Hallo. Tja, ein Luftschiff (ich verwende hier absichtlich nicht "Blimp" oder Zepp", weil das nur zu unnötigen Diskursen führt) bauen ist so eine Sache... Ich schlage mich seit einigen Wochen mit diesem Hirngespinnst rum und bin nun zu einigen -vielleicht verwertbaren Grundannahmen gekommen:
- DIMENSIONEN UND FORM: Das Luftschiff nach dem errechneten Auftrieb (ergo der verwendeten Gasmenge) zu konstruieren oder dem Auftrieb ist Unfug. Man sollte sich nach einer anderen Vorgabe richten, zB der Maximalgröße die man gerade noch handeln kann. Bei mir ist das Zzt ein Haupttragkörper von 250cm Länge und 100cm Durchmesser. Diese Dimensionen sind rein willkürlich gewählt und rühren daher, dass ich maximal 250cm lange Teile sicher zusammenbasteln kann, alles was länger ist, muss zerlegbar sein, Zerlegestellen sind Gewicht und Gewicht ist FEIND. Außerdem kann ich die 250cm lange Hauptsektion gut im Pferdehänger transportieren. Am Flugort werden der Bug und das Heck an die Hauptsektion gesetzt (irgendeine Verriegelung) und die Übergänge gasdicht überklebt. Die beiden konischen Enden sind stabiler gebaut, das eigentlich Tragwerk ist kompromissloser Leichtbau.
- MATERIALIEN: Statisch günstig ist es immer, eine Statik in zug- und -drucktragende Elemente zu zerlegen. Ein Luftschiff muss steif sein, um steuerbar zu werden und bruchstabil, damit es eine Zuladung aufnehmen kann. Beim "Blimp" herrscht als Konstruktionsprinzip vor, dass er den _Druck_ vom Gas holt und alles andere nur Zugstabil ist. Das Starrluftschiff wiederum besitzt ein Rippengerüst, das in sich seilverspannt ist. Dabei ist es wichtig, die Zugrichtung der Gondel und der Auftriebsblase so zu vereinen, dass DA Stabilität vorhanden ist, WO sie gebraucht wird. Eine Geodätische Aussenhülle ist zwar schön und gut, aber völlige Materialverschwendung und damit Auftriebsvergeudung. Ich habe mich für meine Konstruktionen entschieden die leichte und stabile "Rettungsdecke" zu verwenden, eine metallbedampfte Plastikfolie, die leicht zu kleben und billig ist. Darin sollen WENIGE tragende Elemente vorhanden sein, die die Auftriebskraft auf das Tragwerk bündeln und der Gewichtskraft zuführen. Als Tragwerk denke ich dabei an Balsa-Halbspanten und für alle länglichen Strukturen an Kohlefaserstäbe, bekannt aus dem Drachenbau. In einem anderen Forum wurde eifrig über den Bau eines Luftschiffes unter Zuhilfenahme von Wasserstoff und Müllsäcken philosophiert. Ein kriminelles Unterfangen, denn antistatische Müllsäcke sind mir bis dato noch nicht untergekommen. Also: erst ein Brandverletztenzentrum in der Nähe alarmieren, dann Flugversuche unternehmen!
- STATIK: die Statik entscheidet über das Gelingen. Ist sie zweckmäßig ausgeführt, so ist das Luftschiff leicht zu steuern, das Äquipment sicher zu landen UND ES HEBT ÜBERHAUPT AB! Ich habe mich daher dazu durchgerungen, die Zergliederung "tragende Teile"
-> Zugstabile und Druckstabile Elemente um die Rubrik "Formgebende Teile" zu erweitern. Die Form ist sehr wichtig, damit das Luftschiff sicher gegen den Wind dampfen kann, und mit geringem Vortrieb auch steuerbar bleibt. Hier im Vorum wird episch über die Flugzeit diskutiert unter der Prämisse, dass das Luftschiff ja Gas verliert, dabei scheint sich keiner mal Gedanken darüber gemacht zu haben, dass ein Fluggerät von den Dimensionen eines Luftschiffes zum Vortrieb ENERGIE verschlingt und eh alle paar Flugminuten an die Ladestation muss. Denn: Akku bedeutet erstens: MASSE und erst zweitens: Energie. Zudem sind Akkus recht kompakt, also müssen sie an Bord an eine Stelle gepackt werden, wo sie nicht durch ihre Gewichtskraft den ganzen Aufbau verformen. An dieser Stelle möchte ich kurz eine Lanze für die Geodätik brechen: Die Semi-Blimps (Luftschiffe mit starrem Gerüst für die Statik UND Druckgetragener Außenhaut für die Form) hatten in den 30ern in den USA mehrere spektakuläre Unfälle: ein Luftschiff krängte oder gierte stärker als die Konstrukteure es vorrausgesehen hatten und zerbrach praktisch augenblicklich, indem sich die Gondel von der Zelle losriss und das Gas ausströhmte.
