DE202022000839U1 - Lastabtragungssystem, Redundanzsystem und Funktionssystem für ein aerostatisches Auftriebsgerät - Google Patents

Lastabtragungssystem, Redundanzsystem und Funktionssystem für ein aerostatisches Auftriebsgerät Download PDF

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Abstract

Lastabtragungssystem für ein aerostatisches Auftriebsgerät (1) in Form eines Fesselballons, Freiballons oder Luftschiffes, für das Heben oder den Transport von Lasten in einer Atmosphäre, welches einen Auftriebskörper (2.1) aus ineinander liegenden, durch Abstände separierten, gas- oder luftdichten Schalen (3.1 - 3.n) in Form von folien- oder membranartigen Hüllen (4.1 - 4.n) hat, aus denen regulierbare Volumen des atmosphärischen Mediums (5.1 - 5.n) mittels eines Evakuierungs- und Zufuhrsystems (6) evakuiert und wieder in diese eingelassen werden können, wodurch der Auftriebskörper (2.1) leichter als die Umgebungsatmosphäre werden und einen aerostatischen Auftrieb bewirken und regulieren kann, dadurch gekennzeichnet, dass es einen Tragschirm (7) aufweist, wobei
- der Tragschirm (7) aus einem Mast (10), Tragseilen (11) und einem ersten Hauptanker (12.1) besteht; und
- der Mast (10) an einem Ende mittels vom Mast (10) abgehängter oder abgespannter Tragseile (11), die sich in einem Winkel größer als 0° und kleiner als 90° zum Mast (10) befinden, den ersten Hauptanker (12.1) trägt und dabei durch die flächige Ebene des ersten Hauptankers (12.1) hindurchführt; und
- der erste Hauptanker (12.1) an mindestens einer Seite seines Querschnittes mindestens drei Schalen (3.1 - 3.n) mit entsprechend mindestens drei Hüllen (4.1 - 4.n) trägt; und
- der Mast (10) sich dabei zu mindestens einem Teil im Auftriebskörper (2.1) befindet; und
- die durch eine Evakuierung und Zufuhr von Volumen des atmosphärischen Mediums (5.1 - 5.n) im Auftriebskörper (2.1) entstehenden atmosphärisch oder aerostatisch bedingten Druck- und Zugkräfte von den Schalen (3.1 - 3.n) und entsprechenden Hüllen (4.1 - 4.n) an den ersten Hauptanker (12.1), vom ersten Hauptanker (12.1) an die Tragseile (11), und von den Tragseilen (11) an den Mast (10) weitergeleitet werden; und
- ein zweiter Hauptanker (12.2) an mindestens einer Seite seines Querschnittes mindestens drei Schalen (3.1 - 3.n) mit entsprechend mindestens drei Hüllen (4.1 - 4.n) trägt; und
- der erste Hauptanker (12.1) durch Spannseile (14) mit dem zweiten Hauptanker (12.2) verbunden ist; und
- der Auftriebskörper (2.1) im Wesentlichen durch den ersten Hauptanker (12.1) auf der einen Seite und und den zweiten Hauptanker (12.2) auf der anderen Seite räumlich und konstruktiv begrenzt, definiert oder eingefasst wird; und
- im aerostatischen Auftriebsgerät (1) in der Ausführungsform eines Fesselballons oder Freiballons, der Mast (10) an seinem anderen Ende mittels vom Mast (10) abgehängter oder abgespannter Tragseile (11), die sich in einem Winkel größer als 0° und kleiner als 90° zum Mast (10) befinden, mit dem zweiten Hauptanker (12.2) verbunden ist; und
- im aerostatischen Auftriebsgerät (1) in der Ausführungsform eines Luftschiffes, der Mast (10) und der zweite Hauptanker (12.2) auf einem Rumpf (15) aufliegen und an diesem befestigt sind, wobei der Rumpf (15) Druck- oder Zugkräfte vom Auftriebskörper (2.1) aufnimmt, sich unterhalb oder an der unteren Seite des Auftriebskörpers (2.1) befindet, wodurch sich der Schwerpunkt des aerostatischen Auftriebsgerätes (1) absenkt oder nach unten verschiebt.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Das technische Gebiet der Erfindung ist die Aerostatik oder Leichter-als-Luft-Technologie, welches üblicherweise Fesselballons, Freiballons und Luftschiffe verschiedener Art umfasst.
  • HINTERGRUND UND STAND DER TECHNIK
  • Diese Erfindung betrifft eine Weiterbildung des aerostatischen Auftriebsgerätes der IN 201711018898 , welches im Oberbegriff des Hauptanspruches (Anspruch 1) und der Nebenansprüche genannt wird. Ein derartiges aerostatisches Auftriebsgerät ist aus der IN 201711018898 durch den gleichen Antragsteller bekannt.
  • Aerostatische oder Leichter-als-Luft-Auftriebsgeräte erzeugen aerostatischen Auftrieb in einer Atmosphäre aufgrund der Tatsache, dass sie leichter sind als die Masse des umgebenden atmosphärischen Mediums, z.B. atmosphärische Luft, welches sie verdrängen. Dafür wird der aus einer Hülle bestehende Auftriebskörper eines solchen Auftriebsgerätes üblicherweise entweder mit Traggasen gefüllt, die leichter als Luft sind, wie etwa Helium oder Wasserstoff, oder mit heißer Luft, welches aufgrund der höheren Temperatur ebenfalls leichter als die Umgebungsluft ist (J.K. Bock, B. Knauer, „Leichter als Luft: Ballone, Luftschiffe, Platformen“, S. 57f, Verlag Frankenschwelle, 2003, 1. Auflage). So entstehen entweder traggasgefüllte Ballons und Luftschiffe (Gasballons und Gasluftschiffe) oder heißluftgefüllte Ballons und Luftschiffe (Heißluftballons und Heißluftschiffe). Allerdings weisen traggasgefüllte wie auch heißluftgefüllte Ballons und Luftschiffe signifikante Nachteile auf.
  • Traggasgefüllte Ballons und Luftschiffe benötigen große Mengen eines Traggases, heute zumeist Helium, welches teuer in der Anschaffung ist. Wasserstoff ist zwar vergleichsweise preiswert und bietet etwas mehr Auftrieb als Helium, kann aber bei Kontakt mit Luft leicht entflammbar werden, was ein erhebliches Brandrisiko darstellt. Daher wird es als Traggas im Allgemeinen nicht verwendet. In gasgefüllten Ballons und Luftschiffen bleibt die Gesamtmasse des Traggases in einer Hülle normalerweise mehr oder weniger konstant und lässt sich nicht signifikant regulieren, was zu einem praktisch unveränderlichen Auftrieb führt. Soll der Auftrieb im Flug reduziert werden, z. B. für einen Sinkflug und eine Landung, muss in der Regel entweder eine gewisse Menge des Traggases an die Atmosphäre oder mitgeführter Ballast abgelassen werden. Da durch ein Ablassen diese Menge an Traggas dauerhaft verloren geht und Helium teuer ist, wird ein Ablassen weitestgehend vermieden. Die Mitführung von Ballast stellt jedoch oft einen erheblichen Teil der verfügbaren Nutzlast dar, die somit nicht für andere Zwecke, wie etwa den Transport von Fracht oder Personen, genutzt werden kann. Da die meisten gasgefüllten Ballons und Luftschiffe die Auftriebskraft in der Regel nicht wesentlich verändern können, bleiben sie stets leichter als Luft sobald ihre Hüllen mit einem Traggas gefüllt sind, was eine ständige Anbindungsmöglichkeit am Boden für die Bodenabfertigung notwendig macht, um zu verhindern, dass sie ungewollt aufsteigen oder sich bei Wind hin und her bewegen. Da gasgefüllte Ballons und Luftschiffe mit ihrer Nutzlast leichter als Luft sein sollen, werden sie plötzlich viel leichter, wenn die Nutzlast (z. B. Fracht und/oder Personen) ausgeladen wird bzw. aussteigt, was die Auftriebskraft auf einen Ballon oder ein Luftschiff plötzlich erhöht, wie auch die Krafteinwirkung auf die erforderliche Anbindungsvorrichtung am Boden. Für diese Zwecke sind in der Regel umfangreiche Anbindungsvorrichtungen und eine komplexe Bodenabfertigung erforderlich, was den praktischen Ballon- oder Luftschiffbetrieb kompliziert, zeitaufwendig und teuer macht. Auch findet eine beträchtliche natürliche Leckage oder Diffusion von Traggasatomen und -molekülen, wie z.B. von Helium, durch die Ballon- oder Luftschiffhülle statt, was ein regelmäßiges Nachfüllen des Traggases erfordert.
  • Da die Dichte von Heißluft nur geringfügig niedriger ist als die von atmosphärischer Luft, ist ihre Auftriebsleistung begrenzt und erfordert große Volumen an heißer Luft in einer umschlossenen Hülle, um einen relativ geringen Auftrieb zu erzeugen (J.K. Bock, B. Knauer, „Leichter als Luft: Ballone, Luftschiffe, Platformen“, S. 34f, Verlag Frankenschwelle, 2003, 1. Auflage). Folglich muss die Hülle eines Heißluftballons oder Heißluftschiffs groß dimensioniert sein um eine relativ kleine Nutzlast heben bzw. transportieren zu können. Auch benötigen Heißluftballons und Heißluftschiffe große Mengen an thermischer Energie, um die Luft in ihrer Hülle zu erwärmen. Diese wird in der Regel durch einen Brenner bereitgestellt, der mit einem brennbarem Gas, wie z. B. Propan, betrieben wird, das in Zylinder in komprimierter flüssiger Form mitgeführt wird, die einen erheblichen Teil der verfügbaren Nutzlast beanspruchen und das Gesamtgewicht des Heißluftballons oder Heißluftschiffs deutlich erhöhen. Da Heißluftballons und Heißluftschiffe in der Regel einen Brenner benötigen, um die Luft in der Hülle zu erwärmen, wobei der Brenner normalerweise in oder in der Nähe einer Öffnung in der Hülle platziert ist, besteht die Gefahr eines Brandes, wenn eine Hülle Feuer fängt, die sich durch Windeinwirkung erhöhen kann.
  • Aufgrund dieser Einschränkungen gibt es die Überlegung, aerostatischen Auftrieb durch ein Vakuum zu erzeugen. Die Evakuierung eines mit atmosphärischer Luft gefüllten Auftriebskörpers kann diesen leichter als die von ihm verdrängte Umgebungsluft machen. Die Nutzung eines Vakuums für die Auftriebserzeugung eines Ballons oder Luftschiffes bietet mehrere Vorteile. Zum einen entfällt die Notwendigkeit eines Traggases wie Helium oder Wasserstoff wie auch von Heißluft, einschließlich der benötigten thermischen Energie. Dies bedeutet eine erhebliche Kostenersparnis. Auch besteht kein Brandrisiko wie etwa bei Heißluftballons. Zum anderen bietet ein Vakuum pro Kubikmeter mehr Auftrieb als ein Traggas oder Heißluft, da die Masse des Traggases oder der Heißluft entfällt. Somit ließen sich entweder die Dimensionen des Auftriebskörpers reduzieren oder bei gleicher Größe mehr Nutzlast heben oder befördern. Auch lässt sich so auf relativ einfache Weise eine Auftriebsregulierung realisieren, indem das Luftvolumen im Auftriebskörper reguliert wird. Für den Start und ein Aufsteigen kann Luft aus dem Auftriebskörper evakuiert werden, um diesen leichter als Luft zu machen; für die Landung und ein Absinken kann Luft in den Auftriebskörper eingelassen werden, um diesen schwerer als Luft zu machen. Dies vereinfacht auch die Bodenabfertigung, da ein Vakuumballon oder -luftschiff für das Be- und Entladen einer Nutzlast am Boden in einem Schwerer-als-Luft-Zustand gehalten werden kann, womit z.B. ein Entladen der Nutzlast nicht zu einem ungewollten Aufsteigen des Ballons oder Luftschiffes führt. Auch entfällt somit die Notwendigkeit umständlicher Haltevorrichtungen und ihrer Bedienung durch Bodenpersonal.
  • Allerdings war es bisher nicht möglich, den vakuumbasierten aerostatischen Auftrieb praktikabel zu nutzen, da kein Material widerstandsfähig und gleichzeitig leicht genug ist, um der erheblichen Kraft des atmosphärischen Luftdruckes (ca. 101 kPa auf der Oberfläche der Erde), der auf einen evakuierten Auftriebskörper einwirken würde, standzuhalten. Dünne, folienartige Hüllenmaterialien sind zwar leicht, können jedoch dem gesamten atmosphärischen Luftdruck nicht standhalten. Bei einer Evakuierung verbiegen sie sich zunächst stark, verformen sich meist plastisch und reißen schließlich. Dichtere Hüllenmaterialien wie etwa Metallbleche sind bei größeren Stärken zu schwer und bei kleineren Stärken zu druckempfindlich oder nicht biegesteif genug, so dass diese zusammengepresst werden und schließlich ebenfalls reißen oder brechen.
  • Die wesentliche Herausforderung für die Nutzbarmachung des vakuumbasierten aerostatischen Auftriebs ist also eine baukonstruktiv-materialtechnische, und besteht darin, eine tragende Struktur für den Auftriebskörper eines Vakuumballons oder Vakuumluftschiffes zu entwickeln, die dem atmosphärischen Luftdruck standhält und gleichzeitig leicht genug ist. Bekannt sind Lösungsansätze, die sich auf eine flächige Anordnung wandartiger Auftriebskörperbegrenzungen beschränken und die biegesteif und starr sind sowie einlagig wirken. Solche Auftriebskörperbegrenzungen ziehen sich entlang der gesamten Auftriebskörperoberfläche und bilden dabei ein starres Gitter- oder Rahmennetz. Diese bilden in ihrer Gesamtheit eine Tragstruktur, welche die luftdruckbedingten Kräfte aufnehmen soll. Dabei erfolgt die Aufnahme des gesamten atmosphärischen Luftdruckes durch eine einzelne, wandartige Auftriebskörperbegrenzung, die dem druckbedingten Lastabtrag und dem gasdichten Raumabschluss dient. Es sind Hohlkörper bekannt, einschließlich Verbundkonstruktionen und mehrschichtiger Wabenstrukturen, die als Auftriebskörper dienen, wo jedoch die lastabtragende und raumabschließende Schicht im Hinblick auf den Luftdruckunterschied zwischen dem evakuierten Hohlkörper und der Umgebungsatmosphäre eine einlagige, d.h. singuläre, Auftriebskörperschicht mit einer einzelnen Umhüllung darstellt, die den gesamten atmosphärischen Luftdruckunterschied zwischen dem evakuierten Hohlkörper und der Umgebungsatmosphäre sowie die damit verbundenen Druck- und Zugkräfte aufzunehmen hat.
  • Eine die gesamte Auftriebskörperoberfläche überziehende flächige Anordnung von biegesteifen, starren, wandartigen und einlagig wirkenden Auftriebskörperbegrenzungen führt bei ausreichender Widerstandsfähigkeit gegen luftdruckbedingte Kräfte zu einem hohen Gewicht, da die Auftriebskörperbegrenzungen aus soliden Materialien mit hohen Dichten bestehen und das Gitter- oder Rahmennetz eine engmaschige Tragstruktur bildet. Um den gesamten Luftdruck in einer einlagig wirkenden oder einzelnen Auftriebskörperbegrenzung aufzunehmen, werden zudem ausreichend dimensionierte Elemente, Materialstärken und -festigkeiten benötigt, die ebenfalls das Gewicht erhöhen.
  • Aus der IN 201711018898 ist eine Verteilung der luftdruckbedingten Kräfte auf mehrere Auftriebskörperschichten, die Schalen genannt werden, bekannt. Aus diesen ineinanderliegenden, durch Abstände separierten, luft- oder gasdichten Schalen in Form von folien- oder membranartigen Hüllen werden regulierbare Volumen des atmosphärischen Mediums, wie etwa Umgebungsluft, evakuiert und wieder in diese eingelassen, wodurch der Auftriebskörper leichter oder schwerer als die Umgebungsatmosphäre werden kann und somit einen aerostatischen Auftrieb bewirkt und reguliert. Gleichzeitig wirkt nur ein (Bruch-)Teil der gesamten luftdruckbedingten Kräfte auf eine Schale, da diese auf mehrere Schalen verteilt werden. Es ergibt sich hierdurch eine Abfolge von Schalen, in denen das Evakuierungsmaß stufen- oder schrittweise von der äußersten, der Umgebungsatmosphäre nächsten Schale zur innersten, der Umgebungsatmosphäre entferntesten Schale des Auftriebskörpers gesteigert werden kann.
  • Auch wenn die Hüllen selbst durch ihre Zugfestigkeit in der Lage sind, die luftdruckbedingten Kräfte, auf mehrere Hüllen verteilt, aufzunehmen, wird nicht klar, wie die tragenden Rahmenwerke (structural frameworks) diese Kräfte, die in ihrer Summe dem gesamten Luftdruckunterschied zwischen dem Auftriebskörper und der Umgebungsatmosphäre entsprechen, baustatisch weiter- und engültig ableiten, da kein baustatisch ausgesteiftes oder verankertes Tragsystem beschrieben wird. Somit können zwar die luftdruckbedingten Kräfte, die auf eine membran- oder folienartige Hülle einer Schale wirken, bei anzunehmend geringfügiger Durchbiegung und ausgeschlossener Rissbildung aufgenommen werden, allerdings wird in der IN 201711018898 keine vollständige oder baustatisch realistische Kräfteableitung mit Bezug auf den gesamten Auftriebskörper beschrieben, d.h. es findet laut Beschreibung keine Aufnahme der entstehenden Kräfte statt, nachdem diese auf die Hüllen einwirken.
  • Die IN 201711018898 beschreibt zwar eine Reihe von tragenden Rahmenwerken („structural frameworks“) eines Auftriebskörpers, die die luftdruckbedingten Kräfte von den Hüllen aufnehmen sollen, wie etwa eine Aneinanderreihnung von Ringen („series of rings“), helikale Tragelemente („helixes“), Netze („meshes and nets“), tragende Oberflächen („load-bearing surfaces“), einschließlich mindestens einem ergänzenden Tragelement („structural element“). Allerdings stellt die Nennung dieser tragenden Rahmenwerke und Tragelemente keine vollständigen oder funktionierenden Tragsysteme dar. Es wird dabei keine Kräfteableitung oder Zusammenwirkung der genannten Elemente in einem baustatisch schlüssigen System beschrieben.
  • Es ist zum einen unklar, wie eine bloße Aneinanderreihung von Ringen, die von einer Hülle einwirkenden hohen Druck- und Zugkräfte aufnehmen und ableiten soll. Es wird dabei keinerlei baustatische Aussteifung, Halterung oder Verankerung beschrieben. Bei den luftdruckbedingten Kräften, die bei einer Evakuierung auftreten, würden aneinandergereihte, mit einer Hülle verbundene Ringe selbst bei niedrigen Evakuierungsgraden zu verschiedenen Seiten kippen und sich verdrehen, während die Hülle reißen oder beschädigt werden würde. Es wird auch nicht beschrieben, wie ein ergänzendes Tragelement dies verhindern oder ausschließen könnte. Auch wird nicht erwähnt, wie die Tragelemente zusammenwirken. Ähnlich verhält es sich mit helikalen Tragelementen, die sich baustatisch ebenfalls wie eine Aneinanderreihung nicht verankerter oder unausgesteifter Ringe verhalten würden. Auch die Nennung von Netzen und tragenden Oberflächen beschreibt weder eine vollständige und baustatisch in sich geschlossene Weiterleitung noch eine endgültige Aufnahme der luftdruckbedingten Kräfte, da auch hier keine Aussteifung, Halterung oder Verankerung beschrieben wird. Biegsame Netze verhalten sich baustatisch ähnlich wie die ebenfalls biegsamen, folien- oder membranartigen Hüllen und können nicht als Aussteifung, Halterung oder Verankerung dienen. Biegesteife oder -resistente Netze können zwar eine gewisse Aussteifung aufweisen, doch benötigt dies größere Materialstärken, um ein Einknicken zu verhindern, wodurch das Gewicht erheblich erhöht wird, so dass solche Netze für ein aerostatisches Auftriebsgerät nicht anwendbar sein dürften. Bei tragenden Oberflächen verhält es sich baustatisch ähnlich wie bei biegesteifen oder -resistenten Netzen. Auch hier wären aufgrund der Knickgefahr größere Materialstärken nötig, wodurch sich das Gewicht jedoch so stark erhöhen würde, so dass kein brauchbarer aerostatischer Auftrieb entstehen würde.
