Giganten der Lüfte – Historische Luftschiffe als Modelle fürs Wohnzimmer

[Dix]

Moin.

Sehr spannend. Und auch die erdorderliche Kreativität.

Könnte das funktionieren? Und was würde es wiegen?
Schlaufe um eine Zelle. Diese zieht die Zelle wie mit einer Segelwinde ein Stück zu und komprimiert den Inhalt. Der Auftrieb nimmt ab. Locker lassen, entspannt und gibt wieder mehr Auftrieb.
Archimedischer Taucher. Dann wäre es richtig aerostatisch...

 

[Graf Ferdinand]

Hm. Das Prinzip der Schwimmblase bei Fischen. Meines Wissens im Modellbau noch nicht umgesetzt. Bei neueren Luftschiffen im Prinzip schon.

Es gibt da ein neues motorloses, mit Solarzellen ausgestattetes Luftschiff, den Phoenix, das am Rand der Atmosphäre als erdnaher Satellit fungieren soll. Da geschieht die Auftriebssteuerung mit einem Ballonett, einer weiteren Blase innerhalb der Heliumzelle. Pumpt man da Luft rein, wird der Auftrieb geringer, das Schiff sinkt. Luft raus – Schiff steigt, gleichzeitig schiebt es sich vorwärts ...

 

[Graf Ferdinand]

Baufortschritt

Ich habe jetzt alle Teile der Außenhülle soweit fertig, dass ich sie wiegen kann. Unter 80 Gramm muss ich bleiben und komme derzeit – Hurra! – auf 73. Wird knapp, vermutlich eine Punktlandung ... denn noch sind ja nicht alle Teile verklebt.

Ein weiteres Problem:



So sehen die Stoffbahnen unbehandelt aus. Und hier habe ich eine mal versuchsweise mit Acryllack gestrichen.



Das ist genau das optische Ergebnis, das ich eigentlich will!

Aber den Gewichtszuwachs davon kann ich bislang nicht messen ... Soll ich's einfach riskieren und notfalls doch nur zwei Motoren für die Steuerung verwenden?

Achwas, ich überlege mir einige Abschnitte, lackiere die und messe dann den Gewichtszuwachs, so viel wird's schon nicht sein ...

 

[Graf Ferdinand]

Tja, jetzt weiß ich's: der Lack kostet mich ca. 5 g/m², die ich eigentlich nicht habe.

Da ich aber um die Hecklastigkeit des Modells auszugleichen, vorne eh noch was brauche, riskiere ich es und werde wenigstens den Bug des Luftschiffs damit veredeln.

 

[Graf Ferdinand]

Der Anfang ist gemacht.

 

[Graf Ferdinand]

Da es nach einem kleinen Bau-Unfall (ich habe die Gaszelle im Befüllungs-Test aus Versehen zu stark aufgepumpt, und da hat es die Außenhülle zerrissen) nun erstmal eine Weile dauern wird, bis ich die Schäden an LZ 120 ausgebessert habe, zunächst ein paar Gedanken über andere Möglichkeiten, einen solchen Mini-Zeppelin als flugfähiges Modell zu bauen.

I. Blimp

Unter uns Fachleuten werden die Blimps von Alan Sherwood nach historischem Vorbild besonders bewundert.
Leider kennen wir nur das Prinzip (Blimp aus Ballonfolie) und nicht die genauere Ausführung (Maße, Ausführung, Bestückung). Der Erbauer hüllt sich dazu in Schweigen. Ihr seid herzlich eingeladen mitzurätseln ...

Hier ein Link auf RC-Network-Material: https://www.rc-network.de/threads/alan-sherwoods-neue-l9-lz36.796800/

II. Zeppelin-Segment

Für einen Bastelkurs mit Kindern habe ich mal versucht ein Zeppelin-Segment aus Styropor um einen 40 cm-Folienballon herum zu bauen. Und das hat einwandfrei geklappt. Ich habe bloß kein Foto, weil mir das zarte Gebilde – es wog gerade mal 8 Gramm, bei 37 cm Länge – beim Transport kaputt gegangen ist. Euch Tüftlern sei das Prinzip aber hier verraten:

Material​

4mm-Dämmplatten (500x1000mm vom Baumarkt) aus EPS​

Polyester-Nähgarn​

1 Folienballon (ca. 40 cm Durchmesser)​

Abdeckfolie oder Solarballonfolie​

Styroporkleber​

Zeichenkarton 50x50 cm​

Auf den Zeichenkarton zeichnet ihr 1 Kreis mit 20 cm Radius und teilt ihn mit dem Winkelmesser (45°) in acht gleiche Segmente. An den Kreis-Schnittpunkten stecht ihr nun mit einer Reißzwecke oder ähnlichem Löcher durch den Karton und bekommt so eine Achteck-Schablone für die zwei Ringträger des Luftschiff-Segments.

