D. Rakov, J. Thorbeck

Die weltweite Anwendung von aerostatisch getragenen Plattformen ist bisher noch auf einige wenige Prototypen begrenzt. Dennoch weisen diese ein signifikantes wirtschaftliches Potenzial auf. Beispielhaft seinen geostationär betriebene Relaisplattformen für Kommunikations- und Überwachungszwecke mit extrem großer Flugdauer oder in verschiedenen Höhen operierende Ballone für Mess- und Beobachtungszwecke genannt. Sowohl der u. U. stark variierende solare Energieeintrag als auch jeder notwendige Flughöhenwechsel erfordern eine gezielte bidirektionale Variation des Auftriebs, was bei passiven Systemen jeweils unter Ballast- bzw. Traggasaufgabe geschieht, wodurch deren Flugzeit stark begrenzt wird. Bei hybriden Aerostatensystemen erfolgt die Auftriebssteuerung durch Hubschub oder, bei angetriebenen Luftschiffen, durch regelbaren aerodynamischen Auftrieb. Beide Varianten benötigen jedoch gespeicherte Energie zur Erzeugung des Auf- bzw. Vortriebs mit der Konsequenz, dass schwere Energiespeicher mitgeführt werden müssen. In dem vorgestellten Papier wird ein Konzept für eine passive aerostatische Auftriebssteuerung vorgestellt, welches darauf beruht, dass Traggas temporär der Traggaszelle entnommen und in leichten Druckgasspeichern neuer Technologie in komprimierter Form gespeichert bzw. aus diesen wieder rückgeführt wird. Da hierbei die Auftrieb erzeugende Traggasmasse bei gleich bleibenden Zellenvolumen verringert und zugleich eine zusätzliche Ballastierung durch das komprimierte Gas erfolgt, stellt sich dieses Prinzip als äußerst effizient dar. Zudem ist es durch zahlreiche Ausführungs- und Kombinationsvarianten sehr vielfältig einsetzbar. Nachteilig erweist sich jedoch der Energiebedarf für die Kompression sowie der bei Höhenplattformen erforderliche Einsatz besonders anspruchsvoller Kompressortechnologie. Erst eine sorgfältige vergleichende Systemanalyse kann Auskunft über die Sinnfälligkeit der verschiedenen Ausführungsoptionen für Auftriebssteuerungssysteme von Aerostaten geben. Es wird daher zunächst eine Übersicht über deren Funktionsprinzipien, spezifische Leistungsparameter sowie die Auswirkungen auf den Gesamtentwurf gegeben und schließlich eine flugmechanische Analyse mit Hilfe einer numerischen Berechnung durchgeführt.

Deutscher Luft- und Raumfahrtkongress 2009, Aachen

Conference Paper

deutsch

21,0 x 29,7 cm, 9 Seiten

DGLR-Bericht, 2009, 2009-04, Deutscher Luft- und Raumfahrtkongress 2009 - Tagungsband - Ergänzung; S.1-9; 2009; Deutsche Gesellschaft für Luft- und Raumfahrt - Lilienthal-Oberth e.V., Bonn

NA

in getr. Zählung;

luftfahrt

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2010