  • Darüber hinaus nennt die IN 201711018898 ein eigenes tragendes Rahmenwerk („structural framework“) für jede einzelne Schale („shell“). Laut ihrer Beschreibung und ihres Hauptanspruches, besteht jede Schale aus einer luftdichten Membran („air-tight membrane“), die von einem tragenden Rahmenwerk getragen wird. Eine solche Anordnung ist mit einem erheblichen Gewicht verbunden, da bei einer Abfolge mehrerer Schalen das Gewicht einschlägiger tragender Rahmenwerke schnell anwächst. Dies ist insbesondere bei den beschriebenen tragenden Rahmenwerken, d.h. Ringen, helikalen Tragelementen, Netzen und tragenden Oberflächen, der Fall, da diese eine Druckfestigkeit und Biegesteifigkeit benötigen, die nur durch dichte, druckfeste oder solide Materialien, wie etwa Metalle oder Metalllegierungen, gegeben ist, wie diese in der Beschreibung und den einschlägigen Schutzansprüchen beschrieben werden.
  • Aufgrund der oben aufgeführten Erläuterungen beschreibt die IN 201711018898 somit keine brauchbaren oder umsetzbaren Tragwerke für das beschriebene aerostatische Auftriebsgerät.
  • Da bei vakuum- oder unterdruckbasierten aerostatischen Auftriebsgeräten die primäre Herausforderung darin besteht, die erheblichen luftdruckbedingten Kräfte in einer tragfähigen und gleichzeitig leichten Struktur aufzunehmen, ist ihre baukonstruktive Ausformung, zusammen mit ausschlaggebenden baukonstruktiven Details, von größter Bedeutung, um eine Funktionsfähigkeit und Praktikabilität zu gewährleisten. Für diesen Zweck wird ein Lastabtragungsystem benötigt, das einerseits die notwendige baustatische Aussteifung und Festigkeit bietet und andererseits leicht genug ist, um die luftdruckbedingten Kräfte vollständig aufzunehmen und einen brauchbaren aerostatischen Auftrieb zu gewährleisten.
  • Eine weitere zentrale Herausforderung vakuumbasierter Ballons und Luftschiffe ist die Vermeidung und Minimierung eines Auftriebsverlustes während des Fluges in Fällen wo die Luft- bzw. Gasdichtigkeit des Auftriebskörpers aufgrund von Rissen oder Durchbrüchen nicht gewährleistet werden kann. Da der Luftdruckunterschied zwischen dem Inneren eines Auftriebskörpers und der Umgebungsatmosphäre maximal Atmosphärendruck beträgt, auf der Erdoberfläche ca. 101 kPa, kann bei Rissen oder Durchbrüchen eines Auftriebskörpers ein rascher Druckausgleich zwischen diesem und der Umgebungsatmosphäre stattfinden. Dieser geht mit einer erheblichen Sogwirkung einher, d.h. aufgrund des Luftdruckunterschiedes können rasch größere Mengen Luft durch einen Riss oder Durchbruch in der Hülle eines Auftriebskörpers aus der Umgebungsatmosphäre in den Auftriebskörper gesaugt werden. Dies kann zum einen zu einer Vergrößerung des Risses oder Durchbruches führen, was die Hülle eines Auftriebskörpers weiter beschädigen kann, und zum anderen zu einem vollständigen aerostatischen Auftriebsverlust, während das Vakuum des Auftriebskörpers gänzlich durch atmosphärische Luft ersetzt wird und dieser nun schwerer als Luft zu Boden sinkt.
  • In diesem Zusammenhang beschreibt die IN 201711018898 ausschließlich einen einzelnen, d.h. singulären, Auftriebskörper im Sinne einer einzelnen funktionalen Einheit. Im Falle eines Hüllenrisses oder -durchbruchs würde sich die entsprechende Schale, je nach ihrer Position in der Schalenabfolge, entweder mit atmosphärischer Umgebungsluft oder mit Luft aus der benachbarten Schale füllen. In beiden Fällen würde dies zu einem Ungleichgewicht in der luftdruckbedingten Kräfteverteilung auf die Schalen und Tragstruktur führen. Die daraus resultierenden starken Hüllendurchbiegungen können weitere Hüllen beschädigen und einen kompletten aerostatischen Auftriebsverlust bewirken. Im Falle eines gleichzeitigen Durchbruches sämtlicher Hüllen, würde auch hier das Vakuum oder der Unterdruck des Auftriebskörpers gänzlich durch atmosphärische Luft ersetzt werden, während sich die Schalen und der Auftriebskörper als ganzes rasch mit atmosphärischer Umgebungsluft füllen, dabei schwerer als Luft werden und zu Boden sinken. Auch die beschriebene Unterteilung einer Schale in mindestens zwei Teile mittels einer Hüllenlage ändert daran nichts, da eine einzelne Hüllelage in weiter innen liegenden Schalen nicht imstande wäre, dem erhöhten Luftdruck infolge eines Durchbruches oder Risses innerhalb der Schale standzuhalten. Dies bedeutet, dass ein einzelner Durchbruch oder Riss zu einer Beschädigung aller Hüllen und ihrer Tragstruktur sowie zu einem kompletten aerostatischen Auftriebsverlust führen kann. Ein einzelner Auftriebskörper bietet somit keine Redundanz bei Hüllenrissen oder -durchbrüchen und Auftriebsverlust.
  • Darüber hinaus ist aus der IN 201711018898 bekannt, dass sich ein Antriebssystem für das aerostatische Auftriebsgerät wahlweise innerhalb einer Schale befinden kann. Es wird dabei jedoch nicht klar, wie das Gewicht eines im Verhältnis zu den Schalen relativ schweren Antriebssystems aufgenommen werden soll. Es wird kein Lastabtrag für ein Antriebssystem innerhalb einer Schale beschrieben. Die Beschreibung der Hüllen und ihrer tragenden Rahmenwerke lässt keine ausreichende Tragfähigkeit für ein Antriebssystem erkennen. Die hohen Druck- und Zugkräfte, die bei der Installation und dem Betrieb eines Antriebssystems auftreten, erfordern eine funktionsfähige und schlüssige Tragstruktur.
  • Desweiteren handelt es sich bei der aus der IN 201711018898 bekannten Atmosphäre, in welcher das aerostatische Auftriebsgerät betrieben wird, ausschließlich um Luft aus der Erdatmosphäre. Ein aerostatischer Auftrieb kann jedoch auch durch die Evakuierung und Zufuhr eines anderen atmosphärischen Mediums aus den bzw. in die Schalen erzeugt und gesteuert werden, da dieser Auftrieb prinzipiell in jeder Atmosphäre erfolgen kann, in der das aerostatische Auftriebsgerät insgesamt leichter als das von diesem verdrängte Volumen der Umgebungsatmosphäre wird. Bei einer passenden Auslegung des Evakuierungs- und Zufuhrsystems des aerostatischen Auftriebsgerätes, kann sich dieses somit auch in anderen atmosphärischen Medien, d.h. Atmosphären, befinden, und einen aerostatischen Auftrieb in einer anderen Planetenatmosphäre, wie etwa der des Mars oder der Venus, erzeugen und steuern.
  • AUFGABENSTELLUNG DER ERFINDUNG
  • Bei diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, für ein aerostatisches Auftriebsgerät (1) in Form eines Fesselballons, Freiballons oder Luftschiffes, zum Heben oder Transport von Lasten in einer Atmosphäre, worin der Auftriebskörper (2.1) des aerostatischen Auftriebsgerätes (1) aus ineinander liegenden, durch Abstände separierten, gas- oder luftdichten Schalen (3.1 - 3.n) in Form von folien- oder membranartigen Hüllen (4.1 - 4.n) besteht, aus denen regulierbare Volumen des atmosphärischen Mediums (5.1 - 5.n) mittels eines Evakuierungs- und Zufuhrsystems (6) evakuiert und wieder in diese eingelassen werden können, wodurch der Auftriebskörper (2.1) leichter als die Umgebungsatmosphäre werden und einen aerostatischen Auftrieb bewirken und regulieren kann,
    1. (a) ein Lastabtragungssystem bereitzustellen, das ein baustatisch vollständiges, gewichtssparendes und effizientes Tragsystem darstellt; und
    2. (b) ein Redundanzsystem bereitzustellen, um einen aerostatischen Auftriebsverlust infolge eines Hüllenrisses oder -durchbruches zu vermeiden, minimieren oder kontrollieren, und die betriebliche Resilienz des aerostatischen Auftriebsgerätes zu verbessern; und
    3. (c) ein Funktionssystem bereitzustellen, das die aerodynamischen, aerostatischen und betrieblichen Eigenschaften energie- und gewichtssparender, effizienter und praktikabler gestaltet.
  • LÖSUNG DER AUFGABENSTELLUNG
  • Die unter Punkt (a) genannte Aufgabe wird in einem Aspekt durch das Lastabtragungssystem der eingangs genannten Art mit den Merkmalen des Anspruches 1, in einem weiteren Aspekt durch das Lastabtragungssystem mit den Merkmalen des Anspruches 16, und in einem zusätzlichen Aspekt durch das Lastabtragungssystem mit den Merkmalen des Anspruches 17, gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in mindestens einem Unteranspruch aufgeführt.
  • Die unter Punkt (b) genannte Aufgabe wird durch das Redundanzsystem mit den Merkmalen des Anspruches 33 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in mindestens einem Unteranspruch aufgeführt.
  • Die unter Punkt (c) genannte Aufgabe wird in einem Aspekt durch das Funktionssystem mit den Merkmalen des Anspruches 46 und in einem weiteren Aspekt durch das Funktionssystem mit den Merkmalen des Anspruches 47 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in mindestens einem Unteranspruch aufgeführt.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Die Erfindung betrifft in einem ersten Aspekt ein Lastabtragungssystem in Form eines Tragschirms (7), das ein baustatisch vollständiges, gewichtssparendes und effizientes Tragsystem für ein aerostatisches Auftriebsgerät (1) in Form eines Fesselballons, Freiballons oder Luftschiffes, für das Heben oder den Transport von Lasten in einer Atmosphäre, und welches einen Auftriebskörper (2.1) aus ineinander liegenden, durch Abstände separierten, gas- oder luftdichten Schalen (3.1 - 3.n) in Form von folien- oder membranartigen Hüllen (4.1 - 4.n) hat, aus denen regulierbare Volumen des atmosphärischen Mediums (5.1 - 5.n) mittels eines Evakuierungs- und Zufuhrsystems (6) evakuiert und wieder in diese eingelassen werden können, wodurch der Auftriebskörper (2.1) leichter als die Umgebungsatmosphäre werden und einen aerostatischen Auftrieb bewirken und regulieren kann, darstellt.
  • In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Lastabtragungssystem in Form eines doppelkegelförmigen Tragstativs (8), das ein baustatisch vollständiges, gewichtssparendes und effizientes Tragsystem für ein aerostatisches Auftriebsgerät (1) in Form eines Fesselballons, Freiballons oder Luftschiffes, für das Heben oder den Transport von Lasten in einer Atmosphäre, und welches einen Auftriebskörper (2.1) aus ineinander liegenden, durch Abstände separierten, gas- oder luftdichten Schalen (3.1 - 3.n) in Form von folien- oder membranartigen Hüllen (4.1 - 4.n) hat, aus denen regulierbare Volumen des atmosphärischen Mediums (5.1 - 5.n) mittels eines Evakuierungs- und Zufuhrsystems (6) evakuiert und wieder in diese eingelassen werden können, wodurch der Auftriebskörper (2.1) leichter als die Umgebungsatmosphäre werden und einen aerostatischen Auftrieb bewirken und regulieren kann, darstellt.
  • In einem zusätzlichen Aspekt betrifft die Erfindung ein Lastabtragungssystem in Form eines hyperboloiden Tragstativs (9), das ein baustatisch vollständiges, gewichtssparendes und effizientes Tragsystem für ein aerostatisches Auftriebsgerät (1) in Form eines Fesselballons, Freiballons oder Luftschiffes, für das Heben oder den Transport von Lasten in einer Atmosphäre, und welches einen Auftriebskörper (2.1) aus ineinander liegenden, durch Abstände separierten, gas- oder luftdichten Schalen (3.1 - 3.n) in Form von folien- oder membranartigen Hüllen (4.1 - 4.n) hat, aus denen regulierbare Volumen des atmosphärischen Mediums (5.1 - 5.n) mittels eines Evakuierungs- und Zufuhrsystems (6) evakuiert und wieder in diese eingelassen werden können, wodurch der Auftriebskörper (2.1) leichter als die Umgebungsatmosphäre werden und einen aerostatischen Auftrieb bewirken und regulieren kann, darstellt.
  • In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Redundanzsystem für ein aerostatisches Auftriebsgerät (1) in Form eines Fesselballons, Freiballons oder Luftschiffes, für das Heben oder den Transport von Lasten in einer Atmosphäre, welches einen Auftriebskörper (2.1) aus ineinander liegenden, durch Abstände separierten, gas- oder luftdichten Schalen (3.1 - 3.n) in Form von folien- oder membranartigen Hüllen (4.1 - 4.n) hat, aus denen regulierbare Volumen des atmosphärischen Mediums (5.1 - 5.n) mittels eines Evakuierungs- und Zufuhrsystems (6) evakuiert und wieder in diese eingelassen werden können, wodurch der Auftriebskörper (2.1) leichter als die Umgebungsatmosphäre werden und einen aerostatischen Auftrieb bewirken und regulieren kann, wobei der Auftriebskörper (2.1) durch mindestens einen weiteren, redundanzerzeugenden Auftriebskörper (2.2 - 2.n) ergänzt wird, um einen aerostatischen Auftriebsverlust infolge eines Hüllenrisses oder -durchbruches zu vermeiden, minimieren oder kontrollieren und die betriebliche Resilienz des aerostatischen Auftriebsgerätes (1) zu verbessern.
  • In einem zusätzlichen Aspekt betrifft die Erfindung ein Funktionssystem für ein aerostatisches Auftriebsgerät (1) in Form eines Fesselballons, Freiballons oder Luftschiffes, für das Heben oder den Transport von Lasten in einer Atmosphäre, welches einen Auftriebskörper (2.1) aus ineinander liegenden, durch Abstände separierten, gas- oder luftdichten Schalen (3.1 - 3.n) in Form von folien- oder membranartigen Hüllen (4.1 - 4.n) hat, aus denen regulierbare Volumen des atmosphärischen Mediums (5.1 - 5.n) mittels eines Evakuierungs- und Zufuhrsystems (6) evakuiert und wieder in diese eingelassen werden können, wodurch der Auftriebskörper (2.1) leichter als die Umgebungsatmosphäre werden und einen aerostatischen Auftrieb bewirken und regulieren kann, um die aerodynamischen, aerostatischen und betrieblichen Eigenschaften energie- und gewichtssparender, effizienter und praktikabler zu gestalten.
  • KONSTRUKTIVE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Die nachfolgende konstruktive Beschreibung erläutert die Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung, unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen.
  • Das Lastabtragungssystem nach Abschnitt [0025] umfasst einen Tragschirm (7), der die durch eine Evakuierung und Zufuhr von Volumen des atmosphärischen Mediums (5.1 - 5.n) im Auftriebskörper (2.1) entstehenden Druck- und Zugkräfte vollständig aufnimmt. Der Tragschirm (7) besteht aus einem Mast (10), Tragseilen (11) und einem ersten Hauptanker (12.1). Der Mast (10) trägt an einem Ende, mittels vom Mast (10) abgehängter oder abgespannter Tragseile (11), die sich in einem Winkel größer als 0° und kleiner als 90° zum Mast (10) befinden, den ersten Hauptanker (12.1), und führt dabei durch die flächige Ebene des ersten Hauptankers (12.1) hindurch; der erste Hauptanker (12.1) trägt an mindestens einer Seite seines Querschnittes mindestens drei Schalen (3.1 - 3.n) mit entsprechend mindestens drei Hüllen (4.1 - 4.n); der Mast (10) befindet sich dabei zu mindestens einem Teil im Auftriebskörper (2.1); die durch eine Evakuierung und Zufuhr von Volumen des atmosphärischen Mediums (5.1 - 5.n) im Auftriebskörper (2.1) entstehenden atmosphärisch oder aerostatisch bedingten Druck- und Zugkräfte werden von den Schalen (3.1 - 3.n) und entsprechenden Hüllen (4.1 - 4.n) an den ersten Hauptanker (12.1), vom ersten Hauptanker (12.1) an die Tragseile (11), und von den Tragseilen (11) an den Mast (10) weitergeleitet; ein zweiter Hauptanker (12.2) trägt an mindestens einer Seite seines Querschnittes mindestens drei Schalen (3.1 - 3.n) mit entsprechend mindestens drei Hüllen (4.1 - 4.n); dabei ist der erste Hauptanker (12.1) durch Spannseile (14) mit dem zweiten Hauptanker (12.2) verbunden; der Auftriebskörper (2.1) wird im Wesentlichen durch den ersten Hauptanker (12.1) auf der einen Seite und und den zweiten Hauptanker (12.2) auf der anderen Seite räumlich und konstruktiv begrenzt, definiert oder eingefasst; im aerostatischen Auftriebsgerät (1) in der Ausführungsform eines Fesselballons oder Freiballons, ist der Mast (10) an seinem anderen Ende, mittels vom Mast (10) abgehängter oder abgespannter Tragseile (11), die sich in einem Winkel größer als 0° und kleiner als 90° zum Mast (10) befinden, mit dem zweiten Hauptanker (12.2) verbunden (1); im aerostatischen Auftriebsgerät (1) in der Ausführungsform eines Luftschiffes, liegen der Mast (10) und der zweite Hauptanker (12.2) auf einem Rumpf (15) auf und sind an diesem befestigt, wobei der Rumpf (15) Druck- oder Zugkräfte vom Auftriebskörper (2.1) aufnimmt, und sich unterhalb oder an der unteren Seite des Auftriebskörpers (2.1) befindet, wodurch sich der Schwerpunkt des aerostatischen Auftriebsgerätes absenkt oder nach unten verschiebt (2).
