Auftriebsausgleich

Der statische Auftrieb von Luftschiffen ist während einer Fahrt nicht konstant. Es müssen daher Maßnahmen getroffen werden um den Auftrieb und damit die Flughöhe zu steuern.

Verantwortlich für die Veränderungen sind verschiedene Effekte:

Änderung der Lufttemperatur (und damit der Dichte der Luft)
Änderung der Traggastemperatur (z.B. durch Aufheizung der Hülle durch die Sonne)
Verbrauch von Kraftstoff
Aufnahme von zusätzlichem Ballast (z.B. Niederschlag auf der Hülle)
Abgabe von Ballast (z.B. Während eines Flugmanövers)

Luftschiffe können diese Auftriebsänderungen auf verschiedene Arten ausgleichen.

Nutzung des dynamischen Auf- bzw. Abtriebs
Auftriebserhöhung durch Ballastabgabe. Dies geschieht meist durch Ablassen von speziell dafür mitgeführtem Ballastwasser. Bei Ballons werden häufig Sandsäcke abgeworfen
Auftriebsverringerung durch Ablassen von Traggas oder Aufnehemen von zusätzlichem Ballast.
Durch Veränderung der Dichte des Traggases (Erwärmen=Auftriebsteigerung, Abkühlen=Auftriebsverringerung)

Auftrieb durch Kraftstoffverbrauch

Vor allem bei den historischen Zeppelinen wurde der Problematik des zunehmenden Auftriebes durch Verbrauchen des Kraftstoffes einige Aufmerksamkeit geschenkt. Bei einer Fahrt von Frankfurt nach Lakehurst mit einem Luftschiff in der Größe der Hindenburg wurden etwa 54 t Dieselöl verbraucht. Dies entspricht dem Auftrieb, den 48.000 Kubikmeter Wasserstoff erzeugen. Vergleicht man diesen Wert mit dem Gesamttraggasvolumen von fast 200.000 m³ so erkennt man, daß dies fast ein Viertel des Gesamtvolumen ausmacht. Diese Menge mußte dann am Zielflughafen durch neues Traggas ersetzt werden.

Auftriebsausgleich

Man verfolgte bei Zeppelin zwei Strategien, um das Ablassen von Traggas zu vermeiden

Verwendung eines Kraftstoffes, der die gleiche Dichte wie Luft hatte und daher keine Auftriebssteigerung beim Verbrauch verusacht.
Gewinnung von Ballast während der Fahrt. Man beschäftigte sich praktischerweise mit der Gewinnung von Wasser als Ballast.

Der Zeppelin NT besitzt keine speziellen Einrichtungen zum Ausgleich des Auftriebsgewinnes durch den Kraftstoffverbrauch. Er kompensiert dies zum einen durch ein Startgewicht, daß über dem Auftrieb liegt, so daß beim Start und während des Fluges ein Teil des Auftriebes durch die Motoren erzeugt wird (dynamischer Auftrieb). Genauso kann er, falls er während der Fluges leichter als Luft wird, mit Hilfe der schwenkbaren Motoren landen und dann am Boden wieder Ballast aufnehmen. Die relativ geringe Größe und eine Reichweite von "nur" 900 Kilometern im Vergleich zu den historischen Zeppelinen erlaubten den Verzicht auf eine Ballastgewinnungsanlage.

Kraftgas

Als Kraftstoff mit einer Dichte ähnlich bzw. gleich der von Luft kommt nur ein Gas in Frage.

Wasserstoff

Es gab Versuche eines Teil des Traggases Wasserstoff in den Motoren als Kraftgas zu verbrennen. Die Versuche waren jedoch nicht sehr erfolgreich und diese Möglichkeit der Auftriebsverringerung entfiel mit der angestrebten Nutzung von Helium als Traggas.

Blaugas

Als Kraftgas wurde daher sogenanntes Blaugas verwendet.

(LZ127)

Die Bezeichnung Blaugas geht auf den Augsburger Chemiker Hermann Blau zurück, der 1905 erstamls Blaugas produzierte. Verschiedene Quellen legen den Schluß nahe, daß es sich dabei um Propan, Butan, bzw. einer Mischung handelt, die normalerweise in Form von Flüssiggas bekannt ist.

Ballastwassergewinnung

Im Luftschiffbetrieb ergaben sich vier Quellen für Wasser: Luftfeuchtigkeit, Niederschläge auf die Hülle, Gewässer am Boden (Meer, Flüsse, Seen...) sowie das Wasser, das bei der Verbrennung des im Kraftstoff enthaltenen Wasserstoffs und dem Luftsauerstoffs entsteht.

Tau und Regenwasser der Hülle

Bei den Luftschiffen LZ127 "Graf Zeppelin und LZ129 "Hindenburg" wurden versuchsweise Regenrinnen am Rumpf angebracht, um während der Fahrt Regenwasser zu sammeln und so die Ballastwassertanks zu füllen. Dieses Verfahren ist jedoch stark wetterabhänging und daher nicht zuverlässig anwendbar.

Wasseraufnahme vom Boden

Gewässer (Ozean, Seen...), Ballastschöpfer LZ129

Silica-Gel-Verfahren

(Bindung von Wasser aus der Luftfeuchtigkeit) LZ129

Kondensation der Abgase

Das vielversprechensde Verfahren zu Ballastgewinnung währden der Fahrt ist die Kondensation der Abgase. Kraftstoffe bestehe heute i.d.R. aus Kohlenwasserstoffen. Bei ihrer Verbrennung entsteht hauptsächlich Wasser und Kohlendioxid. Normalwerweise werden diese Reaktionsprodukte der Verbrennung durch den Auspuff in die Umgebung abgegeben. Kühlt man die Abgase jedoch ab, so kondensiert das Wasser und kann aufgefangen werden.

Für diese Verfahren sind jedoch aufwendinge Abgaskühler notwending.

Bereits bei LZ13 "Hansa" wurde eine von Wilhelm Maybach im Auftrag von Graf Zeppelin entworfene Anlage getestet. Die Versuche waren jedoch nicht zufriedenstellend, so daß sie vorerst aufgegeben wurden.

(LZ126, LZ129, LZ130, USS Akron, Cargolifter)

Traggasvorwärmung