowca do dnia dzisiejszego.

Całkowicie metalowy sterowiec ZMC-2 , który był eksploatowany w latach 1929-1941, miał wzmocniony ramą korpus sterowca wykonany z blachy aluminiowej. Został jednak sklasyfikowany przez US Navy jako sterowiec uderzeniowy, ponieważ wymagał niewielkiego nadciśnienia wewnątrz, aby zachować swój kształt.

Aktualne projekty sztywnych sterowców

Obecnie nie ma sztywnych sterowców.

W latach 90. zaprezentowano niektóre projekty sterowców o różnych konstrukcjach sztywnych lub półsztywnych, które nie zostały jeszcze zrealizowane. Należą do nich na przykład:

• projekt „AVEA” ETH Lausanne , który konkurował z Cargolifterem,
• projekty D-1 i D-4 amerykańsko-amerykańskiej korporacji Eros ,
• projekt „Sky Station” byłego sekretarza stanu USA Alexandra M. Haiga Jr. , w którym sterowce są wykorzystywane jako bezzałogowe platformy telekomunikacyjne w stratosferze i dlatego powinny konkurować z satelitami komunikacyjnymi .
• W 2005 r. przeprowadzono prace z bezzałogowym Sanswire Stratellite nad prototypem bezzałogowego wysoko latającego sztywnego sterowca słonecznego, który ma być wykorzystywany do zadań telekomunikacyjnych, i stworzono makietę zawisu . Jednak projekt nie doszedł do skutku.

Istniejące dzisiaj sterowce to albo sterowce półsztywne ( np. Zeppelin NT ) albo nieoprawione sterowce uderzeniowe , tzw. sterowce . Projekt Cargolifter , który został przerwany w 2003 roku, był planowanym sterowcem półsztywnym lub stępkowym .

literatura

• Peter Kleinheins: Wielkie sterowce. Historia budowy sterowców. 3. Wydanie. Springer, Berlin, Heidelberg, Nowy Jork 2005, ISBN 3-540-21170-5 .
• Price Bradshaw: Rola technologii w niepowodzeniu sztywnego sterowca jako wynalazku. Rozprawa. Uniwersytet Florydy , 1975, OCLC 37414918 . (online pod adresem: archive.org )

Indywidualne dowody

1. ↑ http://www.airshipsonline.com/airships/r100/index.html, dostęp 29 grudnia 2016
2. ↑ www.wiek-lotu.net
3. ↑ Helmut Braun: Wzrost i upadek podróży sterowców – ekonomiczna analiza historyczna. eurotrans-Verlag, Regensburg 2007, ISBN 978-3-936400-22-9 , s. 124.
4. ↑ Marynarka Wojenna USA: balony latawca do sterowców ... doświadczenie marynarki wojennej lżejsze od powietrza; (Wydanie 75 lat lotnictwa marynarki wojennej USA); Opublikowane przez zastępcę szefa operacji morskich (wojna powietrzna) i dowódcę Dowództwa Systemów Powietrznych Marynarki Wojennej w Waszyngtonie, pod redakcją Roya A. Grossnicka, proj. Charles Cooney, Drukarnia Rządu USA: 1983-187-029; Strona 22 ( online w Centrum Historycznym Marynarki Wojennej lub do pobrania w formacie PDF ( Memento z 4 kwietnia 2014 r. w Archiwum Internetowym ))