  • Der Vorteil dieses Tragschirms (7) liegt zum einen darin, dass sämtliche luftdruckbedingte Kräfte vollständig abgeleitet und aufgenommen werden. Die Lastabtragung ist baustatisch somit vollständig definiert. Die luftdruckbedingten Kräfte werden dabei von den Hüllen (4.1 - 4.n) an einer Seite des Lastabtragungssystems an den ersten Hauptanker (12.1) weitergeleitet, wo sie wiederum über Tragseile (11) an den Mast (10) weitergeleitet werden. Der Mast (10) kann diese Kräfte aufgrund entsprechender Auslegung, Biegesteifheit, Dimensionierung, Festigkeit und Materialeigenschaften endgültig aufnehmen. An der anderen Seite des Lastabtragungssystems werden die luftdruckbedingten Kräfte von den Hüllen (4.1 - 4.n), in der Ausführungsform eines Fesselballons oder Freiballons, an den zweiten Hauptanker (12.2) weitergeleitet, der ebenfalls mittels Tragseile (11) mit dem Mast (10), und mittels Spannseile (14) mit dem ersten Hauptanker (12.1) verbunden ist, wo sie endgültig vom Mast (10) aufgenommen werden. In der Ausführungsform eines Luftschiffes, werden die luftdruckbedingten Kräfte von den Hüllen (4.1 - 4.n) an den zweiten Hauptanker (12.2) weitergeleitet, wobei der zweite Hauptanker (12.2) und der Mast (10) auf einem Rumpf (15) aufliegen und an diesem befestigt sind. Dabei ist der zweite Hauptanker (12.2) ebenso mittels Spannseilen (14) mit dem ersten Hauptanker (12.1) verbunden. Im ersteren Fall werden die gesamten luftdruckbedingten Kräfte vollständig und endgültig vom Mast (10) aufgenommen. Im letzteren Fall werden die luftdruckbedingten Kräfte teils vom Mast (10) und teils vom Rumpf (15) aufgenommen. Der Rumpf (15) kann diese Kräfte aufgrund entsprechender Auslegung, Biegesteifheit, Dimensionierung, Festigkeit und Materialeigenschaften sowie einer geeigneten Verbindung mit dem Mast (10) und zweiten Hauptanker (12.2) endgültig aufnehmen.
  • Darüber hinaus liegt der Vorteil dieses Tragschirms (7) darin, dass nicht jede Hülle (4.1 - 4.n) ein eigenes Tragwerk oder tragendes Rahmenwerk benötigt. Bei entsprechender Beschaffenheit und Materialfestigkeit kann eine Hülle (4.1 - 4.n) die erforderlichen luftdruckbedingten Kräfte ohne ein eigenes, biegesteifes und schweres Tragwerk oder tragendes Rahmenwerk aufnehmen. Der Tragschirm (7) stellt ein einzelnes, d.h. singuläres, Tragwerk dar, welches sämtliche Hüllen (4.1 - 4.n) trägt. Der erste Hauptanker (12.1) und zweite Hauptanker (12.2) tragen dabei je mindestens drei Hüllen (4.1 - 4.n). Dies wird einerseits durch die hohe Zugkraft der Tragseile (11) sowie durch entsprechende Auslegung, Biegesteifheit, Dimensionierung, Festigkeit und Materialeigenschaften des ersten Hauptankers (12.1) und zweiten Hauptankers (12.2) ermöglicht. Auf diese Weise wird ebenfalls eine Gewichtsersparnis erzielt.
  • Zum anderen liegt der Vorteil dieses Tragschirms (7) darin, dass die luftdruckbedingten Kräfte über leichte, biegsame Zugelemente, nämlich den Tragseilen (11) und Spannseilen (14), statt von schwereren, biegesteifen Druckelementen, aufgenommen werden. Seile sind pro Längen- oder Volumeneinheit generell leichter als Druckstäbe oder -stangen und können hohe Zugkräfte aufnehmen. Dies trägt maßgeblich zu einer Gewichtsersparnis bei.
  • Ein weiterer Vorteil dieses Tragschirms (7) liegt in seiner bevorzugt symmetrischen Auslegung. Ein Vakuum oder Unterdruck innerhalb einer Schale (3.1 - 3.n) verteilt sich konstant über die Oberfläche der entsprechenden Hülle (4.1 - 4.n). Die entstehenden luftdruckbedingten Kräfte werden somit auch gleichmäßig an das Lastabtragungssystem weitergeleitet. Bei einer seitensymmetrischen Auslegung des Tragschirms (7) wirkt vorzugsweise die gleiche Zugkraft auf jedes Tragseil (11). Dadurch lassen sich Biegemomente auf den Mast (10) reduzieren oder aufheben, wodurch geringere Materialstärken für den Mast (10) möglich werden und eine weitere Gewichtsersparnis erzielt wird.
  • Ein zusätzlicher Vorteil dieses Tragschirms (7) liegt darin, dass sich die Hüllen (4.1 - 4.n), der erste Hauptanker (12.1), Tragseile (11) und Spannseile (14) entlang der Längsrichtung des Masts (10) bewegen lassen. Dies ist möglich, da sich keine biegesteifen oder starren Elemente entlang der Längsrichtung des Masts (10) befinden. Mittels eines teleskopartig ein- und ausfahrbaren Masts (10) können diese Elemente, und somit der gesamte Auftriebskörper (2.1), ein- und ausziehbar, ein- und ausfaltbar oder zusammenlegbar ausgeführt werden, um das aerostatische Auftriebsgerät (1) platzsparender auf dem Boden zu parken oder verstauen. Der erste Hauptanker (12.1) kann sich dabei orthogonal oder nahezu orthogonal zu seiner flächigen Ebene bewegen, während Hüllen (4.1 - 4.n), Tragseile (11) und Spannseile (14) entsprechend biegsam oder faltbar ausgeführt werden.
  • Das Lastabtragungssystem nach Abschnitt [0026] umfasst ein doppelkegelförmiges Tragstativ (8), das die durch eine Evakuierung und Zufuhr des atmosphärischen Mediums (5.1 - 5.n) im Auftriebskörper (2.1) entstehenden Druck- und Zugkräfte vollständig aufnimmt. Das doppelkegelförmige Tragstativ (8) besteht aus einem ersten Hauptanker (12.1) und einem zweiten Hauptanker (12.2), die durch einen Abstand separiert und übereinander liegen, und zwischen denen nicht orthogonal, d.h. diagonal, zur flächigen Ebene des ersten Hauptankers (12.1) oder zweiten Hauptankers (12.2) biegesteife Stativstützen (16) liegen, die mit dem ersten Hauptanker (12.1) und dem zweiten Hauptanker (12.2) verbunden sind und sich im Auftriebskörper (2.1) befinden. Dabei sind die Stativstützen (16) in ihrer diagonalen Ausrichtung so verlegt, dass sie quer, insbesondere mittig, durch das umfasste Volumen des Auftriebskörpers (2.1) laufen, dabei diametral gegenüberliegende, d.h. um 180° versetzt liegende, Punkte auf dem ersten Hauptanker (12.1) und dem zweiten Hauptanker (12.2) miteinander verbinden, sich dabei entlang einer mittigen, orthogonal zum ersten Hauptanker (12.1) oder zweiten Hauptanker (12.2) liegenden Geraden kreuzen, und so den Umriss zweier gegenüberliegender Kegel bilden, die sich an ihren Spitzen treffen. Die Stativstützen (16) werden an ihrem Kreuzungspunkt von einem Halteelement (20), insbesondere einer Klammer oder Verschnürung, gehalten. Der erste Hauptanker (12.1) und der zweite Hauptanker (12.2) tragen an mindestens einer Seite seines Querschnittes mindestens drei Schalen (3.1 - 3.n) mit entsprechend mindestens drei Hüllen (4.1 - 4.n). Eine Hülle (4.1 - 4.n) ist dabei an jeweils einer Seite gas- oder luftdicht mit dem ersten Hauptanker (12.1) und dem zweiten Hauptanker (12.2) verbunden. Der Auftriebskörper (2.1) wird im Wesentlichen durch den ersten Hauptanker (12.1) auf der einen Seite und und den zweiten Hauptanker (12.2) auf der anderen Seite räumlich und konstruktiv begrenzt, definiert oder eingefasst. Die durch eine Evakuierung und Zufuhr von Volumen des atmosphärischen Mediums (5.1 - 5.n) im Auftriebskörper (2.1) entstehenden atmosphärisch oder aerostatisch bedingten Druck- und Zugkräfte werden von den Schalen (3.1 - 3.n) und entsprechenden Hüllen (4.1 - 4.n) an den ersten Hauptanker (12.1), den zweiten Hauptanker (12.2) und die Stativstützen (16) weitergeleitet und von diesen aufgenommen (3).
  • Das Lastabtragungssystem nach Abschnitt [0027] umfasst ein hyperboloides Tragstativ (9), das die durch eine Evakuierung und Zufuhr des atmosphärischen Mediums (5.1 - 5.n) im Auftriebskörper (2.1) entstehenden Druck- und Zugkräfte vollständig aufnimmt. Das hyperboloide Tragstativ (9) besteht aus einem ersten Hauptanker (12.1) und einem zweiten Hauptanker (12.2), die durch einen Abstand separiert und übereinander liegen, und zwischen denen nicht orthogonal, d.h. diagonal, zur flächigen Ebene des ersten Hauptankers (12.1) oder zweiten Hauptankers (12.2) biegesteife Stativstützen (16) liegen, die mit dem ersten Hauptanker (12.1) und dem zweiten Hauptanker (12.2) verbunden sind und sich im Auftriebskörper (2.1) befinden. Dabei sind die Stativstützen (16) in ihrer diagonalen Ausrichtung so verlegt, dass sie nicht quer, insbesondere nicht mittig, durch das umfasste Volumen des Auftriebskörpers (2.1) laufen, dabei nicht diametral gegenüberliegende, d.h. um weniger als 180° versetzt liegende, Punkte auf dem ersten Hauptanker (12.1) und dem zweiten Hauptanker (12.2) miteinander verbinden, dabei in mindestens zwei gegenläufigen oder entgegengesetzt laufenden Verlegerichtungen, mit entsprechenden Verlegewinkeln, verlegt sind, und so den Umriss eines Hyperboloids oder mindestens zweier Hyperboloide mit verschiedenen Krümmungen bilden. Mindestens zwei gegenläufige oder entgegengesetzt laufende Stativstützen (16) werden an ihrem Kreuzungspunkt von einem Halteelement (20), insbesondere einer Klammer oder Verschnürung, gehalten. Der erste Hauptanker (12.1) und der zweite Hauptanker (12.2) tragen an mindestens einer Seite seines Querschnittes mindestens drei Schalen (3.1 - 3.n) mit entsprechend mindestens drei Hüllen (4.1 - 4.n). Eine Hülle (4.1 - 4.n) ist dabei an jeweils einer Seite gas- oder luftdicht mit dem ersten Hauptanker (12.1) und dem zweiten Hauptanker (12.2) verbunden. Der Auftriebskörper (2.1) wird im Wesentlichen durch den ersten Hauptanker (12.1) auf der einen Seite und und den zweiten Hauptanker (12.2) auf der anderen Seite räumlich und konstruktiv begrenzt, definiert oder eingefasst. Die durch eine Evakuierung und Zufuhr von Volumen des atmosphärischen Mediums (5.1 - 5.n) im Auftriebskörper (2.1) entstehenden atmosphärisch oder aerostatisch bedingten Druck- und Zugkräfte werden von den Schalen (3.1 - 3.n) und entsprechenden Hüllen (4.1 - 4.n) an den ersten Hauptanker (12.1), den zweiten Hauptanker (12.2) und die Stativstützen (16) weitergeleitet und von diesen aufgenommen (4).
  • Der Vorteil des doppelkegelförmigen Tragstativs (8) und des hyperboloiden Tragstativs (9) liegt zum einen darin, dass es die entstehenden luftdruckbedingten Kräfte vollständig ableitet und aufnimmt. Das doppelkegelförmige Tragstativ (8) und das hyperboloide Tragstativ (9) bilden je ein baustatisch in sich ausgesteiftes und verankertes Tragwerk. Die in den Stativstützen (16) entstehenden Druck- und Zugkräfte sowie die Biegemomente werden vollständig vom ersten Hauptanker (12.1), zweiten Hauptanker (12.2) und den Stativstützen (16), durch entsprechende Biegesteifheit, Dimensionierung, Festigkeit und Materialeigenschaften, aufgenommen, ohne dass weitere oder externe Aussteifungen oder Verankerungen benötigt werden.
  • Darüber hinaus liegt der Vorteil des doppelkegelförmigen Tragstativs (8) und des hyperboloiden Tragstativs (9) darin, dass nicht jede Hülle (4.1 - 4.n) ein eigenes Tragwerk oder tragendes Rahmenwerk benötigt. Das doppelkegelförmige Tragstativ (8) und das hyperboloide Tragstativ (9) stellen je ein einzelnes, d.h. singuläres, Tragwerk dar, welches sämtliche Hüllen (4.1 - 4.n) trägt. Der erste Hauptanker (12.1) und der zweite Hauptanker (12.2) tragen dabei jeweils mindestens drei Hüllen (4.1 - 4.n). Dies wird durch entsprechende Auslegung, Biegesteifheit, Dimensionierung, Festigkeit und Materialeigenschaften des ersten Hauptankers (12.1), zweiten Hauptankers (12.2) und der Stativstützen (16) ermöglicht. Auf diese Weise wird ebenfalls eine Gewichtsersparnis erzielt.
  • Zum anderen liegt der Vorteil des doppelkegelförmigen Tragstativs (8) und des hyperboloiden Tragstativs (9) darin, dass ihre beschriebenen Auslegungen eine besonders gewichtssparende und gleichzeitig effektive Nutzung von Stabelementen in Form der Stativstützen (16) darstellt. Dadurch wird eine hohe baustatische Stabilität bei einer wahlweise geringen Anzahl von Stativstützen (16) oder bei geringeren Materialstärken der Stativstützen (16) erzielt.
  • Ein weiterer Vorteil des doppelkegelförmigen Tragstativs (8) und des hyperboloiden Tragstativs (9) liegt darin, dass der erste Hauptanker (12.1) und der zweite Hauptanker (12.2) relativ geringe Materialstärken haben können, und dies wiederum zu einem geringeren Gewicht beiträgt. Der erste Hauptanker (12.1) und der zweite Hauptanker (12.2) wirken baustatisch wie Klammern, die um die Enden der Stativstützen (16) laufen, wobei sie überwiegend Biegemomente aufnehmen, die durch die auf die Hüllen (4.1 - 4.n) einwirkenden luftdruckbedingten Kräfte entstehen. Dabei werden der erste Hauptanker (12.1) und zweite Hauptanker (12.2) von den Stativstützen (16) gestützt, die bevorzugt in regelmäßigen Abständen oder symmetrisch um diese ausgelegt sind. Durch die tragende Funktion der Stativstützen (16) reduzieren sich Biegemomente im ersten Hauptanker (12.1) und zweiten Hauptanker (12.2), wodurch diese geringere Materialstärken verwenden und somit gewichtssparender ausgeführt werden können.
  • Ein weiterer Vorteil des doppelkegelförmigen Tragstativs (8) und des hyperboloiden Tragstativs (9) liegt in ihrer bevorzugt symmetrischen Auslegung, die ebenfalls zu einer Gewichtsersparnis beiträgt. Ein Vakuum oder Unterdruck innerhalb einer Schale (3.1 - 3.n) verteilt sich konstant über die Oberfläche der entsprechenden Hülle (4.1 - 4.n). Die entstehenden luftdruckbedingten Kräfte werden somit auch gleichmäßig an das Lastabtragungssystem weitergeleitet. Bei einer seitensymmetrischen Auslegung des doppelkegelförmigen Tragstativs (8) und des hyperboloiden Tragstativs (9) wirken je Seite vorzugsweise die gleichen Druck- und Zugkräfte sowie Biegemomente auf den ersten Hauptanker (12.1), den zweiten Hauptanker (12.2) und die Stativstützen (16), wodurch sich bei der Weitergabe der luftdruckbedingten Kräfte eine konstante und gleichmäßige Kräfteableitung gewährleisten lässt, die zu hohe Kräftekonzentrationen an einzelnen Punkten vermeidet. Dies reduziert die auftretenden Kräfte und Biegemomente im ersten Hauptanker (12.1), zweiten Hauptanker (12.2) und in den Stativstützen (16), wodurch geringere Materialstärken und Querschnitte ermöglicht werden, die wiederum zu einer erheblichen Gewichtsersparnis führen.
  • Das Redundanzsystem nach Abschnitt [0028] besteht aus der Ergänzung des Auftriebskörpers (2.1) durch mindestens einen weiteren Auftriebskörper (2.2 - 2.n), wobei jeder weitere Auftriebskörper (2.2 - 2.n) mit dem ersten Auftriebskörper (2.1) gruppiert ist und unabhängig vom ersten Auftriebskörper (2.1) sowie voneinander funktioniert oder betrieben werden kann, so dass jeder Auftriebskörper (2.1 - 2.n) eine(n) funktional eigenständige(n) Abschnitt, Einheit, Kammer, Sektion bildet, wobei jeder weitere Auftriebskörper (2.2 - 2.n) ebenfalls aus ineinander liegenden, gas- oder luftdichten Schalen (3.1 - 3.n) in Form von folien- oder membranartigen Hüllen (4.1 - 4.n) besteht, in denen verschiedene Evakuierungsgrade, Vakuum- oder Unterdruckniveaus erzeugt werden, wodurch sämtliche Auftriebskörper (2.1 - 2.n) leichter als die Umgebungsatmosphäre werden und einen aerostatischen Auftrieb bewirken und regulieren können.
  • Dies dient der funktionalen Sicherheit durch die Erzeugung von Redundanz: Falls die erforderlichen Vakuumniveaus innerhalb eines oder mehrerer Auftriebskörper(s) (2.1 - 2.n) aufgrund des Ausfalls mindestens einer Hülle (4.1 - 4.n) nicht gewährleistet werden können, etwa in Folge eines Durchbruches, einer Perforation, eines Risses oder einer Undichtigkeit, kann der daraus resultierende Ausfall der/des entsprechenden Auftriebskörper(s) (2.1 - 2.n) auf diese/diesen beschränkt werden, ohne dass die Funktionsfähigkeit anderer Auftriebskörper (2.1 - 2.n) beeinträchtigt wird. Dies vermeidet, minimiert oder kontrolliert den aerostatischen Auftriebsverlust für das aerostatische Auftriebsgerät (1) und verbessert seine betriebliche Resilienz.
  • Das Funktionssystem nach Abschnitt [0029] umfasst in einem Aspekt ein Antriebssystem für das aerostatische Auftriebsgerät (1), wobei das Antriebssystem, welches sich wahlweise innerhalb einer Schale (3.1 - 3.n) befindet, und insbesondere ein Triebwerk oder einen Motor umfasst, über Stützelemente von einem Rumpf (15) aus dem Lastabtragungssystem gemäß Abschnitt [0024], [0025] oder [0026], und aus der bevorzugten Ausführungsform gemäß Abschnitt [0074], gestützt oder getragen wird.
  • Das Funktionssystem nach Abschnitt [0029] umfasst in einem weiteren Aspekt ein Antriebssystem für das aerostatische Auftriebsgerät (1), wobei das Antriebssystem, welches sich wahlweise innerhalb einer Schale (3.1 - 3.n) befindet, und insbesondere ein Triebwerk oder einen Motor umfasst, über Zugelemente vom ersten Hauptanker (12.1), zweiten Hauptanker (12.2) oder von einem Nebenanker (13) aus dem Lastabtragungssystem gemäß Abschnitt [0024], [0025] oder [0026] abgehängt oder abgespannt ist.
  • Ein Antriebssystem benötigt ein Tragwerk, welches einerseits die Platzierung innerhalb einer Schale (3.1 - 3.n) ermöglicht und andererseits eine ausreichende Festigkeit und Verankerung bietet. Dies wird in einem Aspekt durch einen Rumpf (15), der das Antriebssystem stützt oder trägt, und in einem anderen Aspekt durch eine Abhängung oder Abspannung von einem ersten Hauptanker (12.1), einem zweiten Hauptanker (12.2) oder einem Nebenanker (13), gewährleistet, wodurch die entstehenden Druck- und Zugkräfte effektiv abgeleitet werden, ohne die Funktionsfähigkeit der Schalen (3.1 - 3.n) zu beeinträchtigen.
  • BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden Fachleuten aus der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung offensichtlich werden, in der auf die beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen wird. Diese bevorzugten Ausführungsformen sind den Unteransprüchen entnehmbar.
