DE102013013993A1 - Auftriebskörper mit einstellbarem Volumen - Google Patents
Auftriebskörper mit einstellbarem Volumen Download PDFInfo
- Publication number
- DE102013013993A1 DE102013013993A1 DE102013013993.7A DE102013013993A DE102013013993A1 DE 102013013993 A1 DE102013013993 A1 DE 102013013993A1 DE 102013013993 A DE102013013993 A DE 102013013993A DE 102013013993 A1 DE102013013993 A1 DE 102013013993A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- volume
- fluid
- buoyant
- buoyant body
- payload
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Ceased
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64B—LIGHTER-THAN AIR AIRCRAFT
- B64B1/00—Lighter-than-air aircraft
- B64B1/02—Non-rigid airships
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64B—LIGHTER-THAN AIR AIRCRAFT
- B64B1/00—Lighter-than-air aircraft
- B64B1/40—Balloons
- B64B1/44—Balloons adapted to maintain predetermined altitude
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Toys (AREA)
Abstract
Auftriebskörper zum Anheben, Tragen und Absenken einer Nutzlast in einem Fluid, wobei der Auftriebskörper ein abgeschlossenes Volumen hat, das mit einem Auftriebsfluid gefüllt ist, welches eine geringere Dichte als das umgebende Fluid hat, dadurch gekennzeichnet, dass das Volumen des Auftriebskörpers reversibel variiert werden kann und damit das Volumen bzw. die Dichte des Auftriebsfluids und das Volumen des verdrängten umgebenden Fluids so eingestellt werden können, dass der Auftriebskörper und die Nutzlast in einer gewünschten Höhe schweben und diese Höhe beliebig geändert werden kann.
Description
- Stand der Technik/Nachteile
- Auftriebskörper dienen dazu, Nutzlasten in einem Fluid zu heben bzw. in der Schwebe zu halten bzw. kontrolliert abzusenken.
- Im Bereich der Luftfahrt ist dies z. B. bei Heißluftballonen, Gasballonen oder Luftschiffen der Fall (Leichter als Luft Fluggeräte).
- Im Bereich der Schiffahrt ist dies z. B. bei Tauchbooten der Fall.
- Der Auftriebskörper wird hierzu mit einem Fluid gefüllt, das eine geringere Dichte hat, als das umgebende Fluid.
- Das Volumen und die Dichte des Auftriebsfluids werden so gewählt, dass die Nutzlast in einem zuvor definierten Höhenbereich schwebt. Weiteres Steigen ist nur durch Abwerfen von Ballast möglich. Absinken wird in der Regel durch Ablassen einer Teilmenge des Auftriebsfluids erreicht.
- Der Auftriebskörper kann starr oder elastisch ausgebildet sein. Elastische Auftriebskörper (z. B. Wetterballon) können ihr Volumen bis zu einem Grenzwert vergrößern und damit dem mit der Höhe abnehmenden Druck des umgebenden Fluids nachgeben. Sie können damit höher steigen, als starre Auftriebskörper (z. B. Luftschiff). Der Vorgang ist nach dem Stand der Technik nicht reversibel, d. h. der Auftriebskörper kann sein Volumen nicht wieder reduzieren.
- Zum Absinken muss entweder Ballast aufgenommen werden (z. B. Regenwasser) oder Auftriebsfluid abgelassen werden. Ein mehrfaches Variieren der Schwebehöhe ist nicht oder nur sehr aufwendig möglich.
- Im Schutzrecht
DE 201 17 984 U1 wird vorgeschlagen, Umgebungsfluid mittels Pumpsystem in einem Überdruckbehälter zu speichern bzw. daraus wieder abzulassen, um die Höhe reversibel zu variieren. Hierzu müssten allerdings sehr große Volumina gefördert bzw. verdichtet werden, sodass das Pumpsystem entweder sehr groß und schwer sein müsste oder der Prozess viel Zeit in Anspruch nehmen würde. - Beschreibung der Erfindung
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einfachen Mitteln und geringem Energiebedarf die Schwebehöhe reversibel einzustellen bzw. zu variieren.
- Hierzu ist der Auftriebskörper so zu gestalten, dass sein Volumen reversibel variiert werden kann. Damit wird auch das Volumen des verdrängten umgebenden Fluids und das Volumen/die Dichte des Auftriebsfluids variiert und kann so eingestellt werden, dass die Nutzlast in einer gewünschten Höhe schwebt. Diese Höhe kann beliebig geändert werden.
