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Die Erfindung betrifft eine Anordnung
von Ballast-Wassertanks auf Lastrahmen von LTA-Luftfahrzeugen, insbesondere
von Lastenballonen.
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Bei leichter als Luft-Fahrzeugen,
auch LTA-Luftfahrzeuge genannt, muss die Auftriebskraft ständig etwa
im Gleichgewicht mit dem Gewicht des Luftfahrzeuges gehalten werden.
Da sich das Gewicht aus dem Eigengewicht des Luftfahrzeuges und der
Last bzw. Zuladung zusammen setzt, muss beim Lastaufnehmen oder
-absetzen in entsprechender Menge Ballast abgegeben oder aufgenommen
werden. Als Ballast eignet sich Wasser sehr gut.
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LTA-Luftfahrzeuge, die Lasten transportieren,
weisen im allgemeinen einen Lastrahmen auf, der Ballast-Wassertanks
enthält.
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Beim bekannten Lastenballon CL 75
der Anmelderin enthält
der Lastrahmen an zwei gegenüberliegenden
Seiten je zwei Ballast-Wassertanks aus einem Verbundwerkstoff. Die
Leitungen bestehen aus einem Kunststoff und die Verbindungen sind
geklebt. Die Ballasttanks sind gleich groß und symmetrisch zum Masseschwerpunkt
angeordnet. Jeder Wassertank enthält eine Anschlusskupplung zur
Befüllung/Entleerung
und ist mittels Schieber einzeln absperrbar. Das Befüllen/Entleeren
ist bei dieser Anordnung sehr aufwändig. Die Füll-Wasserschläuche müssen häufig umgelegt
und neu angeschlossen werden. Es muss auch sichergestellt werden,
dass alle Tanks mit der gleichen Wassermenge gefüllt sind.
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Von daher liegt der Erfindung das
Problem zugrunde, eine Anordnung von Ballast-Wassertanks auf Lastrahmen
von LTA-Luftfahrzeugen zu finden, die ein einfaches und Zeit sparendes
Befüllen/Entleeren
der Wassertanks sowie eine Trimmung des Fahrzeugs ermöglichen.
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Das Problem wird erfindungsgemäß gelöst durch
die Merkmale der Anspruches 1. Weiterbildungen der Erfindung sind
in den abhängigen
Ansprüchen
beschrieben.
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Die Anordnung von Ballast-Wassertanks
auf Lastrahmen von LTA-Luftfahrzeugen,
insbesondere von Lastenballonen, die mehrere, gleich große, symmetrisch
angeordnete Tanks umfasst, wird erfindungsgemäß so ausgeführt, dass alle Ballasttanks über Hauptleitungen
und mit diesen in Verbindung stehende Anschlussleitungen sowie Anschlusskupplungen
verbunden und mittels Hauptabsperrschieber einzeln absperrbar sind.
Alle Ballasttanks stehen zusätzlich über einzeln
absperrbare Trimmleitungen mit einer Wasserpumpe und mit einer Hauptleitung
in Verbindung.
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In Ausgestaltung der Erfindung sind
symmetrisch zwischen den Ballasttanks einzeln befüllbare und
absperrbare Trimmtanks auf dem Lastrahmen angeordnet.
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Es ist zweckmäßig, dass der Durchmesser der
Haupt- und Anschlussleitungen wesentlich größer als der der Trimmleitungen
ist.
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Nach der Erfindung sind die Absperrschieber und
die Wasserpumpe steuerbar. In besonderer Ausgestaltung sind die
Absperrschieber und die Wasserpumpe funkfernsteuerbar zur einfacheren
Handhabung durch die Besatzung oder Beladecrew.
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Erfindungsgemäß können die Haupt- und Anschlussleitungen
so ausgeführt
werden, dass sie als Versteifungen in die Statik des Lastrahmens
integriert sind.
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Die Erfindung wird nachfolgend an
einem Ausführungsbeispiel
näher erläutert unter
Einbeziehung einer einzigen Zeichnung mit einer Blockdarstellung
einer erfindungsgemäßen Anordnung.
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Im Ausführungsbeispiel wird die Erfindung an
einem Lastrahmen 1 mit vier Ballasttanks 2a; 2b; 2c; 2d mit
einem Volumen von beispielsweise je etwa 20m3 für einen
Lastenballon mit einer Tragfähigkeit von
75t dargestellt.