Dann übertragt ihr mit der Schablone die Punkte auf 2 Dämmplatten und könnt nun anhand dieser Markierungen 2 Ringe mit einer Breite von nicht mehr als 4 bis 5 mm aus der Platte ausschneiden. Als nächstes geht es an die Längsträger. Schneidet einfach 8 Träger von 37cm Länge und 4 mm Breite von der Dämmplatte ab.

Dann klebt ihr die Längsträger von außen an die 8 Ecken der Ringträger, so dass eine Art Käfig, das Luftschiff-Segment, entsteht.

Hier könnte man jetzt einfach schon den Folienballon einsetzen, mit Helium befüllen und das Gestell schweben lassen. Aber dann verbiegen sich die oberen Längsträger, die auf dem Ballon draufliegen so unschön. Daher muss nun die Gaszelle mit einer Art Netz abgefangen werden. Dazu wickelt ihr nun den Polyesterfaden so durch das Gitter und um die Enden der Längsträger, dass sich immer zwei Fäden unter einem Längsträger kreuzen. Tipp: immer ein Ende eines Trägers mit einem gegenüberliegenden Ende des übernächsten Trägers über Kreuz verbinden. Auf diese Art und Weise wird der Auftrieb des Folienballons abgefangen und in Zugkräfte umgewandelt, die die Längsträger minimal stauchen. Zuletzt könnt ihr noch eine Hülle aus Abdeckfolie oder schwarzer Solarballon-Folie um das Segment herum kleben.

Bei meinem Versuch kam ich auf 8 g Gewicht, und musste 4 g Ballast dranhängen, damit das Teil schwebte ... Nicht schlecht, oder? Und so ein Folienballon kann lange schweben. Auf die Art und Weise könnte man nun vielleicht einen der nachtschwarzen Super-Zeppeline des ersten Welkriegs recht detailliert nachbauen. Man müsste das vorher nur sauber durchrechnen. Bin schon gespannt, wann ich hier das erste Modell davon sehe ...

 

[Graf Ferdinand]

Vielen Dank an Dirk für deine Hinweise! (Ich nehme alles zurück, was ich in #26 gesagt habe, Alan gibt natürlich bereitwillig Auskunft. Folgt einfach nochmal dem Link dort.) Hier also nach seinen Angaben die (zum Teil von mir ergänzten) Daten eines seiner bahnbrechenden Modelle.

Alan Sherwoods LZ 5 – Technische Daten

Maßstab: 1 : 100
Länge: 136 cm
Durchmesser: 13 cm
Volumen: 15 l
Auftrieb: max. 17 g
Hüllgewicht inklusive Gerippe: 12 g
Modellspezifika, Ruder, Mechanik, Elektronik: weniger als 5 g

Materialien

5 Mikromillimeter dicke, metallbedampfte Mylar-Folie
0,3 mm dicke Kohlefaserstäbe als Längsträger und Ringträger

Bauweise

Blimp mit eingeklebtem Gerüst aus Kohlefaserstäben. Bug und Heck wurden um Holzformen herum gebaut, die Folie auf dem Gerüst verklebt und die Formen entfernt. Am zylindrischen Abschnitt wurden die Längsträger auf einer Rechteckfolie verklebt, dann aufgerollt, mit (mindestens 2, wahrscheinlich 3) Ringträgern aufgespannt und mit Bug und Heck verklebt.

Besonderheiten

Seitenruder ferngesteuert (!). Zwei Propeller über der vorderen Gondel. Drucklose Gasfüllung. Durch eine Öffnung an der Unterseite wird Gas eingefüllt, während durch eine andere Öffnung Luft entweicht, bis eine Füllung mit ca. 97% Helium erreicht ist. Dazu muss wegen der Durchmischung der Gase beim Befüllen etwa die doppelte Menge Helium verwendet werden. Bei dreifacher Menge werden sogar 99% erreicht.

Der Fachmann staunt, und der Laie fasst es nicht ...

Das nenne ich Leichtbau in extremis.

 

[Graf Ferdinand]

(Korrektur, s. Material: 4 Mikromillimeter dicke, metallbedampfte Mylar-Folie ... )

 

[Graf Ferdinand]

Segment eines Zeppelins mit Ringen und Trägern aus EPS-Dämmplatten, Aufbau und Material wie in #26 beschrieben.