- Vorteile der Erfindung
- Der Auftriebskörper wird mit einer definierten Menge Auftriebsfluid (z. B. Helium, Wasserstoff) gefüllt. Im Betrieb gibt es keine Verluste des Auftriebsfluids (abgesehen von einer geringen Diffusionsrate). Die Betriebsdauer des Auftriebskörpers, während der er beliebig oft steigen und sinken kann, ist zeitlich kaum begrenzt. Die Arbeit, die erforderlich ist, um das Volumen zu reduzieren, entsprich im Wesentlichen der Erhöhung der potentiellen Energie des Auftriebsfluids (Druck * Volumen). Diese Arbeit kann mit einem sehr hohen Wirkungsgrad nahezu verlustfrei verrichtet werden. Diese Energie kann während der Auf-/Abwärtsbewegung durch entsprechende Trag-/Leitflächen zum Teil auch in Vortrieb umgewandelt werden. Der Antrieb zur Volumenreduzierung kann z. B. mit elektrisch betriebenen Seilwinden dargestellt werden. Die Stromversorgung kann z. B. durch Photovoltaik und/oder Brennstoffzellen erfolgen. Wird auf diese Weise ein Luftschiff konstruiert, kann es im Gegensatz zu den bekannten Konstruktionen in sehr große Höhen aufsteigen und dort z. B. die Jetstreams in ca. 10–12 km Höhe für die Fortbewegung nutzen. Es ist somit möglich, große Entfernungen mit minimalem Energieverbrauch zurückzulegen.
- Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Größe des Luftschiffs beim Landen reduziert wird sich dieses somit leichter manövrieren läßt.
- Ausführungsbeispiele
-
- 1.) (
1 ) Halbstarres Luftschiff, bei dem das Traggas in einer elastischen, gasdichten Ballonhülle gespeichert wird. Die äußere, formgebende Hülle (1 ) ist nicht elastisch, jedoch wie eine Ziehharmonika gestaltet. Mit Hilfe von Spannseilen (2 ), die auf elektrisch angetriebenen Seiltrommeln (3 ) aufgewickelt werden, wird die äußere Hülle gegen den Innendruck des Traggases zusammengezogen. Das Volumen des Traggases wird reduziert, der Druck und die Dichte des Traggases werden erhöht. Dadurch wird der Auftrieb reduziert und das Luftschiff sinkt. Zum Steigen werden die Spannseile nachgelassen. Der Innendruck des Traggases dehnt die Ballonhülle und entfaltet die äußere Hülle. Die maximal erreichbare Höhe wird durch das maximale Volumen der äußeren Hülle bestimmt. - Alternativ kann die äußere Hülle gasdicht ausgeführt sein und die innere Ballonhülle entfallen.
- Alternativ kann die äußere Hülle axial und/oder radial zusammengezogen werden.
- 2.) (
2 ) Gasballon mit einer elastischen, gasdichten Ballonhülle (4 ), die von einem ersten Tragnetz (5 ) umspannt wird. Dieses Tragnetz ist unten offen. Über Tragseile (6 ) ist die Nutzlast (Gondel) (7 ) an diesem Tragnetz aufgehängt. Der untere Bereich der Ballonhülle wird von einem zweiten Tragnetz (8 ) umspannt. Dieses zweite Tragnetz ist über Spannseile (9 ) an dem ersten Tragnetz aufgehängt. Die Spannseile werden von dem ersten Tragnetz umgelenkt und nach unten an die Nutzlast (Gondel) geführt. Dort können die Tragseile mit Winden (10 ) einzeln gegen die Gewichtskraft der Nutzlast (Gondel) gespannt werden. Dabei wird das zweite Tragnetz gegen das erste Tragnetz gezogen und die Ballonhülle zusammengepresst. Das Traggas wird komprimiert und der Ballon sinkt. - Alternativ kann ein mit Umgebungsluft gefüllter starrer oder elastischer Behälter mechanisch oder hydraulisch in das Volumen des Traggases gedrückt werden. In dem Fall kann die Anordnung z. B. die Form eines Zylinders/Kolbens haben.
- Mögliche Einsatzbereiche der Erfindung
-
- Luftschiffe, Gasballone, Wetterballone, Krane, Tauchboote
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
-
- DE 20117984 U1 [0008]
Claims (2)
- Auftriebskörper zum Anheben, Tragen und Absenken einer Nutzlast in einem Fluid, wobei der Auftriebskörper ein abgeschlossenes Volumen hat, das mit einem Auftriebsfluid gefüllt ist, welches eine geringere Dichte als das umgebende Fluid hat, dadurch gekennzeichnet, dass das Volumen des Auftriebskörpers reversibel variiert werden kann und damit das Volumen bzw. die Dichte des Auftriebsfluids und das Volumen des verdrängten umgebenden Fluids so eingestellt werden können, dass der Auftriebskörper und die Nutzlast in einer gewünschten Höhe schweben und diese Höhe beliebig geändert werden kann.
- Auftriebskörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die durch die Volumenänderung erzeugte Auftriebs- bzw. Abtriebskraft durch entsprechend angeordnete Trag- bzw. Leitflächen zum Teil in Vortrieb umgewandelt werden kann.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102013013993.7A DE102013013993A1 (de) | 2013-08-25 | 2013-08-25 | Auftriebskörper mit einstellbarem Volumen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102013013993.7A DE102013013993A1 (de) | 2013-08-25 | 2013-08-25 | Auftriebskörper mit einstellbarem Volumen |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102013013993A1 true DE102013013993A1 (de) | 2015-02-26 |
Family
ID=52446525
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102013013993.7A Ceased DE102013013993A1 (de) | 2013-08-25 | 2013-08-25 | Auftriebskörper mit einstellbarem Volumen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102013013993A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104627349A (zh) * | 2015-03-04 | 2015-05-20 | 刘君才 | 一种可变体积的飞艇 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19907170A1 (de) * | 1999-02-19 | 2000-08-24 | Linde Tech Gase Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zum Transport von Gasen |
DE20117984U1 (de) | 2001-11-05 | 2002-02-14 | Reintjes, Moritz, 46446 Emmerich | Höhenregulierer für leichter-als-Luft Fluggeräte |
US6648272B1 (en) * | 2001-06-28 | 2003-11-18 | Keith L. Kothmann | Airship |
DE102007019141B4 (de) * | 2007-07-04 | 2013-04-25 | Aleksej Limonow | Luftschiff |
-
2013
- 2013-08-25 DE DE102013013993.7A patent/DE102013013993A1/de not_active Ceased
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19907170A1 (de) * | 1999-02-19 | 2000-08-24 | Linde Tech Gase Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zum Transport von Gasen |
US6648272B1 (en) * | 2001-06-28 | 2003-11-18 | Keith L. Kothmann | Airship |
DE20117984U1 (de) | 2001-11-05 | 2002-02-14 | Reintjes, Moritz, 46446 Emmerich | Höhenregulierer für leichter-als-Luft Fluggeräte |
DE102007019141B4 (de) * | 2007-07-04 | 2013-04-25 | Aleksej Limonow | Luftschiff |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104627349A (zh) * | 2015-03-04 | 2015-05-20 | 刘君才 | 一种可变体积的飞艇 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2001738B1 (de) | Flugtransporter | |
DE60010435T2 (de) | Startverfahren für hochfliegende luftschiffe | |
DE112010005912T5 (de) | Stratosphärenaufenthaltseinrichtung | |
DE102010053372A1 (de) | Höhen-Luftfahrzeug | |
CN102673771A (zh) | 可变构形浮空飞行器 | |
CN104859834A (zh) | 低能耗可快速控变静升降装置 | |
DE102007019141B4 (de) | Luftschiff | |
DE102013013993A1 (de) | Auftriebskörper mit einstellbarem Volumen | |
EP3610152B1 (de) | Höhenwindkraftwerk angebunden am boden | |
DE10392133B4 (de) | Fluggerät zur Beförderung von Lasten | |
DE4023112C2 (de) | Aerostatischer offener oder geschlossener Freiballon, insbesondere für den Einsatz in grossen Höhen | |
DE202011107854U1 (de) | Modularer Luftkran | |
DE102019125467B4 (de) | Flugwindkraftwerk | |
DE10241567A1 (de) | Komprimierbare Traggaszelle für Luftfahrzeuge nach dem Prinzip leichter als Luft | |
AT500371B1 (de) | Faltbares luftschiff | |
DE10240890A1 (de) | Verfahren zur Windenergieausnutzung und Einrichtung zur Anwendung dieses Verfahrens | |
DE102012105803B4 (de) | Fahrzeug | |
DE202022000839U1 (de) | Lastabtragungssystem, Redundanzsystem und Funktionssystem für ein aerostatisches Auftriebsgerät | |
DE19613924A1 (de) | Luftströmungskonverter für schadstofffreie Elektroenergieerzeugung in optimalen Windenergienutzungshöhen | |
EP2619083B1 (de) | "momoheli ii" hebemodul und fahrzeuge " | |
DE202011050103U1 (de) | Luftfahrzeug | |
DE102009003122A1 (de) | Luftschiff sowie Verfahren zum Betreiben des Luftschiffes | |
DE19744581A1 (de) | Sphärisches Luftschiff mit schalenförmiger Gondel | |
DE102019006678A1 (de) | Schwebende Drohnen Pipeline | |
DE659523C (de) | Tieftauchgeraet |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R086 | Non-binding declaration of licensing interest | ||
R012 | Request for examination validly filed | ||
R002 | Refusal decision in examination/registration proceedings | ||
R003 | Refusal decision now final |