  • In bevorzugten Ausführungsformen umfasst das Lastabtragungssystem nach Abschnitt [0025] einen Mast (10), der eines oder mehrere der folgenden Merkmale aufweist:
    • - dieser hat mindestens eine Durchführungsöffnung (25) für Schlauchleitungen (24);
    • - dieser besteht aus mindestens zwei einzelnen Masten (10);
    • - dieser hat eine vertikale Ausrichtung;
    • - dieser hat eine horizontale Ausrichtung;
    • - dieser hat eine geneigte Ausrichtung;
    • - dieser wird durch mindestens eine Abstützung, Aussteifung oder Verankerung ergänzt;
    • - dieser wird im aerostatischen Auftriebsgerät (1) in der Ausführungsform eines Luftschiffes durch mindestens ein Stagseil (22) oder ein Wantseil (23) ergänzt, das an einem Ende mit dem Mast (10) und am anderen Ende mit dem Rumpf (15) verbunden ist;
    • - dieser hat innen freie oder hohle Räume, die Funktionen, Elemente oder Bauteile des aerostatischen Auftriebsgerätes (1), insbesondere Schlauchleitungen (24), aufnehmen können.
  • In bevorzugten Ausführungsformen umfasst das Lastabtragungssystem nach Abschnitt [0025] ein Tragseil (11), das eines oder mehrere der folgenden Merkmale aufweist:
    • - dieses ist über ein Verteilerelement (21), welches am Mast (10) befestigt ist, mit dem Mast (10) verbunden (8);
    • - dieses ist über ein Verteilerelement (21), welches mittels weiterer Tragseile (11) vom Mast (10) abgehängt ist, mit dem Mast (10) verbunden (9);
    • - dieses ist unterspannt, wobei das Tragseil (11) den Obergurt und ein Zugband (17), welches vor oder hinter dem Tragseil (11) liegt, die Unterspannung bildet, und mindestens ein Pfosten (18) das Tragseil (11) mit dem Zugband (17) verbindet (10).
  • In bevorzugten Ausführungsformen umfasst das Lastabtragungssystem nach Abschnitt [0025] ein Verteilerelement (21), das eines oder mehrere der folgenden Merkmale aufweist:
    • - dieses bildet eine gas- oder luftdichte Verbindung mit dem Mast (10) und mindestens einer Hülle (4.1 - 4.n);
    • - dieses hat mindestens eine Durchführungsöffnung (25) für die Anbringung oder Durchführung einer Leitung, eines Schlauches oder eines Ventils.
  • In bevorzugten Ausführungsformen umfasst das Lastabtragungssystem nach Abschnitt [0025] einen ersten Hauptanker (12.1), der eines oder mehrere der folgenden Merkmale aufweist:
    • - dieser hat Druckausgleichsöffnungen in Form von Durchführungsöffnungen (25), Bohrungen, Kanälen, Lochungen oder Perforationen;
    • - dieser ist als Hohlrohr oder mit Hohlräumen ausgeführt;
    • - dieser trägt mindestens eine aerodynamische Auftriebs- oder Steuerfläche, insbesondere einen Flügel oder ein Leitwerk;
    • - dieser wird durch mindestens einen Nebenanker (13) ergänzt, welcher mittels Spannseilen (14) vom ersten Hauptanker (12.1) abgehängt oder abgespannt ist, dabei an mindestens einer Seite seines Querschnittes mindestens drei Schalen (3.1 - 3.n) mit entsprechend mindestens drei Hüllen (4.1 - 4.n) trägt und gas- oder luftdicht mit mindestens drei Hüllen (4.1 - 4.n) verbunden ist (5).
  • In bevorzugten Ausführungsformen umfasst das Lastabtragungssystem nach Abschnitt [0025] einen zweiten Hauptanker (12.2), der eines oder mehrere der folgenden Merkmale aufweist:
    • - dieser hat Druckausgleichsöffnungen in Form von Durchführungsöffnungen (25), Bohrungen, Kanälen, Lochungen oder Perforationen;
    • - dieser ist als Hohlrohr oder mit Hohlräumen ausgeführt;
    • - dieser trägt mindestens eine aerodynamische Auftriebs- oder Steuerfläche, insbesondere einen Flügel oder ein Leitwerk;
    • - dieser wird durch mindestens einen Nebenanker (13) ergänzt, welcher mittels Spannseilen (14) vom zweiten Hauptanker (12.2) abgehängt oder abgespannt ist, dabei an mindestens einer Seite seines Querschnittes mindestens drei Schalen (3.1 - 3.n) mit entsprechend mindestens drei Hüllen (4.1 - 4.n) trägt und gas- oder luftdicht mit mindestens drei Hüllen (4.1 - 4.n) verbunden ist (5).
  • In bevorzugten Ausführungsformen umfasst das Lastabtragungssystem nach Abschnitt [0025] einen Nebenanker (13), der eines oder mehrere der folgenden Merkmale aufweist:
    • - dieser hat Druckausgleichsöffnungen in Form von Durchführungsöffnungen (25), Bohrungen, Kanälen, Lochungen oder Perforationen;
    • - dieser ist als Hohlrohr oder mit Hohlräumen ausgeführt;
    • - dieser trägt mindestens eine aerodynamische Auftriebs- oder Steuerfläche, insbesondere einen Flügel oder ein Leitwerk.
  • In bevorzugten Ausführungsformen umfasst das Lastabtragungssystem nach Abschnitt [0025] eine Hülle (4.1 - 4.n), die eines oder mehrere der folgenden Merkmale aufweist:
    • - diese ist an mindestens einer Seite gas- oder luftdicht am ersten Hauptanker (12.1) befestigt;
    • - diese ist an mindestens einer Seite gas- oder luftdicht am zweiten Hauptanker (12.2) befestigt;
    • - diese ist an mindestens einer Seite gas- oder luftdicht an einem Nebenanker (13) befestigt;
    • - diese ist an mindestens einer Seite vom ersten Hauptanker (12.1) mittels Spannseilen (14) abgehängt oder abgespannt;
    • - diese ist an mindestens einer Seite vom zweiten Hauptanker (12.2) mittels Spannseilen (14) abgehängt oder abgespannt;
    • - diese ist an mindestens einer Seite von einem Nebenanker (13) mittels Spannseilen (14) abgehängt oder abgespannt;
    • - diese ist gespannt, vorgespannt, gestrafft oder nicht flatternd am ersten Hauptanker (12.1) oder zweiten Hauptanker (12.2) befestigt;
    • - diese ist ungespannt, ungestrafft oder flatternd am ersten Hauptanker (12.1) oder zweiten Hauptanker (12.2) befestigt;
    • - diese hat zur nächstgelegenen oder benachbarten Hülle (4.1 - 4.n) einen gleich bleibenden Abstand;
    • - diese hat zur nächstgelegenen oder benachbarten Hülle (4.1 - 4.n) einen variierenden Abstand;
    • - diese liegt auf einem Tragseil (11) oder Spannseil (14) auf.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform, je nach der Form des aerostatischen Auftriebsgerätes (1), umfasst das Lastabtragungssystem nach Abschnitt [0025] einen ersten Hauptanker (12.1), einen zweiten Hauptanker (12.2) oder einen Nebenanker (13), die den/die gleiche(n) Durchmesser, Größe, Querschnitt oder Umfang haben.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform, je nach der Form des aerostatischen Auftriebsgerätes (1), umfasst das Lastabtragungssystem nach Abschnitt [0025] einen ersten Hauptanker (12.1), einen zweiten Hauptanker (12.2) oder einen Nebenanker (13), die eine(n) unterschiedliche(n) Durchmesser, Größe, Querschnitt oder Umfang haben.
  • In bevorzugten Ausführungsformen umfasst das Lastabtragungssystem nach Abschnitt [0025] Spannseile (14), die eines oder mehrere der folgenden Merkmale aufweisen:
    • - diese liegen nicht orthogonal, d.h. diagonal, zur flächigen Ebene des ersten Hauptankers (12.1), zweiten Hauptankers (12.2) oder eines Nebenankers (13), wobei sie zwei diagonal gegenläufige oder entgegengesetzt laufende Spannrichtungen haben und dabei den Umriss eines Hyperboloids bilden ( 11);
    • - diese liegen nicht orthogonal, d.h. diagonal, zur flächigen Ebene des ersten Hauptankers (12.1), zweiten Hauptankers (12.2) oder eines Nebenankers (13), wobei sie mindestens vier diagonal gegenläufige oder entgegengesetzt laufende Spannrichtungen haben und dabei die Umrisse mindestens zweier Hyperboloide mit verschiedenen Krümmungen bilden (12).
  • In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Lastabtragungssystem nach Abschnitt [0025] ein Spannseil (14), das unterspannt ist, wobei das Spannseil (14) den Obergurt und ein Zugband (17), welches vor oder hinter dem Spannseil (14) liegt, die Unterspannung bildet, und mindestens ein Pfosten (18) das Spannseil (14) mit dem Zugband (17) verbindet (13).
  • In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Lastabtragungssystem nach Abschnitt [0025] ein Spannseil (14) und ein Zugband (17), welche an einem Ende am ersten Hauptanker (12.1) oder an einem Nebenanker (13) und am anderen Ende am zweiten Hauptanker (12.2) oder an einem Nebenanker (13) befestigt sind (13).
  • In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Lastabtragungssystem nach Abschnitt [0025] einen Pfosten (18), der mit mindestens einer Hülle (4.1 - 4.n) verbunden ist, wobei der Pfosten (18) durch die Hülle (4.1 - 4.n) hindurchführt und dabei eine gas- oder luftdichte Verbindung mit der Hülle (4.1 - 4.n) bildet (14).
  • In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Lastabtragungssystem nach Abschnitt [0025] einen Pfosten (18), der mit mindestens einer Hülle (4.1 - 4.n) verbunden ist, wobei die Hülle (4.1 - 4.n) durch den Pfosten (18) hindurchführt, der sich durch die Durchführung der Hülle (4.1 - 4.n) in mindestens zwei Teile teilt, die mit entsprechenden Hüllenseiten verbunden sind (15).
  • In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Lastabtragungssystem nach Abschnitt [0027] eine Hülle (4.1 - 4.n), die auf mindestens einer Stativstütze (16) aufliegt.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Lastabtragungssystem nach Abschnitt [0026] oder [0027] Spannseile (14), die den ersten Hauptanker (12.1) und den zweiten Hauptanker (12.2) miteinander verbinden.
  • In bevorzugten Ausführungsformen umfasst das Lastabtragungssystem nach Abschnitt [0026] oder [0027] Spannseile (14), die eines oder mehrere der folgenden Merkmale aufweisen:
    • - diese liegen nicht orthogonal, d.h. diagonal, zur flächigen Ebene des ersten Hauptankers (12.1) oder des zweiten Hauptankers (12.2), wobei sie zwei diagonal gegenläufige oder entgegengesetzt laufende Spannrichtungen haben und dabei den Umriss eines Hyperboloids bilden (16a und 16b);
    • - diese liegen nicht orthogonal, d.h. diagonal, zur flächigen Ebene des ersten Hauptankers (12.1) oder des zweiten Hauptankers (12.2), wobei sie mindestens vier diagonal gegenläufige oder entgegengesetzt laufende Spannrichtungen haben und dabei die Umrisse mindestens zweier Hyperboloide mit verschiedenen Krümmungen bilden (17a und 17b).
  • In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Lastabtragungssystem nach Abschnitt [0026] oder [0027] ein Spannseil (14), das unterspannt ist, wobei das Spannseil (14) den Obergurt und ein Zugband (17), welches vor oder hinter dem Spannseil (14) liegt, die Unterspannung bildet, und mindestens ein Pfosten (18) das Spannseil (14) mit dem Zugband (17) verbindet, wobei das Spannseil (14) sowie das Zugband (17) an einem Ende am ersten Hauptanker (12.1) und am anderen Ende am zweiten Hauptanker (12.2) befestigt sind (18a und 18b).
  • In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Lastabtragungssystem nach Abschnitt [0026] oder [0027] einen Pfosten (18), der mit mindestens einer Hülle (4.1 - 4.n) verbunden ist, wobei der Pfosten (18) durch die Hülle (4.1 - 4.n) hindurchführt und dabei eine gas- oder luftdichte Verbindung mit der Hülle (4.1 - 4.n) bildet (19a und 19b).
  • In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Lastabtragungssystem nach Abschnitt [0026] oder [0027] einen Pfosten (18), der mit mindestens einer Hülle (4.1 - 4.n) verbunden ist, wobei die Hülle (4.1 - 4.n) durch den Pfosten (18) hindurchführt, der sich durch die Durchführung der Hülle (4.1 - 4.n) in mindestens zwei Teile teilt, die eine Verbindung mit je einer Hüllenseite bilden (20a und 20b).
  • In bevorzugten Ausführungsformen umfasst das Lastabtragungssystem nach Abschnitt [0026] oder [0027] einen ersten Hauptanker (12.1), der eines oder mehrere der folgenden Merkmale aufweist:
    • - dieser hat Druckausgleichsöffnungen in Form von Durchführungsöffnungen (25), Bohrungen, Kanälen, Lochungen oder Perforationen;
    • - dieser ist als Hohlrohr oder mit Hohlräumen ausgeführt;
    • - dieser trägt mindestens eine aerodynamische Auftriebs- oder Steuerfläche, insbesondere einen Flügel oder ein Leitwerk.
  • In bevorzugten Ausführungsformen umfasst das Lastabtragungssystem nach Abschnitt [0026] oder [0027] einen zweiten Hauptanker (12.2), der eines oder mehrere der folgenden Merkmale aufweist:
    • - dieser hat Druckausgleichsöffnungen in Form von Durchführungsöffnungen (25), Bohrungen, Kanälen, Lochungen oder Perforationen;
    • - dieser ist als Hohlrohr oder mit Hohlräumen ausgeführt;
    • - dieser trägt mindestens eine aerodynamische Auftriebs- oder Steuerfläche, insbesondere einen Flügel oder ein Leitwerk.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Lastabtragungssystem nach Abschnitt [0026] oder [0027] einen zweiten Hauptanker (12.2), der auf einem Rumpf (15) aufliegt und an diesem befestigt ist, wobei der Rumpf (15) Druck- oder Zugkräfte vom Auftriebskörper (2.1) aufnimmt und sich unterhalb oder an der unteren Seite des Auftriebskörpers (2.1) befindet, wodurch sich der Schwerpunkt des aerostatischen Auftriebsgerätes (1) absenkt oder nach unten verschiebt (21a und 21b).
  • In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Lastabtragungssystem nach Abschnitt [0025], [0026] oder [0027], je nach der Form des aerostatischen Auftriebsgerätes (1), ein Tragseil (11), Spannseil (14), Stagseil (22), Wantseil (23) oder Zugband (17), das aus einer Naturfaser, d.h. tierischen, pflanzlichen oder mineralischen Faser, besteht, insbesondere Bambus, Baumwolle, Flachs, Hanf, Jute, Seide, einschließlich naturfaserverstärkten Verbundwerkstoffen.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Lastabtragungssystem nach Abschnitt [0025], [0026] oder [0027], je nach der Form des aerostatischen Auftriebsgerätes (1), ein Tragseil (11), Spannseil (14), Stagseil (22), Wantseil (23) oder Zugband (17), das aus einer Kunst- oder Chemiefaser, d.h. einer Faser aus natürlichen Polymeren, synthetischen Polymeren oder anorganischen Stoffen, besteht, insbesondere Aramid, Fasern auf der Basis von Polyethylen mit ultrahoher Molekülmasse, Kohlestofffasern, Metalle und Metalllegierungen.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Lastabtragungssystem nach Abschnitt [0025], [0026] oder [0027] eine äußerste Schale (3.n), die mit der entsprechenden äußersten Hülle (4.n) eines Auftriebskörpers (2.1), eine vor äußeren atmosphärischen, umweltbezogenen oder wetterbedingten Einflüssen schützende Außenschale mit entsprechender Außenhülle bildet.
  • In bevorzugten Ausführungsformen umfasst das Lastabtragungssystem nach Abschnitt [0025], [0026] oder [0027] einen Rumpf (15), der eines oder mehrere der folgenden Merkmale aufweist:
    • - dieser trägt aerodynamische Auftriebs- oder Steuerflächen, insbesondere mindestens einen Flügel oder ein Leitwerk;
    • - dieser ragt oder steht an mindestens einer Seite über den Umriss der äußersten Schale (3.n) und entsprechend der äußersten Hülle (4.n) des Auftriebskörpers (2.1) hervor;
    • - dieser bildet an mindestens einer Seite einen aerodynamisch wirksamen oder geometrisch gegenseitig angepassten Übergang mit der äußersten Schale (3.n) und entsprechend mit der äußersten Hülle (4.n) des Auftriebskörpers (2.1);
    • - dieser hat mindestens eine synklastische oder antiklastische Krümmung an seiner Oberfläche;
    • - dieser variiert in seiner Breite oder Höhe, und hat dabei schmalere und breitere Stellen oder Abschnitte, mit abgerundeten oder fließenden Übergängen zwischen ihnen;
    • - dieser liegt zu mindestens einem Teil innerhalb des Auftriebskörpers (2.1);
    • - dieser ist als Druckkabine ausgeführt;
    • - dieser weist eine Nutzlastkabine auf, welche über eine Hecktür, bevorzugt über eine Heckklappe, be- und entladen wird;
    • - dieser weist ein Cockpit auf, welches sich räumlich an eine Nutzlastkabine anschließt, räumlich mit dieser verbunden ist und vor dieser liegt.
  • In bevorzugten Ausführungsformen umfasst das Lastabtragungssystem nach Abschnitt [0025], [0026] oder [0027] einen Mast (10), einen ersten Hauptanker (12.1), einen zweiten Hauptanker (12.2), einen Nebenanker (13), einen Rumpf (15), ein Verteilerelement (21), einen Pfosten (18) oder ein aerodynamisches flugsteuerungstechnisches Element, insbesondere einen Flügel, ein Leitwerk oder eine Steuerfläche, das/der/die eines oder mehrere der folgenden Merkmale aufweist:
    • - diese/dieser/dieses besteht aus einer Naturfaser, d.h. tierischen, pflanzlichen oder mineralischen Faser, insbesondere aus Bambus, Holz, Holzwerkstoffen, Papier, Pappe, einschließlich naturfaserverstärkten Verbundwerkstoffen;
    • - diese/dieser/dieses besteht aus einer Kunst- oder Chemiefaser, d.h. einer Faser aus natürlichen Polymeren, synthetischen Polymeren oder anorganischen Stoffen, insbesondere aus Aluminium-Lithium-Legierungen, Aramid, Fasern auf der Basis von Polyethylen mit ultrahoher Molekülmasse, Kohlestofffasern sowie Verbundwerkstoffen mit Kohlestofffasern.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Redundanzsystem nach Abschnitt [0028] mindestens eine Hülle (4.1 - 4.n), die durch querverbindungsartige Hüllensegmente, insbesondere Hüllenquerflächen (19), gas- oder luftdicht mit der nächstgelegenen oder benachbarten Hülle (4.1 - 4.n) verbunden ist, wobei die Hüllenquerflächen (19) horizontal, vertikal oder diagonal ausgerichtet sein können, und so ausgelegt sind, dass der Raum oder das Volumen zwischen den nebeneinanderliegenden oder benachbarten Hüllen (4.1 - 4.n) in mindestens zwei Abteilungen oder Fächer eingeteilt wird und dabei die Hüllenquerflächen (19) Druck- oder Zugkräfte aufnehmen (22).