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Die Erfindung ist auch in gleicher
Weise für Lastrahmen
geeignet, die zum Lastaustausch von Luftschiffen herabgelassen werden
können.
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Der Lastrahmen 1 hat einen
annähernd
quadratischen Grundriss, kann aber für Luftschiffe vorwiegend rechteckig
mit nahezu beliebiger Anzahl und Größe von Ballasttanks ausgestaltet
sein. Zur Erreichung der erforderlichen Stabilität des Lastrahmens 1 sollen
die Ballasttanks 2a–2d gleichmäßig, symmetrisch
zum Masseschwerpunkt verteilt sein. Da in der Mitte des Lastrahmens 1 mit
Ladeöffnung
an zwei gegenüberliegenden
Seiten eine möglichst
große
Fläche
zur Aufnahme der Last frei bleiben muss, ist es zweckmäßig, die
Ballasttanks 2a–2d symmetrisch zur
Mittelachse des Lastrahmens 1 an den anderen beiden Seiten
gleichmäßig zu verteilen.
Zwischen den Ballasttanks 2a; 2c und 2b; 2d kann
je ein kleinerer, separat befüllbarer
und entleerbarer Trimmtank 3a und 3b angeordnet
sein. Die Hauptleitungen 5a; 5b sind bis in die
Nähe der
Außenkanten
des Lastrahmens 1 zwischen den Ballasttanks 2a; 2c und 2b; 2d geführt und
weisen an beiden Enden einen Absperrschieber 9a und von
außen
zugängliche
Anschlusskupplungen 8 auf. Der Durchmesser der Hauptleitungen 5a; 5b ist
von der Befüllmenge
und der zur Verfügung
stehenden Zeit abhängig.
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Im Ausführungsbeispiel werden 4'' (Zoll)-Leitungen verwendet. Die Hauptleitungen 5a; 5b sind niedriger
verlegt als der tiefste Punkt der Ballasttanks 2a bis 2d.
Es ist zweckmäßig, dass
die Haupt- und die später
erläuterten
Anschlussleitungen 5a; 5b und 6a; 6b aus
Aluminium oder einem anderen leichten und hochfesten Werkstoff bestehen.
Bei einem Durchmesser von 4'' können die
Leitungen bei entsprechender Einbindung in die Lastrahmenkonstruktion
einen wesentlichen Beitrag für
die Statik des Lastrahmens 1 liefern. Die Ausführung der
Hauptleitungen 5a; 5b kann bei Verzicht auf einige
Vorteile vereinfacht werden. Prinzipiell ist auch nur eine einzige Hauptleitung
mit einem von außen
zugänglichen Hauptabsperrschieber 9a und
einer Anschlusskupplung 8 möglich.
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Die Hauptleitungen 5a; 5b sind
untereinander und mit Anschlussleitungen 6a; 6b sowie
mit einer Wasserpumpe 4 verbunden. Die Anschlussleitungen 6a; 6b stehen über je einen
steuerbaren Absperrschieber 9 mit den Ballasttanks 2a; 2b; 2c; 2d in Verbindung.
Von einer Hauptleitung 5b führt über einen Absperrschieber 11 eine
Leitung zur Wasserpumpe 4, die über Trimmleitungen 7a: 7b geringeren Querschnitts
und je einen Absperrschieber 10 mit den Ballasttanks 2a–2d in
Verbindung steht. Die Trimmleitungen 7a; 7b haben
unter den o.g. Bedingungen einen Durchmesser von etwa 1'' und die Leitung mit dem Absperrschieber 11 von
1,5''.
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Die Trimmtanks 3a; 3b weisen
gesonderte Leitungen mit je einem von außen zugänglichen Hauptabsperrschieber 9b und
einer Anschlusskupplung 8 auf. Die Trimmtanks 3a; 3b dienen
der Feintrimmung und der Trimmung zur Anpassung durch veränderte Bedingungen
während
des Einsatzes des LTA-Luftfahrzeuges als Lastentransporter. Da die Hauptabsperrschieber 9b steuerbar
sind, auch funkfernsteuerbar, kann aus einem oder beiden Trimmtanks 3a; 3b auch
während
des Fluges Wasser abgelassen werden.
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Die Ballasttanks 2a–2d sind
vorzugsweise aus einem Verbundwerkstoff mit eingeklebten Anschlussstutzen.