Noch ohne Hülle, aber mit 12 (!) Längsträgern. Der Aufbau:



Ein Ring mit 12 Ecken und einer Zeppelin-Reminiszenz, daneben die Längsträger.



Der Träger werden angeklebt, die Verspannung ist angebracht und das Gewicht ohne Hülle liegt bei 7g.

Warum habe ich so viel Platz um den 40 cm-Ballon gelassen? Nun, wie man sieht, ist der Ballon nicht exakt rund und bläht sich zum Ventil hin auf. Wenn ich nun ein ganzes Modell so bauen will, brauche ich den großen Durchmesser, um einzelne Abschnitte des Luftschiffs mit den Folienballons von der Seite füllen zu können, ohne dass die Hülle ausbeult. Außerdem benötigt die Netzverspannung auch etwas Luft. Und man hat Platz für Technik. Sicher lässt sich aber in der Länge noch Gewicht einsparen.

Mit dieser fragilen Konstruktion kann man nun zerlegbare Luftschiffe Zeppelin'scher Bauart bis zu 4 und 5 m Länge basteln, die lange guten Auftrieb haben, und das bei einer Nutzlast von mindestens 3, eher 5 Gramm pro Zelle ... Da kann man dann in in der Summe schon ein paar Gondeln, Motörchen und Extras dranhängen.

Und die Kosten! Eine Dämmplatte hab ich für das Segment gebraucht – weniger als 1 Euro ... (gut, der Ballon kostet ca. 3 € und benötigt ca. 17 l Helium.) Aber das Ding fliegt dann Wochen!

 

[Graf Ferdinand]

Auf diesem Bild des schwebenden Segments kann man gut sehen wie die Zugkräfte des Fadens auf die Längsträger wirken ... (und den Schaumstoff verbiegen).

 

[Graf Ferdinand]

Doch zurück zu LZ 120. Der Bugabschnitt meines Prototyps ist fertig.



Es folgen die Reparaturen am Heck.

Da ich nicht genau weiß, wieviel Auftrieb das fertiggestellte Modell tatsächlich haben wird, bleibt es spannend.

Wieviele Motoren wird das Luftschiff tragen können, drei, zwei, oder ... ?

 

[Dix]

Zum persönlichen Amüsemeng:

RC Blimp

I've seen radio controlled blimps flown around at AERO in Friedrichshafen. They are so cool! Definitely another item on the extremely long list of things I'd like to try, if I had the chance, but not badly enough to actually take initiative. I guess you can only really fly these things indoors...

www.chickenwingscomics.com

 

[Graf Ferdinand]

Damit wir ein bisschen den Überblick behalten, habe ich hier jetzt für euch eine kleine Übersicht.
Auch damit ihr leichter entscheiden könnt, was ihr selbst mal bauen wollt ...

Typen von RC-Luftschiffen nach Bauweise und Baugröße ​

Blimp

Eine gasgefüllte pralle Hülle, meist aus Mylar oder Spezialfolien aus dem Luftschiffbau, an der Leitwerke, eine Motorgondel, Kameras etc. befestigt werden können. Mögliche Baugrößen: von sehr groß (Outdoor, viele Kubikmeter Kapazität) bis sehr klein (Indoor, wenige Liter) ist alles möglich.
Vorteile: je nach Vorliebe kann man ein pfeilschnelles Regatta‐Gerät oder ein kameratragendes Schwebeteil bauen. Das Traggas bleibt länger erhalten, daher lange Flugdauern möglich. Abgebaut geringster Platzbedarf.
Nachteile: eine pralle Zelle benötigt etwas mehr Füllung.
Beispiele: Santos-Dumont VI, Goodyear-Blimp, Silent Runner und Windreiter-Rennluftschiffe.

Klassisches Starrluftschiff (Zeppelin)

Starre Gerüstkonstruktion aus Balsa o.ä., die mit einer Außenhülle aus Folie, Japan-Papier oder Seide überzogen ist. Im Innern eine oder mehrere Gaszellen z.B. aus Kondensatorfolie. Größe stark abhängig von der Art der verwendeten Materialien, bisher von sehr groß (8 m und mehr) bis ca. 2,5 m (selten). Neue Bauweisen und moderne Materialien ermöglichen zunehmend kleinere Modelle.
Vorteile: beeindruckende Optik – Modellbauers Freude.
Nachteile: meist nur für Hallenflug geeignet, Befüllung großer Modelle sehr kostspielig, diese erfordern auch komplexe Logistik bei Bau, Aufbewahrung und Transport.
Beispiele: Hindenburg, Macon, Shenandoah. Mein Bodensee-Modell LZ 120 hier im Forum.