  • In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Redundanzsystem nach Abschnitt [0028] ein Lastabtragungssystem nach Abschnitt [0025], wobei das Lastabtragungssystem, insbesondere der Tragschirm (7), mehr als einen Auftriebskörper (2.1 - 2.n) trägt, und jeder Auftriebskörper (2.1 - 2.n) durch den ersten Hauptanker (12.1), zweiten Hauptanker (12.2), einen Nebenanker (13) oder ein Verteilerelement (21) räumlich und konstruktiv begrenzt, definiert oder eingefasst wird (5).
  • In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Redundanzsystem nach Abschnitt [0028] ein Lastabtragungssystem nach Abschnitt [0026], wobei der Auftriebskörper (2.1) durch mindestens einen weiteren Auftriebskörper (2.2 - 2.n) mit je einem doppelkegelförmigen Tragstativ (8) ergänzt wird, und dabei jeder Auftriebskörper (2.1 - 2.n) durch seinen ersten Hauptanker (12.1) und zweiten Hauptanker (12.2) räumlich und konstruktiv begrenzt, definiert oder eingefasst wird (6).
  • In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Redundanzsystem nach Abschnitt [0028] ein Lastabtragungssystem nach Abschnitt [0027], wobei der Auftriebskörper (2.1) durch mindestens einen weiteren Auftriebskörper (2.2 - 2.n) mit je einem hyberboloiden Tragstativ (9) ergänzt wird, und dabei jeder Auftriebskörper (2.1 - 2.n) durch seinen ersten Hauptanker (12.1) und zweiten Hauptanker (12.2) räumlich und konstruktiv begrenzt, definiert oder eingefasst wird (7).
  • In bevorzugten Ausführungsformen umfasst das Redundanzsystem nach Abschnitt [0028], ein Lastabtragungssystem in einer bevorzugten Ausführungsform nach einem oder mehreren der vorigen Abschnitte.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Redundanzsystem nach Abschnitt [0028] ein Lastabtragungssystem nach Abschnitt [0025], [0026] oder [0027], wobei der erste Hauptanker (12.1), zweite Hauptanker (12.2) oder ein Nebenanker (13) Druckausgleichsöffnungen in Form von Durchführungsöffnungen (25), Bohrungen, Kanälen, Lochungen oder Perforationen hat.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Redundanzsystem nach Abschnitt [0028] ein Lastabtragungssystem nach Abschnitt [0025], [0026] oder [0027], wobei der erste Hauptanker (12.1), zweite Hauptanker (12.2) oder ein Nebenanker (13) mindestens eine Druckausgleichsöffnung hat, die ein Ventil zur Steuerung oder Unterbindung des atmosphärischen Mediumsflusses hat.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Redundanzsystem nach Abschnitt [0028] ein Lastabtragungssystem nach Abschnitt [0025], wobei mindestens zwei gruppierte und voneinander unabhängig funktionierende oder betreibbare Auftriebskörper (2.1 - 2.n), zum Zwecke des Verstauens oder Platzsparens auf dem Boden, zusammenhängend ein- und ausziehbar, ein- und ausfaltbar oder zusammenlegbar sind, indem der Mast (10) teleskopartig ein- und ausgefahren wird, wodurch sich die mit dem Mast (10) verbundenen Auftriebskörper (2.1 - 2.n), gemeinsam mit dem ersten Hauptanker (12.1) oder einem Nebenanker (13), entsprechenden Schalen (3.1 - 3.n) und ihren Hüllen (4.1 - 4.n) sowie mit entsprechenden Tragseilen (11) oder Spannseilen (14) heben und senken, ein- und ausfalten oder auf- und einziehen lassen, wobei die Hüllen (4.1 - 4.n), Tragseile (11) oder Spannseile (14) entsprechend biegsam oder faltbar ausgeführt sind.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Redundanzsystem nach Abschnitt [0028] äußerste Hüllen (4.n) der Auftriebskörper (2.1 - 2.n), die an mindestens einer Seite, insbesondere der Vorderseite, des aerostatischen Auftriebsgerätes (1), aus einem biegesteiferen, dickeren, reißfesteren, stärkeren oder strapazierfähigeren Material als an den übrigen Seiten bestehen.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Redundanzsystem nach Abschnitt [0028] mindestens eine aerodynamische Auftriebs- oder Steuerfläche, insbesondere einen Flügel oder ein Leitwerk, zur Auftriebsergänzung und Flugsteuerung, welche von einem ersten Hauptanker, einem zweiten Hauptanker, einem Nebenanker oder einem Rumpf aus dem Lastabtragungssystem gemäß Abschnitt [0025], [0026] oder [0027] und aus der bevorzugten Ausführungsform gemäß Abschnitt [0076] getragen oder gestützt wird.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Redundanzsystem nach Abschnitt [0028] ein Fallschirmsystem als Gesamtrettungssystem, welches Teil des Tragschirms (7) aus dem Lastabtragungssystem gemäß Abschnitt [0025] ist, und sich innerhalb des Masts (10) befindet, dabei an dem Mast (10) befestigt oder verankert ist, wodurch bei einem Einsatz des Fallschirmsystems, mindestens ein Fallschirm aus einer Öffnung an einem Ende des Masts (10) in die Umgebungsatmosphäre heraustritt und sich anschließend öffnet.
  • Somit kann das Fallschirmsystem tragwerkstechnisch wirksam und platzsparend in den bevorzugt hohlen Räumen des Mastes (10) befestigt oder verankert werden kann. Da der Mast (10) eine bevorzugt vertikale Ausrichtung hat und vorzugsweise durch den Schwerpunkt des aerostatischen Auftriebsgerätes (1) führt, entfaltet ein aus dem Mast (10) austretender Fallschirm eine ausgewogene Tragkraft.
  • In bevorzugten Ausführungsformen umfasst das Redundanzsystem nach Abschnitt [0028] ein Evakuierungs- und Zufuhrsystem (6), das eines oder mehrere der folgenden Merkmale aufweist:
    • - dieses wird durch elektrischen Strom betrieben;
    • - dieses wird durch einen Brennstoff betrieben;
    • - dieses wird durch regenerative Energiequellen betrieben;
    • - dieses wird durch elektrischen Strom betrieben, der aus Photovoltaik, d.h. Solarzellen, oder aus Solarthermie gewonnen wird;
    • - dieses wird durch elektrischen Strom betrieben, der aus Photovoltaik, d.h. Solarzellen, gewonnen wird, wobei sich die Solarzellen an Bord des aerostatischen Auftriebsgerätes (1) befinden;
    • - dieses verwendet für das Einlassen der Volumen des atmosphärischen Mediums (5.1 - 5.n) in die Schalen (3.1 - 3.n) den Ansaugdruck oder Sog eines zuvor in den Schalen (3.1 - 3.n) erzeugten Vakuums oder Unterdrucks.
  • Die mögliche Nutzung verschiedener Energiequellen für das Evakuierungs- und Zufuhrsystem (6) wie auch die Nutzung des Ansaugdruckes oder Soges eines zuvor in den Schalen (3.1 - 3.n) erzeugten Vakuums oder Unterdrucks, wodurch eine mechanische Mediumszufuhr minimiert oder unnötig wird, erhöht die betriebliche Resilienz des aerostatischen Auftriebsgerätes (1).
  • In bevorzugten Ausführungsformen umfasst das Funktionssystem nach Abschnitt [0029] eine äußere Erscheinung oder Form aller Auftriebskörper (2.1 - 2.n) in ihrer kumulativen Gesamtheit, maßgeblich durch die äußersten Hüllen (4.n) der Auftriebskörper (2.1 - 2.n) bestimmt, die eines oder mehrere der folgenden Merkmale aufweist:
    • - diese erzeugt einen aerodynamischen Auftrieb während des Fluges des aerostatischen Auftriebsgerätes (1);
    • - diese hat mindestens eine synklastische oder antiklastische Krümmung an der Oberfläche der äußersten Hüllen (4.n) der Auftriebskörper (2.1 - 2.n);
    • - diese hat in der Frontansicht des aerostatischen Auftriebsgerätes (1) einen kreisförmigen, ellipsenförmigen, halbkreisförmigen, halbellipsenförmigen, spitzbogenförmigen, parabelförmigen, tropfenförmigen, eiförmigen, rechteckigen, trapezförmigen, rautenförmigen oder gleichdickförmigen Umriss;
    • - diese hat in der Seitenansicht des aerostatischen Auftriebsgerätes (1) einen kreisförmigen, ellipsenförmigen, halbkreisförmigen, halbellipsenförmigen, spitzbogenförmigen, parabelförmigen, tropfenförmigen, eiförmigen, rechteckigen, trapezförmigen, rautenförmigen oder gleichdickförmigen Umriss, wobei eine Symmetrieachse des Umrisses, und damit der Umriss selbst, vertikal ausgerichtet, nach vorne oder nach hinten geneigt ist;
    • - diese hat in der Front- oder Seitenansicht des aerostatischen Auftriebsgerätes (1) einen rechteckigen, trapezförmigen, rautenförmigen oder gleichdickförmigen Umriss, welcher an mindestens einer Ecke oder Kante abgerundet ist.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Funktionssystem nach Abschnitt [0029] eine Atmosphäre, in dem sich das aerostatische Auftriebsgerät (1) befindet, welche die Atmosphäre eines Planeten, insbesondere der Erde, des Mars und der Venus, ist, und dass die Volumen des atmosphärischen Mediums (5.1 - 5.n) aus der jeweiligen Atmosphäre oder dem jeweiligen atmosphärischen Medium, in dem sich das aerostatische Auftriebsgerät (1) befindet, bestehen oder bezogen werden.
  • In bevorzugten Ausführungsformen umfasst das Funktionssystem nach Abschnitt [0029] ein Lastabtragungssystem nach einem oder mehreren der vorigen Abschnitte.
  • In bevorzugten Ausführungsformen umfasst das Funktionssystem nach Abschnitt [0029] ein Redundanzsystem nach einem oder mehreren der vorigen Abschnitte.
  • Figurenliste
  • Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert und beschrieben. Die Zeichnungen sind exemplarische und schematische Darstellungen.
    • 1 zeigt einen Vertikalschnitt des erfindungsgemäßen Lastabtragungssystems mit einem Tragschirm (7) für das aerostatische Auftriebsgerät (1) in der Ausführungsform eines rotationssymmetrischen Fesselballons oder Freiballons.
    • 2 zeigt einen Vertikalschnitt des erfindungsgemäßen Lastabtragungssystems mit einem Tragschirm (7) für das aerostatische Auftriebsgerät (1) in der Ausführungsform eines rotationssymmetrischen Luftschiffes mit einem Rumpf (15).
    • 3 zeigt einen Vertikalschnitt des erfindungsgemäßen Lastabtragungssystems mit einem doppelkegelförmigen Tragstativ (8) für das aerostatische Auftriebsgerät (1) in der Ausführungsform eines rotationssymmetrischen Fesselballons oder Freiballons.
    • 4 zeigt einen Vertikalschnitt des erfindungsgemäßen Lastabtragungssystems mit einem hyperboloiden Tragstativ (9) für das aerostatische Auftriebsgerät (1) in der Ausführungsform eines rotationssymmetrischen Fesselballons oder Freiballons.
    • 5 zeigt einen Vertikalschnitt des erfindungsgemäßen Redundanzsystems für das aerostatische Auftriebsgerät (1) mit vier gruppierten, redundanzerzeugenden Auftriebskörpern (2.1 - 2.4) und dem erfindungsgemäßen Lastabtragungssystem in Form eines Tragschirms (7), mit einem ersten Hauptanker (12.1), einem zweiten Hauptanker (12.2), einem Nebenanker (13), Spannseilen (14) und Schalen (3.1 - 3.3) mit entsprechenden Hüllen (4.1 - 4.3).
    • 6 zeigt einen Vertikalschnitt des erfindungsgemäßen Redundanzsystems für das aerostatische Auftriebsgerät (1) mit sechs gruppierten, redundanzerzeugenden Auftriebskörpern (2.1 - 2.6) und je einem erfindungsgemäßen Lastabtragungssystems mit einem doppelkegelförmigen Tragstativ (8).
    • 7 zeigt einen Vertikalschnitt des erfindungsgemäßen Redundanzsystems für das aerostatische Auftriebsgerät (1) mit sechs gruppierten, redundanzerzeugenden Auftriebskörpern (2.1 - 2.6) und je einem erfindungsgemäßen Lastabtragungssystems mit einem hyperboloiden Tragstativ (9).
    • 8 zeigt einen Ausschnitt des erfindungsgemäßen Lastabtragungssystems mit einem Tragschirm (7) im Vertikalschnitt, wobei die Tragseile (11) über ein Verteilerelement (21), welches am Mast (10) befestigt ist, mit dem Mast (10) verbunden sind.
    • 9 zeigt einen einen Ausschnitt des erfindungsgemäßen Lastabtragungssystems mit einem Tragschirm (7) im Vertikalschnitt, wobei die Tragseile (11) über ein Verteilerelement (21), welches mittels weiterer Tragseile (11) vom Mast (10) abgehängt ist, mit dem Mast (10) verbunden sind.
    • 10 zeigt einen Ausschnitt des erfindungsgemäßen Lastabtragungssystems mit einem Tragschirm (7) im Vertikalschnitt und einem unterspannten Tragseil (11).
    • 11 zeigt einen Vertikalschnitt des erfindungsgemäßen Lastabtragungssystems für das aerostatische Auftriebsgerät (1) mit einem Tragschirm (7) und Spannseilen (14), die diagonal zur flächigen Ebene des ersten Hauptankers (12.1) und zweiten Hauptankers (12.2) liegen, wobei die Spannseile (14) zwei diagonal gegenläufige oder entgegengesetzt laufende Spannrichtungen haben und dabei den Umriss eines Hyperboloids bilden.
    • 12 zeigt einen Vertikalschnitt des erfindungsgemäßen Lastabtragungssystems für das aerostatische Auftriebsgerät (1) mit einem Tragschirm (7) und Spannseilen (14), die diagonal zur flächigen Ebene des ersten Hauptankers (12.1) und zweiten Hauptankers (12.2) liegen, wobei die Spannseile (14) vier diagonal gegenläufige oder entgegengesetzt laufende Spannrichtungen haben und dabei die Umrisse zweier Hyperboloide mit verschiedenen Krümmungen bilden.
    • 13 zeigt einen Vertikalschnitt des erfindungsgemäßen Lastabtragungssystems für das aerostatische Auftriebsgerät (1) mit einem Tragschirm (7) und zwei unterspannten Spannseilen (14).
    • 14a zeigt einen Vertikalschnitt des erfindungsgemäßen Lastabtragungssystems für das aerostatische Auftriebsgerät (1) mit einem Tragschirm (7) und zwei unterspannten Spannseilen (14), wobei die Pfosten (18) durch die jeweiligen Hüllen (4.1 - 4.3) hindurchführen und dabei eine gas- oder luftdichte Verbindung mit diesen bilden. Vergrößerte Ausschnitte davon sind in Vertikalschnitten dargestellt.
    • 15a zeigt einen Vertikalschnitt des erfindungsgemäßen Lastabtragungssystems für das aerostatische Auftriebsgerät (1) mit einem Tragschirm (7) und zwei unterspannten Spannseilen (14), wobei die Hüllen (4.1 - 4.3) durch die jeweiligen Pfosten (18) hindurchführen, die sich durch die Durchführung der Hüllen (4.1 - 4.3) in jeweils mindestens vier Teile teilen, die mit entsprechenden Hüllenseiten verbunden sind. Vergrößerte Ausschnitte davon sind in Vertikalschnitten dargestellt.
    • 16a zeigt einen Vertikalschnitt des erfindungsgemäßen Lastabtragungssystems für das aerostatische Auftriebsgerät (1) mit einem doppelkegelförmigen Tragstativ (8) und Spannseilen (14), die diagonal zur flächigen Ebene des ersten Hauptankers (12.1) und zweiten Hauptankers (12.2) liegen, wobei die Spannseile (14) zwei diagonal gegenläufige oder entgegengesetzt laufende Spannrichtungen haben und dabei den Umriss eines Hyperboloids bilden. Eine Einzelteildarstellung davon ist abgebildet.
    • 16b zeigt einen Vertikalschnitt des erfindungsgemäßen Lastabtragungssystems für das aerostatische Auftriebsgerät (1) mit einem hyperboloiden Tragstativ (9) und Spannseilen (14), die diagonal zur flächigen Ebene des ersten Hauptankers (12.1) und zweiten Hauptankers (12.2) liegen, wobei die Spannseile (14) zwei diagonal gegenläufige oder entgegengesetzt laufende Spannrichtungen haben und dabei den Umriss eines Hyperboloids bilden. Eine Einzelteildarstellung davon ist abgebildet.
    • 17a zeigt einen Vertikalschnitt des erfindungsgemäßen Lastabtragungssystems für das aerostatische Auftriebsgerät (1) mit einem doppelkegelförmigen Tragstativ (8) und Spannseilen (14), die diagonal zur flächigen Ebene des ersten Hauptankers (12.1) und zweiten Hauptankers (12.2) liegen, wobei die Spannseile (14) vier diagonal gegenläufige oder entgegengesetzt laufende Spannrichtungen haben und dabei die Umrisse zweier Hyperboloide mit verschiedenen Krümmungen bilden. Eine Einzelteildarstellung davon ist abgebildet.
    • 17b zeigt einen Vertikalschnitt des erfindungsgemäßen Lastabtragungssystems für das aerostatische Auftriebsgerät (1) mit einem hyperboloiden Tragstativ (9) und Spannseilen (14), die diagonal zur flächigen Ebene des ersten Hauptankers (12.1) und zweiten Hauptankers (12.2) liegen, wobei die Spannseile (14) vier diagonal gegenläufige oder entgegengesetzt laufende Spannrichtungen haben und dabei die Umrisse zweier Hyperboloide mit verschiedenen Krümmungen bilden. Eine Einzelteildarstellung davon ist abgebildet.
    • 18a zeigt einen Vertikalschnitt des erfindungsgemäßen Lastabtragungssystems für das aerostatische Auftriebsgerät (1) mit einem doppelkegelförmigen Tragstativ (8) und drei unterspannten Spannseilen (14).
    • 18b zeigt einen Vertikalschnitt des erfindungsgemäßen Lastabtragungssystems für das aerostatische Auftriebsgerät (1) mit einem hyperboloiden Tragstativ (9) und drei unterspannten Spannseilen (14).
    • 19a zeigt einen Vertikalschnitt des erfindungsgemäßen Lastabtragungssystems für das aerostatische Auftriebsgerät (1) mit einem doppelkegelförmigen Tragstativ (8) und drei unterspannten Spannseilen (14), wobei die Pfosten (18) durch die jeweiligen Hüllen (4.1 - 4.3) hindurchführen und dabei eine gas- oder luftdichte Verbindung mit diesen bilden. Vergrößerte Ausschnitte davon sind in Vertikalschnitten dargestellt.
    • 19b zeigt einen Vertikalschnitt des erfindungsgemäßen Lastabtragungssystems für das aerostatische Auftriebsgerät (1) mit einem hyperboloiden Tragstativ (9) und drei unterspannten Spannseilen (14), wobei die Pfosten (18) durch die jeweiligen Hüllen (4.1 - 4.3) hindurchführen und dabei eine gas- oder luftdichte Verbindung mit diesen bilden. Vergrößerte Ausschnitte davon sind in Vertikalschnitten dargestellt.
    • 20a zeigt einen Vertikalschnitt des erfindungsgemäßen Lastabtragungssystems für das aerostatische Auftriebsgerät (1) mit einem doppelkegelförmigen Tragstativ (8) und drei unterspannten Spannseilen (14), wobei die Hüllen (4.1 - 4.3) durch die jeweiligen Pfosten (18) hindurchführen, die sich durch die Durchführung der Hüllen (4.1 - 4.3) in jeweils mindestens vier Teile teilen, die mit entsprechenden Hüllenseiten verbunden sind. Vergrößerte Ausschnitte davon sind in Vertikalschnitten dargestellt.