- ANTRIEB: Akkugetriebener Elektromotor, zwei Schrauben bedeuten mehr Gewicht, um einen echten Nutzen dadurch zu haben, müssen sie schon differenziert angesteuert und geschwenkt werden können. Man muss natürlich auch noch daran denken, dass 2 Schrauben mehr Energie verbrauchen als eine... Aber ein gewisses Plus an Vortrieb kann ja outdoors nicht schaden. Wirkungsgraddiskussionen sind aber nicht meine Stärke. Insgesamt gilt aber: das Steuern mit Steuerflächen (Leitwerk etc.) bringt nur etwas, solange eine Luftströmung anliegt. Das abtreibende Schiff ist definitiv unstererbar.
- STEUERUNG: Das Luftschiff mit schwenkbaren Props zu steuern ist natürlich elegant, allerdings müsste man ja vorne und hinten in jeder Achse Props anbringen, sowie zwei (oder mehr) Antriebsprops nahe dem Schwerpunkt, um allein mit Props zu maneuverieren. Um der Aerodynamik eine Grundrichtung zu geben, erhält das Luftschiff am Heck mehrere Stabilisatoren (mindestens 3), die eine klassiche Ruderanlage darstellen können. Man kann es sich natürlich LOGISCH einfach machen und 4 Leitwerksflügel konstruieren, 3 gehen aber auch: angesteuert über einen 2/3 Kanal Mischer rechnet einem eine simple Elektronik, vorzugsweise in der Sendeanlage (geht auch im Empfänger) die Rudersignale vom 2-Dimensionsknüppel auf 3 Ruderflächen um. Nur ob es mehr wiegt, 3 Ruderflächen mit -logischerweise 3 Servos oder 4 Ruderflächen mt
- DIE BALLANCE: Wenn ich davon ausgehe, dass mein Luftschiff nicht absolut dicht ist, dann verliert es so lange Druckluft, bis es iso-cor ist (Druck innen=Druch außen) dann ist es am leichtesten (weil das Trag-Gas nicht mehr komprimiert ist) wenn es mehr Traggas verliert, sickert Außenluft nach und es wird stetig schwerer. Im Luftschiff würde sich ein Gradient aus Luft/Helium bilden und das Luftschiff würde unkontrollierbare Schräglage bekommen. Im ärgsten Fall würde es sich auf die Spitze stellen, das Gas würde sich der Dichte folgend schichten und die Steuerung würde versagen. Was kann ich nun machen, um diesen Moment lange genug abzuwenden? Klar, a: ich kann den Innenraum in Zellen unterteilen. Eine Bugzelle und eine Heckzelle. Dann ist ein "kentern" des Luftschiffes weniger wahrscheinlich. Und wenn eine Zelle leckage hat, wird das Luftschiff nicht unbedingt wie ein Stein zu Boden gehen sondern mit gewissem Restauftrieb und dem ihm innewohnenden Luftwiderstand. Es ist denkbar, dass die Havarie kein Totalverlust bedeutet. b: Ich kann es primär mit einem positiven Innendruck arbeiten: Solange der Druck innen am größten ist, wird eher Helium entweichen, als hereindringen. c: ich kann die Zelle so elastisch konstruieren, dass sie eher (innerhalb gewisser Toleranzen) ihre Form verändert, als dass sie Luft nachsickern lässt. Nun, wie lassen sie diese Gedanken zusammenfassen? alpha: Das Luftschiff hat mehrere Zellen. Kann ich in einem Modell das Gas realistisch umverteilen um das Luftschiff auszupendeln? Nein. Ganz bestimmt nicht. Außerdem würde eine solche Trimmvorrichtung zu viel wiegen. betha: Leichter und einfacher wäre eine schlichte Heizung. Jede Zelle enthält eine kleine Heizwendel, aus der ich -per Fernsteuerung das Traggas beheizen und damit im Ramen der Konstuktionsbedingten Ausdehnungsmöglichkeiten zur expansion bringen kann. Rettungsdecke isoliert sehr gut! Es ist denkbar, dass das Luftschiff seine Wärme sehr lange halten kann. gama: Der Fahrtenregler und der Akku liefern sehr viel Abwärme. Möglicherweise wäre es denkbar, 2 Fahrtenregler einzubauen, und die Zelle wahlweise über den einen oder über den anderen Fahrtenregler zu beheizen. Das Relais um dies zu steuern wiegt nur wenige Gramm, aber es verhindert möglicherweise, dass der Zeppelin wie eine rheudige Gurke im Himmel hängt und auf Fahrversuche mit komischen Kreisen reagiert. delta: Trennwände (aus Folie) kosten ja nicht viel Geld und Gewicht. Warum mache ich bei dieser Gelegenheit nicht gleich 3 oder 4 Sektionen? Dann habe ich vielleicht die Möglichkeit undichte Sektionen schneller zu erkennen und zu flicken?
