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Herausforderungen bei Luftschiffen
Hallo!
Im Rahmen meiner Promotion beschäftige ich mich mit Magnetfeldmessungen von unbemannten Luftfahrzeugen aus. Als Luftfahrzeug verwenden wir derzeit ein kleines, heliumgefülltes Luftschiff der Fa. Evolution Luftwerbung (www.evo.aero). Das faßt ca. 3 qm He, aber die effektive Nutzlast liegt nach Abzug der Strukturmassen (Hülle, Antrieb, Akku, ...) bei vielleicht 700 bis 800 Gramm.
GANZ WICHTIG ist, das Luftschiff immer schwerer als Luft zu fliegen, d.h. immer mit einem effektiven Abtrieb (200 bis 300 g im Freien)! Schon einmal haben wir unser Luftschiff vorübergehend in einer Thermik verloren. Und dann fliegen da stolze 2000 Euro weg.
Das Antriebskonzept des Herstellers (s. Beitrag von RCO vom 01.05.2005) hat sich als nicht so toll herausgestellt: Das Luftschiff läßt sich eigentlich überhaupt nicht in der Luft anhalten, und daß die zwei seitlichen Motoren Vor- als auch Auftrieb erzeugen, ist ebenfalls nicht optimal. Der Ausleger läßt sich nämlich nicht um 360° drehen, gerade mal um knapp 180° (Auf-, Vor und Abtrieb). Derzeit bauen wir den Antrieb wie folgt um: Der Ausleger der seitlichen Motoren wird auf 2m verlängert. Er ist nicht mehr schwenkbar, dafür ist ein Motorregler eingebaut, der es erlaubt, die Motoren vor- und rückwärts laufen zu lassen. Das Luftschiff kann nun vorwärts und rückwärts fahren und es kann vernünftig angehalten werden. Desweiteren kann man einen senderseitigen Mischer verwenden, um die Drehzahl der beiden Motoren getrennt voneinander zu regeln. Nun kann das Luftschiff auch lenken, und der Heckmotor entfällt (aber einen großen Ausleger z.B. aus CFK verwenden, sonst haben die Motoren keinen Hebel). Der Heckmotor kommt nun unter das Luftschiff, wobei seine Achse zu Boden zeigt. Auch dieser Motor läßt sich vor- und rückwärts drehen, erzeugt also wahlweise Auf- und Abtrieb.
Ein weiteres Problem bei Luftschiffen ist die gewaltige Windanfälligkeit. Eigentlich läßt sich das Luftschiff nur in Hallen oder bei ABSOLUTER WINDSTILLE auch draußen. Sollte man im Freien fahren, das Luftschiff besser mit einer leichten Drachenschnur anleinen. Wenn auch nur die kleinste Windböhe kommt, richtet man mit den Motoren kaum mehr was aus. Auch aufpassen, daß nicht schweres herunterfallen kann. Wenn dem Luftschiff erst einmal einige hundert Gramm fehlen, ist der Aufstieg kaum mehr zu bremsen.
Als Füllgas würde ich Wasserstoff (H) nicht empfehlen. Die Entweichrate mit Helium ist schon groß genug (irgendwann hängt bei uns immer die Tülle mit dem Heckmotor schlaff herunter), sie wäre mit H deutlich größer, da die Moleküle viel kleiner sind. Und der nur wenig größere Auftrieb rechtfertigt meiner Meinung nach das Sicherheitsrisiko nicht.
Die Flugzeit ist - wie im Modellbau üblich - stark begrenzt und hängt von der Wahl des Akkus ab. Wir verwenden die superleichten, aber sündhaft teuren LiPo-Akkus. Je nachdem, wie viele Manöver man fliegt, erreicht man Flugzeiten von nicht mehr als 30 min. Normale NiCd-Akkus sind für uns viel zu schwer. Aber 30 min sind auch nicht so schlecht: Wenn man den Akku tauscht, kann man auch gleich noch etwas He nachfüllen.
Ansonsten ist Luftschiff fliegen ein großer Spaß. Es sieht sehr majestätisch aus und ist ein aboluter Eye-catcher.
Viele Grüße,
J. Grosser
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