    • 20b zeigt einen Vertikalschnitt des erfindungsgemäßen Lastabtragungssystems für das aerostatische Auftriebsgerät (1) mit einem hyperboloiden Tragstativ (9) und drei unterspannten Spannseilen (14), wobei die Hüllen (4.1 - 4.3) durch die jeweiligen Pfosten (18) hindurchführen, die sich durch die Durchführung der Hüllen (4.1 - 4.3) in jeweils mindestens vier Teile teilen, die mit entsprechenden Hüllenseiten verbunden sind. Vergrößerte Ausschnitte davon sind in Vertikalschnitten dargestellt.
    • 21a zeigt einen Vertikalschnitt des erfindungsgemäßen Lastabtragungssystems für das aerostatische Auftriebsgerät (1) mit einem doppelkegelförmigen Tragstativ (8), wobei der zweite Hauptanker (12.2) auf einem Rumpf (15) aufliegt und an diesem befestigt ist.
    • 21b zeigt einen Vertikalschnitt des erfindungsgemäßen Lastabtragungssystems für das aerostatische Auftriebsgerät (1) mit einem hyperboloiden Tragstativ (9), wobei der zweite Hauptanker (12.2) auf einem Rumpf (15) aufliegt und an diesem befestigt ist.
    • 22 zeigt einen Vertikalschnitt des erfindungsgemäßen Redundanzsystems und Lastabtragungssystems in Form eines Tragschirms (7) für das aerostatische Auftriebsgerät (1), wobei eine Hülle (4.1 - 4.3) durch Hüllenquerflächen (19) gas- oder luftdicht mit der nächstgelegenen oder benachbarten Hülle (4.1 - 4.3) verbunden ist.
    • 23 zeigt einen Vertikalschnitt des erfindungsgemäßen Redundanzsystems für das aerostatische Auftriebsgerät (1) mit vier gruppierten, redundanzerzeugenden Auftriebskörpern (2.1 - 2.4) und dem erfindungsgemäßen Lastabtragungssystem in Form eines Tragschirms (7), mit den Merkmalen des unten genannten Ausführungsbeispiels.
    • 24a zeigt einen Vertikalschnitt des Nebenankers (13) und entsprechender Hüllen (4.1 - 4.3) aus dem in 23 gezeigten Ausführungsbeispiel nach Abschluss eines exemplarischen Evakuierungsvorganges. Über dem Nebenanker (13) befindet sich der Auftriebskörper 2.2, unter dem Nebenanker (13) der Auftriebskörper 2.3. Die Vakuumniveaus zwischen und in den einzelnen Hüllen (4.1 - 4.3) werden in prozentualen Angaben bei den entsprechenden Volumen atmosphärischer Luft (5.1 - 5.3) genannt. Die Kennzeichnung bzw. Nummerierung der zwischen den Auftriebskörpern 2.2 und 2.3 liegenden drei Hüllen (4.1 - 4.3) geht in diesem Beispiel vom Auftriebskörper 2.2 aus.
    • 24b zeigt einen Vertikalschnitt des Nebenankers (13) und entsprechender Hüllen (4.1 - 4.3) aus dem in 23 gezeigten Ausführungsbeispiel im Falle von Hüllenrissen bzw. -durchbrüchen im Auftriebskörper 2.2. In dem Fall fallen die Vakuumniveaus der zur Umgebungsatmosphäre gerichteten Hüllen (4.1 - 4.3) im Auftriebskörper 2.2 auf 0 %. Die Vakuumniveaus der zwischen den Auftriebskörpern 2.2 und 2.3 liegenden Hüllen (4.1 - 4.3) werden in dem Fall angepasst.
  • AUSFÜHRUNGSBEISPIEL
  • Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert und beschrieben (23).
  • In diesem Beispiel ist das aerostatische Auftriebsgerät (1) als Fesselballon ausgeführt. Es hat ein Lastabtragungssystem, welches einen Tragschirm (7) der eingangs genannten Art aufweist, sowie ein Redundanzsystem, wobei der Auftriebskörper (2.1) durch drei weitere redundanzerzeugende Auftriebskörper (2.2 - 2.4) ergänzt wird. Insgesamt bilden sich so vier gruppierte und unabhängig voneinander funktionierende oder betreibbare Auftriebskörper (2.1 - 2.4).
  • Jeder Auftriebskörper (2.1 - 2.4) hat dabei drei ineinander liegende und durch Abstände separierte Schalen (3.1 - 3.4), mit entsprechenden Hüllen (4.1 - 4.4), die zur Umgebungsatmosphäre gerichtet sind, und drei ineinander liegende und durch Abstände separierte Schalen (3.1 - 3.3), mit entsprechenden Hüllen (4.1 - 4.3), die zum jeweils benachbarten Auftriebskörper (2.1 - 2.4) gerichtet sind.
  • Der Mast (10) trägt an einem Ende den ersten Hauptanker (12.1) mittels vom Mast (10) abgehängter Tragseile (11), die sich in einem Winkel von ca. 45° zum Mast (10) befinden. Dabei führt der Mast (10) durch die flächige Ebene des ersten Hauptankers (12.1) und durch die Auftriebskörper (2.1 - 2.4). An seinem anderen Ende ist der Mast (10) mit einem zweiten Hauptanker (12.2) mittels vom Mast (10) abgehängter Tragseile (11) verbunden, die sich ebenfalls in einem Winkel von ca. 45° zum Mast (10) befinden. Die Tragseile (11) sind über je ein Verteilerelement (21) mit dem Mast (10) verbunden, wobei die Verteilerelemente (21) eine luftdichte Verbindung mit dem Mast (10) bilden.
  • Der erste Hauptanker (12.1) und zweite Hauptanker (12.2) tragen an drei Seiten ihres Querschnittes je drei Schalen (3.1 - 3.3) mit entsprechend je drei Hüllen (4.1 - 4.3).
  • Ein Nebenanker (13) befindet sich zwischen dem ersten Hauptanker (12.1) und dem zweiten Hauptanker (12.2) und ist mittels Spannseilen (14) mit diesen verbunden. Der Nebenanker (13) trägt an drei Seiten seines Querschnittes je drei Schalen (3.1 - 3.3) mit entsprechend je drei Hüllen (4.1 - 4.3).
  • Die zu benachbarten Auftriebskörpern gerichteten Schalen (3.1 - 3.3), mit entsprechenden Hüllen (4.1 - 4.3), sind über Verteilerelemente (21) mit dem Mast (10) verbunden, wobei die Verteilerelemente (21) eine luftdichte Verbindung mit dem Mast (10) bilden.
  • Somit wird im Wesentlichen der erste Auftriebskörper (2.1) durch ein Verteilerelement (21) und den ersten Hauptanker (12.1), der zweite Auftriebskörper (2.2) durch den ersten Hauptanker und den Nebenanker (13), der dritte Auftriebskörper (2.3) durch den Nebenanker (13) und den zweiten Hauptanker (12.2) und der vierte Auftriebskörper (2.4) durch den zweiten Hauptanker (12.2) und ein Verteilerelement (21) räumlich und konstruktiv begrenzt, definiert oder eingefasst.
  • Die Hüllen (4.1 - 4.3) sind luftdicht mit dem ersten Hauptanker (12.1), dem zweiten Hauptanker (12.2), dem Nebenanker (13) und den Verteilerelementen (21) verbunden. Die Schalen (3.1 - 3.3), mit entsprechenden Hüllen (4.1 - 4.3), eines Auftriebskörpers (2.1 - 2.4) umfassen verschiedene Volumen atmosphärischer Luft (5.1 - 5.3). Dabei umfasst jeweils die innerste Schale (3.1), mit entsprechend der innersten Hülle (4.1), das größte Volumen atmosphärischer Luft (5.1).
  • Der Mast (10) hat innen freie oder hohle Räume, die die Durchführung von Schlauchleitungen (24) vom externen Evakuierungs- und Zufuhrsystem (6) in jeden Auftriebskörper (2.1 - 2.4) über entsprechende Durchführungsöffnungen (25) im Mast (10) und in den Verteilerelementen (21) ermöglichen. Die Schlauchleitungen (24) dienen dem Abpumpen und Einlassen atmosphärischer Luft aus den oder in die Auftriebskörper(n) (2.1 - 2.4).
  • Der erste Hauptanker (12.1), zweite Hauptanker (12.2) und Nebenanker (13) haben Druckausgleichsöffnungen in Form von Durchführungsöffnungen (25), um zwischen denselben Schalen (3.1 - 3.3), und entsprechend denselben Hüllen (4.1 - 4.3), aller Auftriebskörper (2.1 - 2.4), dasselbe Vakuumniveau, d.h. denselben Luftdruck, zu gewährleisten oder Vakuumniveaus zwischen diesen zu steuern oder anzupassen. Durch entsprechende Ventile in den Druckausgleichsöffnungen (25) kann der Luftfluss zwischen zwei Seiten des ersten Hauptankers (12.1), zweiten Hauptankers (12.2) und Nebenankers (13) gesteuert werden. Um einen Druckausgleich zu unterbinden, können die Ventile geschlossen werden.
  • Für die Erzeugung eines aerostatischen Auftriebs werden in jedem Auftriebskörper (2.1 - 2.4) die Volumen atmosphärischer Luft (5.1 - 5.3) in den jeweiligen Hüllen (4.1 - 4.3) stufen- oder schrittweise evakuiert. Dabei ermöglicht das Evakuierungs- und Zufuhrsystem (6) die Herstellung und Beibehaltung verschiedener Vakuumniveaus zwischen den einzelnen Hüllen (4.1 - 4.3). Bei einer Evakuierung wird eine Abfolge von stufen- oder schrittweise steigenden Vakuumniveaus, ausgehend von der äußersten Hülle (4.3) bis zur innersten Hülle (4.1) eines jeden Auftriebskörpers (2.1 - 2.4), erzeugt, mit dem höchsten angestrebten Vakuumniveau in der innersten Hülle (4.1) und dem niedrigsten angestrebten Vakuumniveau in der äußersten Hülle (4.3) auf der zur Umgebungsatmosphäre zugewandten Seite.
  • Vakuumniveaus können in Prozent angegeben werden. Beispielsweise bedeutet ein Vakuumniveau von 75 %, dass 75 % der Luftmasse in einer Schale (3.1 - 3n) und ihrer entsprechenden Hülle (4.1 - 4.n) aus dieser entfernt, d.h. abgepumpt, worden ist. Dabei bildet die Umgebungsatmosphäre ein Vakuumniveau von 0 % als Referenzwert.
  • Der Evakuierungsvorgang beginnt mit der Evakuierung aller Volumen atmosphärischer Luft (5.1 - 5.3) in den zur Umgebungsatmosphäre zugewandten Hüllen (4.1 - 4.3) in jedem Auftriebskörper (2.1 - 2.4) auf ein Vakuumniveau von 25 %. Es folgt daraufhin die Evakuierung der zwei innersten Volumen atmosphärischer Luft (5.1 und 5.2) in jedem Auftriebskörper (2.1 - 2.4) auf ein Vakuumniveau von 50 %. Der Evakuierungsvorgang wird nun mit der Evakuierung des innersten Volumens atmosphärischer Luft (5.1) in jedem Auftriebskörper (2.1 - 2.4) auf ein Vakuumniveau von 75 % abgeschlossen (24a).
  • Parallel dazu werden die Volumen atmosphärischer Luft (5.1 - 5.3) zwischen denjenigen Hüllen (4.1 - 4.3), die zu einem benachbarten Auftriebskörper (2.1 - 2.4) gerichtet sind, ebenfalls stufen- oder schrittweise evakuiert und folgen hier dem Evakuierungsvorgang der innersten Schale (3.1) und entsprechend der innersten Hülle (4.1) eines Auftriebskörpers (2.1 - 2.4). Dadurch werden die Volumen atmosphärischer Luft (5.1 - 5.3) zwischen diesen Hüllen (4.1 - 4.3) auf dasselbe Vakuumniveau wie das der innersten Schalen (3.1) und entsprechenden innersten Hüllen (4.1) der Auftriebskörper (2.1 - 2.4) gebracht (75 %). Es besteht in diesem Fall somit kein Luftdruckunterschied zwischen den Hüllen (4.1 - 4.3), die zu einem benachbarten Auftriebskörper (2.1 - 2.4) ausgerichtet sind (24a).
  • Hierdurch ergibt sich eine stufen- oder schrittweise Abfolge der Vakuumniveaus von der äußersten Schale (3.3) zur innersten Schale (3.1), mit den Werten 25 %, 50 % und 75 %. Da der atmosphärische Luftdruck proportional mit der Steigerung des Vakuumniveaus fällt, entsteht somit und mit Bezug auf die zur Umgebungsatmosphäre gewandten Seiten, ein Druckunterschied von jeweils 25 % zwischen den einzelnen Schalen (3.1 - 3.3) und entsprechenden Hüllen (4.1 - 4.3). Diese werden dadurch lediglich 25 % des gesamten atmosphärischen Luftdrucks ausgesetzt, statt dass z.B. eine einzelne Schale (3.1 - 3.3), wie etwa die innerste Schale (3.1), einen Luftdruckunterschied von 75 % zwischen dieser und der Umgebungsatmosphäre bewältigen müsste. Somit sind die aerostatischen Druck- und Zugkräfte, die auf eine Schale (3.1 - 3.3) bzw. Hülle (4.1 - 4.3) einwirken, wesentlich geringer, wodurch die Durchbiegung bzw. Krümmung der Hüllen (4.1 - 4.3) minimiert und ihre Funktionsfähigkeit gewährleistet wird.
  • Durch die kumulative Evakuierung der atmosphärischen Luftvolumen (5.1 - 5.3) in den Schalen (3.1 - 3.3) und entsprechenden Hüllen (4.1 - 4.3), kann die Masse des aerostatischen Auftriebsgerätes (1) als ganzes geringer als die des verdrängten Luftvolumens der Umgebungsatmosphäre werden, wodurch sich ein aerostatischer Auftrieb ergibt.
  • Die Durchführungsöffnungen (25) und Ventile dienen auch der Minimierung, Kontrolle oder Vermeidung eines Auftriebsverlustes im Falle eines funktionalen Ausfalles eines oder mehrerer Auftriebskörper(s) (2.1 - 2.4), z.B. aufgrund eines Hüllenrisses oder -durchbruchs. Für diesen Zweck können entsprechende Durchführungsöffnungen (25) und Ventile, je nach Bedarf, geöffnet oder geschlossen werden, um Luftdruckanpassungen vorzunehmen und den Luftdruckunterschied zwischen zwei benachbarten Hüllen (4.1 - 4.3) in zugrunde gelegten Grenzen zu halten, damit die Funktionalität der übrigen, unbeeinträchtigten Auftriebskörper (2.1 - 2.4) gewährleistet werden kann (24b).
  • Die durch die Evakuierung und Zufuhr von Volumen atmosphärischer Luft (5.1 - 5.3) in den Auftriebskörpern (2.1 - 2.4) entstehenden atmosphärisch oder aerostatisch bedingten Druck- und Zugkräfte werden von den Schalen (3.1 - 3.3) und entsprechenden Hüllen (4.1 - 4.3) an den ersten Hauptanker (12.1) und zweiten Hauptanker (12.2), von diesen an die Tragseile (11), und von den Tragseilen (11) an den Mast (10) weitergeleitet, wo sie vollständig aufgenommen werden. Dabei bieten die vier unabhängig voneinander funktionierenden oder betreibbaren Auftriebskörper (2.1 - 2.4) eine Redundanz beim aerostatischen Auftrieb.
  • Bezugszeichenliste
  • Stand der Technik:
    • 1
    Aerostatisches Auftriebsgerät
    2.1
    Auftriebskörper
    3.1 -3.n
    Schalen
    3.1
    Innerste Schale
    3.n
    Äußerste Schale
    4.1 - 4.n
    Hüllen
    4.1
    Innerste Hülle
    4.n
    Äußerste Hülle
    5.1 - 5.n
    Volumen des atmosphärischen Mediums
    6
    Evakuierungs- und Zufuhrsystem
  • Erfindung:
    • 7
    Tragschirm
    8
    Doppelkegelförmiges Tragstativ
    9
    Hyperboloides Tragstativ
    2.2 - 2.n
    Redundanzerzeugende Auftriebskörper
    10
    Mast
    11
    Tragseil
    12.1
    Erster Hauptanker
    12.2
    Zweiter Hauptanker
    13
    Nebenanker
    14
    Spannseil
    15
    Rumpf
    16
    Stativstütze
    17
    Zugband
    18
    Pfosten
    19
    Hüllenquerfläche
    20
    Halteelement
    21
    Verteilerelement
    22
    Stagseil
    23
    Wantseil
    24
    Schlauchleitungen
    25
    Durchführungsöffnung
  • Ausführungsbeispiel:
    • 2.1
    Erster Auftriebskörper
    2.2
    Zweiter Auftriebskörper
    2.3
    Dritter Auftriebskörper
    2.4
    Vierter Auftriebskörper
    3.1
    Erste Schale (Innerste Schale)
    3.2
    Zweite Schale
    3.3
    Dritte Schale (Äußerste Schale)
    4.1
    Erste Hülle (Innerste Hülle)
    4.2
    Zweite Hülle
    4.3
    Dritte Hülle (Äußerste Hülle)
    5.1
    Volumen atmosphärischer Luft in erster Schale
    5.2
    Volumen atmosphärischer Luft in zweiter Schale
    5.3
    Volumen atmosphärischer Luft in dritter Schale
  • ERZIELBARE VORTEILE
  • Die Erfindung bietet die folgenden Vorteile:
    • - ein Lastabtragungssystem für ein aerostatisches Auftriebsgerät der eingangs genannten Art bereitzustellen, das ein baustatisch vollständiges, gewichtssparendes und effizientes Tragsystem darstellt;
    • - ein Redundanzsystem für ein aerostatisches Auftriebsgerät der eingangs genannten Art bereitzustellen, um einen aerostatischen Auftriebsverlust infolge eines Hüllenrisses oder -durchbruches zu vermeiden, minimieren oder kontrollieren;
    • - ein Funktionssystem bereitzustellen, das die aerodynamischen, aerostatischen und betrieblichen Eigenschaften eines aerostatischen Auftriebsgerätes der eingangs genannten Art energie- und gewichtssparender, effizienter und praktikabler gestaltet.