Ergebnis, Baustrategie:
- Herausfinden, welche Abmessungen realisierbar sind, Traggasvolumen berechnen. Großes Modell = Große Fehlertoleranz!
- Motorgonde und Kamera/Effektmodul planen, Gewicht schätzen
- Grobe Proportionszeichnung anlegen und alle denkbaren Kräfte in Schnittzeichnung und Lateralplan einzeichnen.
- Durch Konstruktionsmaßnahmen die Zug und die Druckkräfte bündeln
- stabile und leichte, dabei aber formschöne Statik konstruieren
- Verformung des Modells bei Einwirken der berechneten Kräfte bedenken
- Modell anpassen
- Verformung des Modells bei atypischer Fluglage berechnen
- Modell anpassen
- Die Konstruktion soweit vereinfachen, dass sie aus immer wieder wiederkehrenden gleichen Abschnitten besteht.
- maßstabsgerechte Zeichnung anfertigen
- So einen Abschnitt einfach mal bauen. (wenig Aufwand, wenig Geld, große Erkenntnis) dabei sieht man dann ob es 1. stabil ist 2. zu stabil und damit unnötig schwer ist
- verbesserte maßstabsgerechte Zeichnung anlegen
- das ganze Ding verdammtnochmal bauen!!!
- Viel Mut haben, wenn es nicht geklappt hat.
- hier im Forum die gewonnenen Erkenntnisse preisgeben
Hallo. Tja, ein Luftschiff (ich verwende hier absichtlich nicht "Blimp" oder Zepp", weil das nur zu unnötigen Diskursen führt) bauen ist so eine Sache... Ich schlage mich seit einigen Wochen mit diesem Hirngespinnst rum und bin nun zu einigen -vielleicht verwertbaren Grundannahmen gekommen:
- DIMENSIONEN UND FORM: Das Luftschiff nach dem errechneten Auftrieb (ergo der verwendeten Gasmenge) zu konstruieren oder dem Auftrieb ist Unfug. Man sollte sich nach einer anderen Vorgabe richten, zB der Maximalgröße die man gerade noch handeln kann. Bei mir ist das Zzt ein Haupttragkörper von 250cm Länge und 100cm Durchmesser. Diese Dimensionen sind rein willkürlich gewählt und rühren daher, dass ich maximal 250cm lange Teile sicher zusammenbasteln kann, alles was länger ist, muss zerlegbar sein, Zerlegestellen sind Gewicht und Gewicht ist FEIND. Außerdem kann ich die 250cm lange Hauptsektion gut im Pferdehänger transportieren. Am Flugort werden der Bug und das Heck an die Hauptsektion gesetzt (irgendeine Verriegelung) und die Übergänge gasdicht überklebt. Die beiden konischen Enden sind stabiler gebaut, das eigentlich Tragwerk ist kompromissloser Leichtbau.