Starrluftschiff offener Bauweise

Ein starrer Auftriebskörper, z.B. ein Gerüst aus dünnster Kohlefaser, das mit gasdichter metallbedampfter Folie überzogen wird. Auf Gaszellen kann daher verzichtet werden. Durch Öffnungen an der Unterseite (die nicht unbedingt verschlossen werden müssen) wird das Gas drucklos eingefüllt. Ermöglicht sehr kleine und leichte Modelle, aber noch sehr selten umgesetzt.
Vorteile: geringe Größe, geringster Gasbedarf, Mechanik und Elektronik kann beliebig im Modell angebracht werden.
Nachteile: Bau erfordert evtl. spezielle Kenntnisse, kleine Modelle haben mitunter nur sehr kurze Flugzeiten von wenigen Minuten, bis wieder Gas nachgefüllt werden muss.
Beispiele: Metallluftschiff von D. Schwarz (1898), Alan Sherwoods Modelle von R 101, LZ 5, LZ 36 L 9 (in #27 fälschlicherweise als Blimp bezeichnet).

 

[Johannes Eissing]

I guess you can only really fly these things indoors

Weit gefehlt. Mein britischer Freund Marti Hill fliegt seinen 1m³ Blimp um die 50 Mal pro Jahr draussen. Wir waren mit einer Gruppe von Aerarium Luftschifftechnik e.V. vorletztes Jahr in Eisenach beim Fliegerlager der Luftsportjugend:

https://www.youtube.com/embed/qPtNWL1nT7w?wmode=opaque&start=0

 

[Johannes Eissing]

Hast Du eigentlich schon diese DMAX Episode gesehen? "Die Modellbauer - Das Duell: Luftschiffe"

Die Modellbauer - Das Duell - Luftschiffe

Nur ein Gramm zu viel und das Modell hebt nicht in die Luft ab. Beim Konstruktions-Wettstreit sind dieses Mal viel Rechenarbeit und Planung von Nöten, denn die Tüftel-Cracks versuchen sich an fragilen Luftschiffen. Duellant Andreas baut die "Bodensee LZ 120" nach. Dabei kommen Balsaholz und...

dmax.de

DMAX fragte bei der Bundeskommission Modellflug im DAeC nach Themen für "Die Modellbauer". Ich habe dann die Düsseldorfer "Windreiter" http://windreiter.de/ und den Berliner "Aerarium Luftschifftechnik e.v." http://www.aerarium.de/#home aufeinanderhehetzt
Herausgekommen sind ein Zeppelin NT Modell und eine LZ-120 Bodensee in Balsaholz/Papier Bauweise, in einem Mix aus "Skin on Frame" und "Stitch and glue".

 

[Graf Ferdinand]

Jau, kenne ich – und habe Tränen gelacht über den alten Juror ("DAS IST NICHT SCALE!") ...

 

[Erichder5te]

Richtig tolles Projekt.
Ich hatte Ende 2019 auch angefangen die Bodensee zu bauen, war aber mit dem Gewicht nicht ganz zufrieden und hab dann nicht weitergebaut.
Ich hatte aber den Anspruch 17 Längsträger zu verwenden wie beim Original. Die Außenhülle war eine normale Mülltüte, die ich je nach Gewichtsüberschuss silbern angesprüht hätte. Gerüst bestand aus Depron geklebt.
Ich war mir noch nicht sicher mit dem Material für die Gassäcke. normale Mülltüte ist leicht aber das He sollte ja wenigstens ein paar stunden halten.
Unsere normale Folie ist mit ca 30g/m² zu schwer. Rettungsdecke hatte ich mir noch überlegt....
Vielleicht sollte ich das Projekt wieder weitermachen...

 

[Graf Ferdinand]

Sieht klasse aus, Respekt! Tipp: Wenn du die Außenhülle nach oben hin dicht hinbekommst, kannst du vielleicht sogar auf Gaszellen verzichten ... s.o. # 33.

Wie groß planst du denn?

 

[Dix]

Na hoffentlich nicht soooo groß

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[Erichder5te]

Das ist zu lange her, ich find die Excel nicht mehr, ich glaube auch so um die 2-2,5m länge.
Die Gondel liegt noch bei mir rum, das Segment, was exakt dem Segment entspricht welches der Bodensee später hinzugefügt wurde existiert noch...
Ich hatte auch geschaut ob man die LZ120 in HO bauen könnte, aber das war mir dann doch zu klein.