  • 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
    • IN 201711018898 [0002, 0010, 0011, 0014, 0019]

Claims (51)

  1. Lastabtragungssystem für ein aerostatisches Auftriebsgerät (1) in Form eines Fesselballons, Freiballons oder Luftschiffes, für das Heben oder den Transport von Lasten in einer Atmosphäre, welches einen Auftriebskörper (2.1) aus ineinander liegenden, durch Abstände separierten, gas- oder luftdichten Schalen (3.1 - 3.n) in Form von folien- oder membranartigen Hüllen (4.1 - 4.n) hat, aus denen regulierbare Volumen des atmosphärischen Mediums (5.1 - 5.n) mittels eines Evakuierungs- und Zufuhrsystems (6) evakuiert und wieder in diese eingelassen werden können, wodurch der Auftriebskörper (2.1) leichter als die Umgebungsatmosphäre werden und einen aerostatischen Auftrieb bewirken und regulieren kann, dadurch gekennzeichnet, dass es einen Tragschirm (7) aufweist, wobei - der Tragschirm (7) aus einem Mast (10), Tragseilen (11) und einem ersten Hauptanker (12.1) besteht; und - der Mast (10) an einem Ende mittels vom Mast (10) abgehängter oder abgespannter Tragseile (11), die sich in einem Winkel größer als 0° und kleiner als 90° zum Mast (10) befinden, den ersten Hauptanker (12.1) trägt und dabei durch die flächige Ebene des ersten Hauptankers (12.1) hindurchführt; und - der erste Hauptanker (12.1) an mindestens einer Seite seines Querschnittes mindestens drei Schalen (3.1 - 3.n) mit entsprechend mindestens drei Hüllen (4.1 - 4.n) trägt; und - der Mast (10) sich dabei zu mindestens einem Teil im Auftriebskörper (2.1) befindet; und - die durch eine Evakuierung und Zufuhr von Volumen des atmosphärischen Mediums (5.1 - 5.n) im Auftriebskörper (2.1) entstehenden atmosphärisch oder aerostatisch bedingten Druck- und Zugkräfte von den Schalen (3.1 - 3.n) und entsprechenden Hüllen (4.1 - 4.n) an den ersten Hauptanker (12.1), vom ersten Hauptanker (12.1) an die Tragseile (11), und von den Tragseilen (11) an den Mast (10) weitergeleitet werden; und - ein zweiter Hauptanker (12.2) an mindestens einer Seite seines Querschnittes mindestens drei Schalen (3.1 - 3.n) mit entsprechend mindestens drei Hüllen (4.1 - 4.n) trägt; und - der erste Hauptanker (12.1) durch Spannseile (14) mit dem zweiten Hauptanker (12.2) verbunden ist; und - der Auftriebskörper (2.1) im Wesentlichen durch den ersten Hauptanker (12.1) auf der einen Seite und und den zweiten Hauptanker (12.2) auf der anderen Seite räumlich und konstruktiv begrenzt, definiert oder eingefasst wird; und - im aerostatischen Auftriebsgerät (1) in der Ausführungsform eines Fesselballons oder Freiballons, der Mast (10) an seinem anderen Ende mittels vom Mast (10) abgehängter oder abgespannter Tragseile (11), die sich in einem Winkel größer als 0° und kleiner als 90° zum Mast (10) befinden, mit dem zweiten Hauptanker (12.2) verbunden ist; und - im aerostatischen Auftriebsgerät (1) in der Ausführungsform eines Luftschiffes, der Mast (10) und der zweite Hauptanker (12.2) auf einem Rumpf (15) aufliegen und an diesem befestigt sind, wobei der Rumpf (15) Druck- oder Zugkräfte vom Auftriebskörper (2.1) aufnimmt, sich unterhalb oder an der unteren Seite des Auftriebskörpers (2.1) befindet, wodurch sich der Schwerpunkt des aerostatischen Auftriebsgerätes (1) absenkt oder nach unten verschiebt.
  2. Lastabtragungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Mast (10) eines oder mehrere der folgenden Merkmale aufweist: - dieser hat mindestens eine Durchführungsöffnung (25) für Schlauchleitungen (24); - dieser besteht aus mindestens zwei einzelnen Masten (10); - dieser hat eine vertikale Ausrichtung; - dieser hat eine horizontale Ausrichtung; - dieser hat eine geneigte Ausrichtung; - dieser durch mindestens eine Abstützung, Aussteifung oder Verankerung ergänzt; - dieser wird im aerostatischen Auftriebsgerät (1) in der Ausführungsform eines Luftschiffes durch mindestens ein Stagseil (22) oder ein Wantseil (23) ergänzt, das an einem Ende mit dem Mast (10) und am anderen Ende mit dem Rumpf (15) verbunden ist; - dieser hat innen freie oder hohle Räume, die Funktionen, Elemente oder Bauteile des aerostatischen Auftriebsgerätes (1), insbesondere Schlauchleitungen (24), aufnehmen können.
  3. Lastabtragungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Tragseil (11) eines oder mehrere der folgenden Merkmale aufweist: - dieses ist über ein Verteilerelement (21), welches am Mast (10) befestigt ist, mit dem Mast (10) verbunden; - dieses ist über ein Verteilerelement (21), welches mittels weiterer Tragseile (11) vom Mast (10) abgehängt ist, mit dem Mast (10) verbunden; - dieses ist unterspannt, wobei das Tragseil (11) den Obergurt und ein Zugband (17), welches vor oder hinter dem Tragseil (11) liegt, die Unterspannung bildet, und mindestens ein Pfosten (18) das Tragseil (11) mit dem Zugband (17) verbindet.
  4. Lastabtragungssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verteilerelement (21) eines oder mehrere der folgenden Merkmale aufweist: - dieses bildet eine gas- oder luftdichte Verbindung mit dem Mast (10) und mindestens einer Hülle (4.1 - 4.n); - dieses hat mindestens eine Durchführungsöffnung (25) für die Anbringung oder Durchführung einer Leitung, eines Schlauches oder eines Ventils.
  5. Lastabtragungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Hauptanker (12.1) eines oder mehrere der folgenden Merkmale aufweist: - dieser hat Druckausgleichsöffnungen in Form von Durchführungsöffnungen (25), Bohrungen, Kanälen, Lochungen oder Perforationen; - dieser ist als Hohlrohr oder mit Hohlräumen ausgeführt; - dieser trägt mindestens eine aerodynamische Auftriebs- oder Steuerfläche, insbesondere einen Flügel oder ein Leitwerk; - dieser wird durch mindestens einen Nebenanker (13) ergänzt, welcher mittels Spannseilen (14) vom ersten Hauptanker (12.1) abgehängt oder abgespannt ist, dabei an mindestens einer Seite seines Querschnittes mindestens drei Schalen (3.1 - 3.n) mit entsprechend mindestens drei Hüllen (4.1 - 4.n) trägt und gas- oder luftdicht mit mindestens drei Hüllen (4.1 - 4.n) verbunden ist.
  6. Lastabtragungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Hauptanker (12.2) eines oder mehrere der folgenden Merkmale aufweist: - dieser hat Druckausgleichsöffnungen in Form von Durchführungsöffnungen (25), Bohrungen, Kanälen, Lochungen oder Perforationen; - dieser ist als Hohlrohr oder mit Hohlräumen ausgeführt; - dieser trägt mindestens eine aerodynamische Auftriebs- oder Steuerfläche, insbesondere einen Flügel oder ein Leitwerk; - dieser wird durch mindestens einen Nebenanker (13) ergänzt, welcher mittels Spannseilen (14) vom zweiten Hauptanker (12.2) abgehängt oder abgespannt ist, dabei an mindestens einer Seite seines Querschnittes mindestens drei Schalen (3.1 - 3.n) mit entsprechend mindestens drei Hüllen (4.1 - 4.n) trägt und gas- oder luftdicht mit mindestens drei Hüllen (4.1 - 4.n) verbunden ist.
  7. Lastabtragungssystem nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Nebenanker (13) eines oder mehrere der folgenden Merkmale aufweist: - dieser hat Druckausgleichsöffnungen in Form von Durchführungsöffnungen (25), Bohrungen, Kanälen, Lochungen oder Perforationen; - dieser ist als Hohlrohr oder mit Hohlräumen ausgeführt; - dieser trägt mindestens eine aerodynamische Auftriebs- oder Steuerfläche, insbesondere einen Flügel oder ein Leitwerk.
  8. Lastabtragungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Hülle (4.1 - 4.n) eines oder mehrere der folgenden Merkmale aufweist: - diese ist an mindestens einer Seite gas- oder luftdicht am ersten Hauptanker (12.1) befestigt; - diese ist an mindestens einer Seite gas- oder luftdicht am zweiten Hauptanker (12.2) befestigt; - diese ist an mindestens einer Seite gas- oder luftdicht an einem Nebenanker (13) befestigt; - diese ist an mindestens einer Seite vom ersten Hauptanker (12.1) mittels Spannseilen (14) abgehängt oder abgespannt; - diese ist an mindestens einer Seite vom zweiten Hauptanker (12.2) mittels Spannseilen (14) abgehängt oder abgespannt; - diese ist an mindestens einer Seite von einem Nebenanker (13) mittels Spannseilen (14) abgehängt oder abgespannt; - diese ist gespannt, vorgespannt, gestrafft oder nicht flatternd am ersten Hauptanker (12.1) oder zweiten Hauptanker (12.2) befestigt; - diese ist ungespannt, ungestrafft oder flatternd am ersten Hauptanker (12.1) oder zweiten Hauptanker (12.2) befestigt; - diese hat zur nächstgelegenen oder benachbarten Hülle (4.1 - 4.n) einen gleich bleibenden Abstand; - diese hat zur nächstgelegenen oder benachbarten Hülle (4.1 - 4.n) einen variierenden Abstand; - diese liegt auf einem Tragseil (11) oder Spannseil (14) auf.
  9. Lastabtragungssystem nach einem oder mehreren der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Hauptanker (12.1), der zweite Hauptanker (12.2) oder ein Nebenanker (13) den/die gleiche(n) Durchmesser, Größe, Querschnitt oder Umfang haben.
  10. Lastabtragungssystem nach einem oder mehreren der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Hauptanker (12.1), der zweite Hauptanker (12.2) oder ein Nebenanker (13) eine(n) unterschiedliche(n) Durchmesser, Größe, Querschnitt oder Umfang haben.
  11. Lastabtragungssystem nach Anspruch 1, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannseile (14) eines oder mehrere der folgenden Merkmale aufweisen: - diese liegen nicht orthogonal, d.h. diagonal, zur flächigen Ebene des ersten Hauptankers (12.1), zweiten Hauptankers (12.2) oder eines Nebenankers (13), wobei sie zwei diagonal gegenläufige oder entgegengesetzt laufende Spannrichtungen haben und dabei den Umriss eines Hyperboloids bilden; - diese liegen nicht orthogonal, d.h. diagonal, zur flächigen Ebene des ersten Hauptankers (12.1), zweiten Hauptankers (12.2) oder eines Nebenankers (13), wobei sie mindestens vier diagonal gegenläufige oder entgegengesetzt laufende Spannrichtungen haben und dabei die Umrisse mindestens zweier Hyperboloide mit verschiedenen Krümmungen bilden.
  12. Lastabtragungssystem nach Anspruch 1, 5, 6 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Spannseil (14) unterspannt ist, wobei das Spannseil (14) den Obergurt und ein Zugband (17), welches vor oder hinter dem Spannseil (14) liegt, die Unterspannung bildet, und mindestens ein Pfosten (18) das Spannseil (14) mit dem Zugband (17) verbindet.
  13. Lastabtragungssystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannseil (14) und das Zugband (17) an einem Ende am ersten Hauptanker (12.1) oder an einem Nebenanker (13) und am anderen Ende am zweiten Hauptanker (12.2) oder an einem Nebenanker (13) befestigt sind.
  14. Lastabtragungssystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein Pfosten (18) mit mindestens einer Hülle (4.1 - 4.n) verbunden ist, wobei der Pfosten (18) durch die Hülle (4.1 - 4.n) hindurchführt und dabei eine gas- oder luftdichte Verbindung mit der Hülle (4.1 - 4.n) bildet.
  15. Lastabtragungssystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein Pfosten (18) mit mindestens einer Hülle (4.1 - 4.n) verbunden ist, wobei die Hülle (4.1 - 4.n) durch den Pfosten (18) hindurchführt, der sich durch die Durchführung der Hülle (4.1 - 4.n) in mindestens zwei Teile teilt, die mit entsprechenden Hüllenseiten verbunden sind.
  16. Lastabtragungssystem für ein aerostatisches Auftriebsgerät (1) in Form eines Fesselballons, Freiballons oder Luftschiffes, für das Heben oder den Transport von Lasten in einer Atmosphäre, welches einen Auftriebskörper (2.1) aus ineinander liegenden, durch Abstände separierten, gas- oder luftdichten Schalen (3.1 - 3.n) in Form von folien- oder membranartigen Hüllen (4.1 - 4.n) hat, aus denen regulierbare Volumen des atmosphärischen Mediums (5.1 - 5.n) mittels eines Evakuierungs- und Zufuhrsystems (6) evakuiert und wieder in diese eingelassen werden können, wodurch der Auftriebskörper (2.1) leichter als die Umgebungsatmosphäre werden und einen aerostatischen Auftrieb bewirken und regulieren kann, dadurch gekennzeichnet, dass es ein doppelkegelförmiges Tragstativ (8) aufweist, wobei - das doppelkegelförmige Tragstativ (8) aus einem ersten Hauptanker (12.1) und einem zweiten Hauptanker (12.2) besteht, die durch einen Abstand separiert und übereinander liegen, und zwischen denen nicht orthogonal, d.h. diagonal, zur flächigen Ebene des ersten Hauptankers (12.1) oder zweiten Hauptankers (12.2) biegesteife Stativstützen (16) liegen, die mit dem ersten Hauptanker (12.1) und dem zweiten Hauptanker (12.2) verbunden sind und sich im Auftriebskörper (2.1) befinden; und - die Stativstützen (16) in ihrer diagonalen Ausrichtung so verlegt sind, dass sie quer, insbesondere mittig, durch das umfasste Volumen des Auftriebskörpers (2.1) laufen, dabei diametral gegenüberliegende, d.h. um 180° versetzt liegende, Punkte auf dem ersten Hauptanker (12.1) und dem zweiten Hauptanker (12.2) miteinander verbinden, sich dabei entlang einer mittigen, orthogonal zum ersten Hauptanker (12.1) oder zweiten Hauptanker (12.2) liegenden Geraden kreuzen, und so den Umriss zweier gegenüberliegender Kegel bilden, die sich an ihren Spitzen treffen; und - die Stativstützen (16) an ihrem Kreuzungspunkt von einem Halteelement (20), insbesondere einer Klammer oder Verschnürung, gehalten werden; und - der erste Hauptanker (12.1) sowie der zweite Hauptanker (12.2) an mindestens einer Seite seines Querschnittes mindestens drei Schalen (3.1 - 3.n) mit entsprechend mindestens drei Hüllen (4.1 - 4.n) tragen; und - eine Hülle (4.1 - 4.n) an jeweils einer Seite gas- oder luftdicht mit dem ersten Hauptanker (12.1) und dem zweiten Hauptanker (12.2) verbunden ist; und - der Auftriebskörper (2.1) im Wesentlichen durch den ersten Hauptanker (12.1) auf der einen Seite und und den zweiten Hauptanker (12.2) auf der anderen Seite räumlich und konstruktiv begrenzt, definiert oder eingefasst wird; und - die durch eine Evakuierung und Zufuhr von Volumen des atmosphärischen Mediums (5.1 - 5.n) im Auftriebskörper (2.1) entstehenden atmosphärisch oder aerostatisch bedingten Druck- und Zugkräfte von den Schalen (3.1 - 3.n) und entsprechenden Hüllen (4.1 - 4.n) an den ersten Hauptanker (12.1), den zweiten Hauptanker (12.2) und die Stativstützen (16) weitergeleitet und von diesen aufgenommen werden.
  17. Lastabtragungssystem für ein aerostatisches Auftriebsgerät (1) in Form eines Fesselballons, Freiballons oder Luftschiffes, für das Heben oder den Transport von Lasten in einer Atmosphäre, welches einen Auftriebskörper (2.1) aus ineinander liegenden, durch Abstände separierten, gas- oder luftdichten Schalen (3.1 - 3.n) in Form von folien- oder membranartigen Hüllen (4.1 - 4.n) hat, aus denen regulierbare Volumen des atmosphärischen Mediums (5.1 - 5.n) mittels eines Evakuierungs- und Zufuhrsystems (6) evakuiert und wieder in diese eingelassen werden können, wodurch der Auftriebskörper (2.1) leichter als die Umgebungsatmosphäre werden und einen aerostatischen Auftrieb bewirken und regulieren kann, dadurch gekennzeichnet, dass es ein hyperboloides Tragstativ (9) aufweist, wobei - das hyperboloide Tragstativ (9) aus einem ersten Hauptanker (12.1) und einem zweiten Hauptanker (12.2) besteht, die durch einen Abstand separiert und übereinander liegen, und zwischen denen nicht orthogonal, d.h. diagonal, zur flächigen Ebene des ersten Hauptankers (12.1) oder zweiten Hauptankers (12.2) biegesteife Stativstützen (16) liegen, die mit dem ersten Hauptanker (12.1) und dem zweiten Hauptanker (12.2) verbunden sind und sich im Auftriebskörper (2.1) befinden; und - die Stativstützen (16) in ihrer diagonalen Ausrichtung so verlegt sind, dass sie nicht quer, insbesondere nicht mittig, durch das umfasste Volumen des Auftriebskörpers (2.1) laufen, dabei nicht diametral gegenüberliegende, d.h. um weniger als 180° versetzt liegende, Punkte auf dem ersten Hauptanker (12.1) und dem zweiten Hauptanker (12.2) miteinander verbinden, dabei in mindestens zwei gegenläufigen oder entgegengesetzt laufenden Verlegerichtungen, mit entsprechenden Verlegewinkeln, verlegt sind, und so den Umriss eines Hyperboloids oder mindestens zweier Hyperboloide mit verschiedenen Krümmungen bilden; und - mindestens zwei gegenläufige oder entgegengesetzt laufende Stativstützen (16) an ihrem Kreuzungspunkt von einem Halteelement (20), insbesondere einer Klammer oder Verschnürung, gehalten werden; und - der erste Hauptanker (12.1) sowie der zweite Hauptanker (12.2) an mindestens einer Seite seines Querschnittes mindestens drei Schalen (3.1 - 3.n) mit entsprechend mindestens drei Hüllen (4.1 - 4.n) tragen; und - eine Hülle (4.1 - 4.n) an jeweils einer Seite gas- oder luftdicht mit dem ersten Hauptanker (12.1) und dem zweiten Hauptanker (12.2) verbunden ist; und - der Auftriebskörper (2.1) im Wesentlichen durch den ersten Hauptanker (12.1) auf der einen Seite und und den zweiten Hauptanker (12.2) auf der anderen Seite räumlich und konstruktiv begrenzt, definiert oder eingefasst wird; und - die durch eine Evakuierung und Zufuhr von Volumen des atmosphärischen Mediums (5.1 - 5.n) im Auftriebskörper (2.1) entstehenden atmosphärisch oder aerostatisch bedingten Druck- und Zugkräfte von den Schalen (3.1 - 3.n) und entsprechenden Hüllen (4.1 - 4.n) an den ersten Hauptanker (12.1), den zweiten Hauptanker (12.2) und die Stativstützen (16) weitergeleitet und von diesen aufgenommen werden.
  18. Lastabtragungssystem nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass eine Hülle (4.1 - 4.n) auf mindestens einer Stativstütze (16) aufliegt.
  19. Lastabtragungssystem nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass Spannseile (14) den ersten Hauptanker (12.1) und den zweiten Hauptanker (12.2) miteinander verbinden.
  20. Lastabtragungssystem nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannseile (14) nicht orthogonal, d.h. diagonal, zur flächigen Ebene des ersten Hauptankers (12.1) oder zweiten Hauptankers (12.2) liegen, dabei zwei diagonal gegenläufige oder entgegengesetzt laufende Spannrichtungen haben und den Umriss eines Hyperboloids bilden.
  21. Lastabtragungssystem nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannseile (14) nicht orthogonal, d.h. diagonal, zur flächigen Ebene des ersten Hauptankers (12.1) oder zweiten Hauptankers (12.2) liegen, dabei mindestens vier diagonal gegenläufige oder entgegengesetzt laufende Spannrichtungen haben und die Umrisse mindestens zweier Hyperboloide mit verschiedenen Krümmungen bilden.
  22. Lastabtragungssystem nach Anspruch 19, 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Spannseil (14) unterspannt ist, wobei das Spannseil (14) den Obergurt und ein Zugband (17), welches vor oder hinter dem Spannseil (14) liegt, die Unterspannung bildet, und mindestens ein Pfosten (18) das Spannseil (14) mit dem Zugband (17) verbindet, und wobei das Spannseil (14) sowie das Zugband (17) an einem Ende am ersten Hauptanker (12.1) und am anderen Ende am zweiten Hauptanker (12.2) befestigt sind.