- MATERIALIEN: Statisch günstig ist es immer, eine Statik in zug- und -drucktragende Elemente zu zerlegen. Ein Luftschiff muss steif sein, um steuerbar zu werden und bruchstabil, damit es eine Zuladung aufnehmen kann. Beim "Blimp" herrscht als Konstruktionsprinzip vor, dass er den _Druck_ vom Gas holt und alles andere nur Zugstabil ist. Das Starrluftschiff wiederum besitzt ein Rippengerüst, das in sich seilverspannt ist. Dabei ist es wichtig, die Zugrichtung der Gondel und der Auftriebsblase so zu vereinen, dass DA Stabilität vorhanden ist, WO sie gebraucht wird. Eine Geodätische Aussenhülle ist zwar schön und gut, aber völlige Materialverschwendung und damit Auftriebsvergeudung. Ich habe mich für meine Konstruktionen entschieden die leichte und stabile "Rettungsdecke" zu verwenden, eine metallbedampfte Plastikfolie, die leicht zu kleben und billig ist. Darin sollen WENIGE tragende Elemente vorhanden sein, die die Auftriebskraft auf das Tragwerk bündeln und der Gewichtskraft zuführen. Als Tragwerk denke ich dabei an Balsa-Halbspanten und für alle länglichen Strukturen an Kohlefaserstäbe, bekannt aus dem Drachenbau. In einem anderen Forum wurde eifrig über den Bau eines Luftschiffes unter Zuhilfenahme von Wasserstoff und Müllsäcken philosophiert. Ein kriminelles Unterfangen, denn antistatische Müllsäcke sind mir bis dato noch nicht untergekommen. Also: erst ein Brandverletztenzentrum in der Nähe alarmieren, dann Flugversuche unternehmen!
- STATIK: die Statik entscheidet über das Gelingen. Ist sie zweckmäßig ausgeführt, so ist das Luftschiff leicht zu steuern, das Äquipment sicher zu landen UND ES HEBT ÜBERHAUPT AB! Ich habe mich daher dazu durchgerungen, die Zergliederung "tragende Teile"
-> Zugstabile und Druckstabile Elemente um die Rubrik "Formgebende Teile" zu erweitern. Die Form ist sehr wichtig, damit das Luftschiff sicher gegen den Wind dampfen kann, und mit geringem Vortrieb auch steuerbar bleibt. Hier im Vorum wird episch über die Flugzeit diskutiert unter der Prämisse, dass das Luftschiff ja Gas verliert, dabei scheint sich keiner mal Gedanken darüber gemacht zu haben, dass ein Fluggerät von den Dimensionen eines Luftschiffes zum Vortrieb ENERGIE verschlingt und eh alle paar Flugminuten an die Ladestation muss. Denn: Akku bedeutet erstens: MASSE und erst zweitens: Energie. Zudem sind Akkus recht kompakt, also müssen sie an Bord an eine Stelle gepackt werden, wo sie nicht durch ihre Gewichtskraft den ganzen Aufbau verformen. An dieser Stelle möchte ich kurz eine Lanze für die Geodätik brechen: Die Semi-Blimps (Luftschiffe mit starrem Gerüst für die Statik UND Druckgetragener Außenhaut für die Form) hatten in den 30ern in den USA mehrere spektakuläre Unfälle: ein Luftschiff krängte oder gierte stärker als die Konstrukteure es vorrausgesehen hatten und zerbrach praktisch augenblicklich, indem sich die Gondel von der Zelle losriss und das Gas ausströhmte.
- ANTRIEB: Akkugetriebener Elektromotor, zwei Schrauben bedeuten mehr Gewicht, um einen echten Nutzen dadurch zu haben, müssen sie schon differenziert angesteuert und geschwenkt werden können. Man muss natürlich auch noch daran denken, dass 2 Schrauben mehr Energie verbrauchen als eine... Aber ein gewisses Plus an Vortrieb kann ja outdoors nicht schaden. Wirkungsgraddiskussionen sind aber nicht meine Stärke. Insgesamt gilt aber: das Steuern mit Steuerflächen (Leitwerk etc.) bringt nur etwas, solange eine Luftströmung anliegt. Das abtreibende Schiff ist definitiv unstererbar.