Bei Verwendung von Haupt-, Anschluss- und Trimmleitungen 5a; 5b; 6a; 6b; 7a und 7b aus
Aluminium können
die Verbindungen geschraubt werden. Damit ist ein einfacher Austausch von
Anschlussstücken
und damit der Einsatz unterschiedlicher Kupplungssysteme möglich.
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Als Absperrschieber 9; 9a; 9b; 10 und 11 können Kegelschieber
mit Handrad und zum einfacheren Auswechseln mit einseitiger Rohrverschraubung
Einsatz finden, da sie beidseitig druckbelastet sind. Die Absperrschieber
können über Kardanwellen
von außen
bedient werden. Soll eine Fernsteuerung realisiert werden, müssen Absperrschieber
mit Antrieben, vorzugsweise elektromagnetischen oder elektromotorischen,
verwendet werden.
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Alle Leitungssysteme 5a; 5b; 6a; 6b und 7a; 7b müssen so
verlegt sein, dass sie einen tiefsten Punkt mit Entleerungsmöglichkeit
zum Service und bei Frostgefahr aufweisen.
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Der Lastrahmen 1 weist außen an den
beiden Tankseiten je zwei Anschlusskupplungen 8 mit Absperrschiebern 9a sowie
eine Anschlusskupplung 8 mit einem Absperrschieber 9b für einen
Trimmtank 3a; 3b auf. Bei Verwendung von zwei
Hauptleitungen 5a; 5b können je nach Situation alle
Ballasttanks 2a–2d von
der rechten oder linken Seite des Lastrahmens 1 versorgt
werden. An eine Anschlusskupplung 8 wird eine Pumpe zum
Entleeren mittels einer Saugleitung und an die andere eine Leitung
zum Befüllen angeschlossen.
Beide Leitungen können
während des
gesamten Lastaustausches am Lastrahmen 1 angeschlossen
bleiben. So kann man auf kurzfristige Laständerungen und äußere Einflüsse wesentlich schneller
reagieren.
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Die Ballasttanks 2a–2d sind über ein
zweites Rohrsystem der Trimmleitungen 7a; 7b miteinander und
mit einer Wasserpumpe 4 verbunden. Die Wasserpumpe 4 kann
eine normale Hauswasserpumpe sein. Die Wasserpumpe 4 ermöglicht ein
Umpumpen des Ballastwassers zwischen den einzelnen Ballasttanks 2a–2d.
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Sind beim Befüllen alle Absperrschieber 9 geöffnet, pegelt
sich der Wasserstand in den einzelnen Ballasttanks 2a–2d auf
gleiches Niveau ein. Kann die aufzunehmende Last nicht genau symmetrisch
zum Masseschwerpunkt verladen werden, so wird mittels Wasserpumpe 4 durch
Betätigung
der entsprechenden Absperrschieber 9; 10; 11 ein
Ballastausgleich zwischen den Ballasttanks 2a–2d durchgeführt. Die
Wasserzuführung
zur Pumpe 4 erfolgt durch Öffnen des Absperrschiebers 11 zur Hauptleitung 5b.
Die erfindungsgemäße Anordnung ermöglicht ein
einfaches und schnelles Befüllen
und Entleeren der Ballasttanks. So läuft das Wasser nicht drucklos
ab, sondern kann mittels Pumpe abgesaugt werden. Die Schläuche zum
Befüllen
und Entleeren brauchen nicht mehr für jeden Ballasttank umgekuppelt
zu werden. Durch das zusätzliche
Trimmleitungssystem ist eine nachträgliche Trimmung zu jedem Zeitpunkt
möglich.
Es können
unterschiedliche Kupplungssysteme eingesetzt werden. Die Leitungssysteme
können
durch Einbindung in die Tragkonstruktion eine Verbesserung der Statik
des Lastrahmens erbringen.
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Die Erfindung ist für alle Luftfahrzeuge
leichter als Luft (LTA) geeignet, die einen mit diesem auf Abstand
verbundenen oder absenkbaren Lastrahmen mit mehreren Ballastwassertanks
aufweisen.
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- 1
- Lastrahmen
- 2a–2d
- Ballasttanks
- 3a;
3b
- Trimmtanks
- 4
- Wasserpumpe
- 5a;
5b
- Hauptleitungen
- 6a;
6b
- Anschlussleitungen
- 7a;
7b
- Trimmleitungen
- 8
- Anschlusskupplungen
- 9
- Hauptabsperrschieber
- 9a;
9b
- von
außen
zugänglicher
Hauptabsperrschieber
- 10;
11
- Absperrschieber