  23. Lastabtragungssystem nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass ein Pfosten (18) mit mindestens einer Hülle (4.1 - 4.n) verbunden ist, wobei der Pfosten (18) durch die Hülle (4.1 - 4.n) hindurchführt und dabei eine gas- oder luftdichte Verbindung mit der Hülle (4.1 - 4.n) bildet.
  24. Lastabtragungssystem nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass ein Pfosten (18) mit mindestens einer Hülle (4.1 - 4.n) verbunden ist, wobei die Hülle (4.1 - 4.n) durch den Pfosten (18) hindurchführt, der sich durch die Durchführung der Hülle (4.1 - 4.n) in mindestens zwei Teile teilt, die eine Verbindung mit je einer Hüllenseite bilden.
  25. Lastabtragungssystem nach Anspruch 16 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Hauptanker (12.1) eines oder mehrere der folgenden Merkmale aufweist: - dieser hat Druckausgleichsöffnungen in Form von Durchführungsöffnungen (25), Bohrungen, Kanälen, Lochungen oder Perforationen; - dieser ist als Hohlrohr oder mit Hohlräumen ausgeführt; - dieser trägt mindestens eine aerodynamische Auftriebs- oder Steuerfläche, insbesondere einen Flügel oder ein Leitwerk.
  26. Lastabtragungssystem nach Anspruch 16 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Hauptanker (12.2) eines oder mehrere der folgenden Merkmale aufweist: - dieser hat Druckausgleichsöffnungen in Form von Durchführungsöffnungen (25), Bohrungen, Kanälen, Lochungen oder Perforationen; - dieser ist als Hohlrohr oder mit Hohlräumen ausgeführt; - dieser trägt mindestens eine aerodynamische Auftriebs- oder Steuerfläche, insbesondere einen Flügel oder ein Leitwerk.
  27. Lastabtragungssystem nach Anspruch 16 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Hauptanker (12.2) auf einem Rumpf (15) aufliegt und an diesem befestigt ist, wobei der Rumpf (15) Druck- oder Zugkräfte vom Auftriebskörper (2.1) aufnimmt und sich unterhalb oder an der unteren Seite des Auftriebskörpers (2.1) befindet, wodurch sich der Schwerpunkt des aerostatischen Auftriebsgerätes (1) absenkt oder nach unten verschiebt.
  28. Lastabtragungssystem nach einem oder mehreren der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Tragseil (11), Spannseil (14), Stagseil (22), Wantseil (23) oder Zugband (17) aus einer Naturfaser, d.h. tierischen, pflanzlichen oder mineralischen Faser, besteht, insbesondere Bambus, Baumwolle, Flachs, Hanf, Jute, Seide, einschließlich naturfaserverstärkten Verbundwerkstoffen.
  29. Lastabtragungssystem nach einem oder mehreren der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Tragseil (11), Spannseil (14), Stagseil (22), Wantseil (23) oder Zugband (17) aus einer Kunst- oder Chemiefaser, d.h. einer Faser aus natürlichen Polymeren, synthetischen Polymeren oder anorganischen Stoffen, besteht, insbesondere Aramid, Fasern auf der Basis von Polyethylen mit ultrahoher Molekülmasse, Kohlestofffasern, Metalle und Metalllegierungen.
  30. Lastabtragungssystem nach einem oder mehreren der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die äußerste Schale (3.n), mit der entsprechenden äußersten Hülle (4.n) eines Auftriebskörpers (2.1), eine vor äußeren atmosphärischen, umweltbezogenen oder wetterbedingten Einflüssen schützende Außenschale mit entsprechender Außenhülle bildet.
  31. Lastabtragungssystem nach Anspruch 1 oder 27, dadurch gekennzeichnet, dass der Rumpf (15) eines oder mehrere der folgenden Merkmale aufweist: - dieser trägt mindestens eine aerodynamische Auftriebs- oder Steuerfläche, insbesondere einen Flügel oder ein Leitwerk; - dieser ragt oder steht an mindestens einer Seite über den Umriss der äußersten Schale (3.n) und entsprechend der äußersten Hülle (4.n) des Auftriebskörpers (2.1) hervor; - dieser bildet an mindestens einer Seite einen aerodynamisch wirksamen oder geometrisch gegenseitig angepassten Übergang mit der äußersten Schale (3.n) und entsprechend mit der äußersten Hülle (4.n) des Auftriebskörpers (2.1); - dieser hat mindestens eine synklastische oder antiklastische Krümmung an seiner Oberfläche; - dieser variiert in seiner Breite oder Höhe, und hat dabei schmalere und breitere Stellen oder Abschnitte, mit abgerundeten oder fließenden Übergängen zwischen ihnen; - dieser liegt zu mindestens einem Teil innerhalb des Auftriebskörpers (2.1); - dieser ist als Druckkabine ausgeführt; - dieser weist eine Nutzlastkabine auf, welche über eine Hecktür, bevorzugt über eine Heckklappe, be- und entladen wird; - dieser weist ein Cockpit auf, welches sich räumlich an eine Nutzlastkabine anschließt, räumlich mit dieser verbunden ist und vor dieser liegt.
  32. Lastabtragungssystem nach einem oder mehreren der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Mast (10), der erste Hauptanker (12.1), der zweite Hauptanker (12.2), ein Nebenanker (13), ein Rumpf (15), ein Verteilerelement (21), ein Pfosten (18), eine aerodynamische Auftriebs- oder Steuerfläche, insbesondere ein Flügel oder ein Leitwerk, eines oder mehrere der folgenden Merkmale aufweist: - diese/dieser/dieses besteht aus einer Naturfaser, d.h. tierischen, pflanzlichen oder mineralischen Faser, insbesondere aus Bambus, Holz, Holzwerkstoffen, Papier, Pappe, einschließlich naturfaserverstärkten Verbundwerkstoffen; - diese/dieser/dieses besteht aus einer Kunst- oder Chemiefaser, d.h. einer Faser aus natürlichen Polymeren, synthetischen Polymeren oder anorganischen Stoffen, insbesondere aus Aluminium-Lithium-Legierungen, Aramid, Fasern auf der Basis von Polyethylen mit ultrahoher Molekülmasse, Kohlestofffasern sowie Verbundwerkstoffen mit Kohlestofffasern.
  33. Redundanzsystem für ein aerostatisches Auftriebsgerät (1) in Form eines Fesselballons, Freiballons oder Luftschiffes, für das Heben oder den Transport von Lasten in einer Atmosphäre, welches einen Auftriebskörper (2.1) aus ineinander liegenden, durch Abstände separierten, gas- oder luftdichten Schalen (3.1 - 3.n) in Form von folien- oder membranartigen Hüllen (4.1 - 4.n) hat, aus denen regulierbare Volumen des atmosphärischen Mediums (5.1 - 5.n) mittels eines Evakuierungs- und Zufuhrsystems (6) evakuiert und wieder in diese eingelassen werden können, wodurch der Auftriebskörper (2.1) leichter als die Umgebungsatmosphäre werden und einen aerostatischen Auftrieb bewirken und regulieren kann, dadurch gekennzeichnet, dass - der Auftriebskörper (2.1) durch mindestens einen weiteren, redundanzerzeugenden Auftriebskörper (2.2 - 2.n) ergänzt wird; und - jeder weitere, redundanzerzeugende Auftriebskörper (2.2 - 2.n) mit dem ersten Auftriebskörper (2.1) gruppiert ist und unabhängig vom ersten Auftriebskörper (2.1) sowie voneinander funktioniert oder betrieben werden kann, so dass jeder Auftriebskörper (2.1 - 2.n) eine(n) funktional eigenständige(n) Abschnitt, Einheit, Kammer, Sektion bildet; und - jeder weitere, redundanzerzeugende Auftriebskörper (2.2 - 2.n) ebenfalls aus ineinander liegenden, gas- oder luftdichten Schalen (3.1 - 3.n) in Form von folien- oder membranartigen Hüllen (4.1 - 4.n) besteht, in denen verschiedene Evakuierungsgrade, Vakuum- oder Unterdruckniveaus erzeugt werden, wodurch sämtliche Auftriebskörper (2.1 - 2.n) leichter als die Umgebungsatmosphäre werden und einen aerostatischen Auftrieb bewirken und regulieren können.
  34. Redundanzsystem nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Hülle (4.1 - 4.n) durch querverbindungsartige Hüllensegmente, insbesondere Hüllenquerflächen (19), gas- oder luftdicht mit der nächstgelegenen oder benachbarten Hülle (4.1 - 4.n) verbunden ist, wobei die Hüllenquerflächen (19) horizontal, vertikal oder diagonal ausgerichtet sein können, und so ausgelegt sind, dass der Raum oder das Volumen zwischen den nebeneinanderliegenden oder benachbarten Hüllen (4.1 - 4.n) in mindestens zwei Abteilungen oder Fächer eingeteilt wird und dabei die Hüllenquerflächen (19) Druck- oder Zugkräfte aufnehmen.
  35. Redundanzsystem nach Anspruch 33 oder 34, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Lastabtragungssystem nach Anspruch 1 bis 15 hat, wobei das Lastabtragungssystem, insbesondere der Tragschirm (7), mehr als einen Auftriebskörper (2.1) trägt, und jeder Auftriebskörper (2.1 - 2.n) durch den ersten Hauptanker (12.1), zweiten Hauptanker (12.2), einen Nebenanker (13) oder ein Verteilerelement (21) räumlich und konstruktiv begrenzt, definiert oder eingefasst wird.
  36. Redundanzsystem nach Anspruch 33 oder 34, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Lastabtragungssystem nach Anspruch 16 und 19 bis 27 hat, wobei der Auftriebskörper (2.1) durch mindestens einen weiteren Auftriebskörper (2.2 - 2.n) mit je einem doppelkegelförmigen Tragstativ (8) ergänzt wird, und dabei jeder Auftriebskörper (2.1 - 2.n) durch seinen ersten Hauptanker (12.1) und zweiten Hauptanker (12.2) räumlich und konstruktiv begrenzt, definiert oder eingefasst wird.
  37. Redundanzsystem nach Anspruch 33 oder 34, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Lastabtragungssystem nach Anspruch 17 bis 27 hat, wobei der Auftriebskörper (2.1) durch mindestens einen weiteren Auftriebskörper (2.2 - 2.n) mit je einem hyberboloiden Tragstativ (9) ergänzt wird, und dabei jeder Auftriebskörper (2.1 - 2.n) durch seinen ersten Hauptanker (12.1) und zweiten Hauptanker (12.2) räumlich und konstruktiv begrenzt, definiert oder eingefasst wird.
  38. Redundanzsystem nach Anspruch 33 oder 34, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Lastabtragungssystem nach Anspruch 28 bis 32 hat.
  39. Redundanzsystem nach Anspruch 33 bis 38, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Hauptanker (12.1), zweiter Hauptanker (12.2) oder Nebenanker (13) Druckausgleichsöffnungen in Form von Durchführungsöffnungen (25), Bohrungen, Kanälen, Lochungen oder Perforationen hat.
  40. Redundanzsystem nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Druckausgleichsöffnung ein Ventil zur Steuerung oder Unterbindung des atmosphärischen Mediumsflusses hat.
  41. Redundanzsystem nach Anspruch 33 und 35, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei gruppierte und voneinander unabhängig funktionierende oder betreibbare Auftriebskörper (2.1 - 2.n), zum Zwecke des Verstauens oder Platzsparens auf dem Boden, zusammenhängend ein- und ausziehbar, ein- und ausfaltbar oder zusammenlegbar sind, indem der Mast (10) teleskopartig ein- und ausgefahren wird, wodurch sich die mit dem Mast (10) verbundenen Auftriebskörper (2.1 - 2.n), gemeinsam mit dem ersten Hauptanker (12.1) oder einem Nebenanker (13), entsprechenden Schalen (3.1 - 3.n) und ihren Hüllen (4.1 - 4.n) sowie mit entsprechenden Tragseilen (11) oder Spannseilen (14) heben und senken, ein- und ausfalten oder auf- und einziehen lassen, wobei die Hüllen (4.1 - 4.n), Tragseile (11) oder Spannseile (14) entsprechend biegsam oder faltbar ausgeführt sind.
  42. Redundanzsystem nach Anspruch 33 bis 41, dadurch gekennzeichnet, dass die äußersten Hüllen (4.n) der Auftriebskörper (2.1 - 2.n) an mindestens einer Seite, insbesondere der Vorderseite, des aerostatischen Auftriebsgerätes (1), aus einem biegesteiferen, dickeren, reißfesteren, stärkeren oder strapazierfähigeren Material als an den übrigen Seiten bestehen.
  43. Redundanzsystem nach Anspruch 33 bis 42, dadurch gekennzeichnet, dass es mindestens eine aerodynamische Auftriebs- oder Steuerfläche, insbesondere einen Flügel oder ein Leitwerk, zur Auftriebsergänzung und Flugsteuerung verwendet, welche von einem ersten Hauptanker (12.1), einem zweiten Hauptanker (12.2), einem Nebenanker (13) oder einem Rumpf (15) aus dem Lastabtragungssystem nach Anspruch 1, 5, 6, 16, 17 oder 27 getragen oder gestützt wird.
  44. Redundanzsystem nach Anspruch 33 und 35, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Fallschirmsystem als Gesamtrettungssystem hat, welches Teil des Tragschirms (7) ist und sich innerhalb des Masts (10) befindet, dabei an dem Mast (10) befestigt oder verankert ist, wodurch bei einem Einsatz des Fallschirmsystems, mindestens ein Fallschirm aus einer Öffnung an einem Ende des Masts (10) in die Umgebungsatmosphäre heraustritt und sich anschließend öffnet.
  45. Redundanzsystem nach Anspruch 33 bis 44, dadurch gekennzeichnet, dass das Evakuierungs- und Zufuhrsystem (6) eines oder mehrere der folgenden Merkmale aufweist: - dieses wird durch elektrischen Strom betrieben; - dieses wird durch einen Brennstoff betrieben; - dieses wird durch regenerative Energiequellen betrieben; - dieses wird durch elektrischen Strom betrieben, der aus Photovoltaik, d.h. Solarzellen, oder aus Solarthermie gewonnen wird; - dieses wird durch elektrischen Strom betrieben, der aus Photovoltaik, d.h. Solarzellen, gewonnen wird, wobei sich die Solarzellen an Bord des aerostatischen Auftriebsgerätes (1) befinden; - dieses verwendet für das Einlassen der Volumen des atmosphärischen Mediums (5.1 - 5.n) in die Schalen (3.1 - 3.n) den Ansaugdruck oder Sog eines zuvor in den Schalen (3.1 - 3.n) erzeugten Vakuums oder Unterdrucks.
  46. Funktionssystem für ein aerostatisches Auftriebsgerät (1) in Form eines Fesselballons, Freiballons oder Luftschiffes, für das Heben oder den Transport von Lasten in einer Atmosphäre, welches einen Auftriebskörper (2.1) aus ineinander liegenden, durch Abstände separierten, gas- oder luftdichten Schalen (3.1 - 3.n) in Form von folien- oder membranartigen Hüllen (4.1 - 4.n) hat, aus denen regulierbare Volumen des atmosphärischen Mediums (5.1 - 5.n) mittels eines Evakuierungs- und Zufuhrsystems (6) evakuiert und wieder in diese eingelassen werden können, wodurch der Auftriebskörper (2.1) leichter als die Umgebungsatmosphäre werden und einen aerostatischen Auftrieb bewirken und regulieren kann, wobei das aerostatische Auftriebsgerät (1) je nach Ausführungsform ein Antriebssystem aufweist, welches sich wahlweise innerhalb einer Schale befindet, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebssystem, insbesondere ein Triebwerk oder Motor, über Stützelemente von einem Rumpf (15) in einem Lastabtragungssystem nach Anspruch 1 oder 27 gestützt oder getragen wird.
  47. Funktionssystem für ein aerostatisches Auftriebsgerät (1) in Form eines Fesselballons, Freiballons oder Luftschiffes, für das Heben oder den Transport von Lasten in einer Atmosphäre, welches einen Auftriebskörper (2.1) aus ineinander liegenden, durch Abstände separierten, gas- oder luftdichten Schalen (3.1 - 3.n) in Form von folien- oder membranartigen Hüllen (4.1 - 4.n) hat, aus denen regulierbare Volumen des atmosphärischen Mediums (5.1 - 5.n) mittels eines Evakuierungs- und Zufuhrsystems (6) evakuiert und wieder in diese eingelassen werden können, wodurch der Auftriebskörper (2.1) leichter als die Umgebungsatmosphäre werden und einen aerostatischen Auftrieb bewirken und regulieren kann, wobei das aerostatische Auftriebsgerät (1) je nach Ausführungsform ein Antriebssystem aufweist, welches sich wahlweise innerhalb einer Schale befindet, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebssystem, insbesondere ein Triebwerk oder Motor, über Zugelemente vom ersten Hauptanker (12.1), zweiten Hauptanker (12.2) oder von einem Nebenanker (13) in einem Lastabtragungssystem nach Anspruch 1, 5, 6, 16 oder 17 abgehängt oder abgespannt ist.
  48. Funktionssystem nach Anspruch 46 oder 47, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Erscheinung oder Form aller Auftriebskörper (2.1 - 2.n) in ihrer kumulativen Gesamtheit, welche maßgeblich durch die äußersten Hüllen (4.n) der Auftriebskörper (2.1 - 2.n) bestimmt wird, eines oder mehrere der folgenden Merkmale aufweist: - diese erzeugt einen aerodynamischen Auftrieb während des Fluges des aerostatischen Auftriebsgerätes (1); - diese hat mindestens eine synklastische oder antiklastische Krümmung an der Oberfläche der äußersten Hüllen (4.n) der Auftriebskörper (2.1 - 2.n); - diese hat in der Frontansicht des aerostatischen Auftriebsgerätes (1) einen kreisförmigen, ellipsenförmigen, halbkreisförmigen, halbellipsenförmigen, spitzbogenförmigen, parabelförmigen, tropfenförmigen, eiförmigen, rechteckigen, trapezförmigen, rautenförmigen oder gleichdickförmigen Umriss; - diese hat in der Seitenansicht des aerostatischen Auftriebsgerätes (1) einen kreisförmigen, ellipsenförmigen, halbkreisförmigen, halbellipsenförmigen, spitzbogenförmigen, parabelförmigen, tropfenförmigen, eiförmigen, rechteckigen, trapezförmigen, rautenförmigen oder gleichdickförmigen Umriss, wobei eine Symmetrieachse des Umrisses, und damit der Umriss selbst, vertikal ausgerichtet, nach vorne oder nach hinten geneigt ist; - diese hat in der Front- oder Seitenansicht des aerostatischen Auftriebsgerätes (1) einen rechteckigen, trapezförmigen, rautenförmigen oder gleichdickförmigen Umriss, welcher an mindestens einer Ecke oder Kante abgerundet ist.
  49. Funktionssystem nach Anspruch 46 bis 48, dadurch gekennzeichnet, dass die Atmosphäre, in dem sich das aerostatische Auftriebsgerät (1) befindet, die Atmosphäre eines Planeten, insbesondere der Erde, des Mars und der Venus, ist, und dass die Volumen des atmosphärischen Mediums (5.1 - 5.n) aus der jeweiligen Atmosphäre oder dem jeweiligen atmosphärischen Medium, in dem sich das aerostatische Auftriebsgerät (1) befindet, bestehen oder bezogen werden.
  50. Funktionssystem nach Anspruch 46 bis 49, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Lastabtragungssystem nach einem oder mehreren der vorigen Ansprüche hat.
  51. Funktionssystem nach Anspruch 46 bis 50, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Redundanzsystem nach einem oder mehreren der vorigen Ansprüche hat.
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