- STEUERUNG: Das Luftschiff mit schwenkbaren Props zu steuern ist natürlich elegant, allerdings müsste man ja vorne und hinten in jeder Achse Props anbringen, sowie zwei (oder mehr) Antriebsprops nahe dem Schwerpunkt, um allein mit Props zu maneuverieren. Um der Aerodynamik eine Grundrichtung zu geben, erhält das Luftschiff am Heck mehrere Stabilisatoren (mindestens 3), die eine klassiche Ruderanlage darstellen können. Man kann es sich natürlich LOGISCH einfach machen und 4 Leitwerksflügel konstruieren, 3 gehen aber auch: angesteuert über einen 2/3 Kanal Mischer rechnet einem eine simple Elektronik, vorzugsweise in der Sendeanlage (geht auch im Empfänger) die Rudersignale vom 2-Dimensionsknüppel auf 3 Ruderflächen um. Nur ob es mehr wiegt, 3 Ruderflächen mit -logischerweise 3 Servos oder 4 Ruderflächen mt
- DIE BALLANCE: Wenn ich davon ausgehe, dass mein Luftschiff nicht absolut dicht ist, dann verliert es so lange Druckluft, bis es iso-cor ist (Druck innen=Druch außen) dann ist es am leichtesten (weil das Trag-Gas nicht mehr komprimiert ist) wenn es mehr Traggas verliert, sickert Außenluft nach und es wird stetig schwerer. Im Luftschiff würde sich ein Gradient aus Luft/Helium bilden und das Luftschiff würde unkontrollierbare Schräglage bekommen. Im ärgsten Fall würde es sich auf die Spitze stellen, das Gas würde sich der Dichte folgend schichten und die Steuerung würde versagen. Was kann ich nun machen, um diesen Moment lange genug abzuwenden? Klar, a: ich kann den Innenraum in Zellen unterteilen. Eine Bugzelle und eine Heckzelle. Dann ist ein "kentern" des Luftschiffes weniger wahrscheinlich. Und wenn eine Zelle leckage hat, wird das Luftschiff nicht unbedingt wie ein Stein zu Boden gehen sondern mit gewissem Restauftrieb und dem ihm innewohnenden Luftwiderstand. Es ist denkbar, dass die Havarie kein Totalverlust bedeutet. b: Ich kann es primär mit einem positiven Innendruck arbeiten: Solange der Druck innen am größten ist, wird eher Helium entweichen, als hereindringen. c: ich kann die Zelle so elastisch konstruieren, dass sie eher (innerhalb gewisser Toleranzen) ihre Form verändert, als dass sie Luft nachsickern lässt. Nun, wie lassen sie diese Gedanken zusammenfassen? alpha: Das Luftschiff hat mehrere Zellen. Kann ich in einem Modell das Gas realistisch umverteilen um das Luftschiff auszupendeln? Nein. Ganz bestimmt nicht. Außerdem würde eine solche Trimmvorrichtung zu viel wiegen. betha: Leichter und einfacher wäre eine schlichte Heizung. Jede Zelle enthält eine kleine Heizwendel, aus der ich -per Fernsteuerung das Traggas beheizen und damit im Ramen der Konstuktionsbedingten Ausdehnungsmöglichkeiten zur expansion bringen kann. Rettungsdecke isoliert sehr gut! Es ist denkbar, dass das Luftschiff seine Wärme sehr lange halten kann. gama: Der Fahrtenregler und der Akku liefern sehr viel Abwärme. Möglicherweise wäre es denkbar, 2 Fahrtenregler einzubauen, und die Zelle wahlweise über den einen oder über den anderen Fahrtenregler zu beheizen. Das Relais um dies zu steuern wiegt nur wenige Gramm, aber es verhindert möglicherweise, dass der Zeppelin wie eine rheudige Gurke im Himmel hängt und auf Fahrversuche mit komischen Kreisen reagiert. delta: Trennwände (aus Folie) kosten ja nicht viel Geld und Gewicht. Warum mache ich bei dieser Gelegenheit nicht gleich 3 oder 4 Sektionen? Dann habe ich vielleicht die Möglichkeit undichte Sektionen schneller zu erkennen und zu flicken?
Ergebnis, Baustrategie:
- Herausfinden, welche Abmessungen realisierbar sind, Traggasvolumen berechnen. Großes Modell = Große Fehlertoleranz!
- Motorgonde und Kamera/Effektmodul planen, Gewicht schätzen
- Grobe Proportionszeichnung anlegen und alle denkbaren Kräfte in Schnittzeichnung und Lateralplan einzeichnen.
- Durch Konstruktionsmaßnahmen die Zug und die Druckkräfte bündeln
- stabile und leichte, dabei aber formschöne Statik konstruieren
- Verformung des Modells bei Einwirken der berechneten Kräfte bedenken
- Modell anpassen
- Verformung des Modells bei atypischer Fluglage berechnen
- Modell anpassen
- Die Konstruktion soweit vereinfachen, dass sie aus immer wieder wiederkehrenden gleichen Abschnitten besteht.
- maßstabsgerechte Zeichnung anfertigen
- So einen Abschnitt einfach mal bauen. (wenig Aufwand, wenig Geld, große Erkenntnis) dabei sieht man dann ob es 1. stabil ist 2. zu stabil und damit unnötig schwer ist
- verbesserte maßstabsgerechte Zeichnung anlegen
- das ganze Ding verdammtnochmal bauen!!!
- Viel Mut haben, wenn es nicht geklappt hat.
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