Überschall-Zeppelin

Bis in die 1930er Jahre waren Leichter-als-Luft-Flugzeuge die bevorzugte Methode für Langstreckenflüge. Dies war auf das relativ niedrige Leistungsgewicht moderner Flugzeugtriebwerke und ihre schlechte Kraftstoffökonomie zurückzuführen. Ein Luftschiff leichter als Luft (Luftschiff, Zeppelin oder andere LTA-Fahrzeuge) verdrängt die Luft und ist daher für den Auftrieb nicht auf die Leistung des Motors angewiesen. Ein Motor (oder Motoren) mit relativ geringer Leistung reicht für die meisten Flugregime aus.

Da sich die Triebwerkstechnologie in dieser Zeit jedoch nicht sehr schnell weiterentwickelt, sind die verschiedenen Militärstreitkräfte der Welt zu dem Schluss gekommen, dass Langstreckenbombardements von Luftschiffen durchgeführt werden müssen. Natürlich muss ein Luftschiffbomber mit großer Reichweite sehr schnell fliegen, um Ziele in einem akzeptablen Zeitrahmen zu erreichen und feindlichen Jägern auszuweichen. Betrachtet man die Situation, scheint das Problem unüberwindbar, oder doch?

Um Ziele schnell zu erreichen und feindlichen Jägern auszuweichen, muss sich der Luftschiffbomber viel schneller bewegen als jedes vorhandene Flugzeug und auch schnell genug, um der Entdeckung durch Luftbeobachter und Flugabwehrkanonen am Boden zu entgehen. Einige fortgeschrittene Denker glauben, dass die Luftschiffe mit über 1236 km/h fliegen müssen, der Schallgeschwindigkeit in der Atmosphäre! Während kein Motor oder eine Kombination aus Motoren und Luftschrauben in der Lage zu sein scheint, diese Kunststücke zu vollbringen, denken fortgeschrittene Denker in einigen Nationen anders:

In den Vereinigten Staaten ist die US-Marine auf Robert Hutchings Goddard und seine Experimente mit Flüssigtreibstoffraketen aufmerksam. Der neue deutsche Bundeskanzler wurde über die Aktivitäten des VfR (Verein für Raumschiffahrt) informiert, und in der Sowjetunion wird die Raketenforschung von GRID (Group for the Study of Reactive Motion) durchgeführt. Die Raketenforschung ist im britischen Empire nicht so weit fortgeschritten, aber da arbeitet dieser Frank Whittle an einem, wie er es nennt, "Düsen"-Triebwerk.

Während das Fliegen des gesamten Profils mit Überschallgeschwindigkeit vielleicht etwas ehrgeizig ist, wie können unsere verschiedenen Streitkräfte mit einem Langstreckenbomber, der leichter als Luft ist, mindestens Überschallgeschwindigkeit über dem Ziel erreichen? Gehen Sie im Allgemeinen von der Technologie der 1930er-Ära für Luftschiffe, Antriebssysteme und Bomben und Bombenvisiere aus, aber einige Handbewegungen sind akzeptabel.

Versuchen Sie, mit einem Heliumballon im Schlepptau zu fahren, und Sie werden bald die Probleme erkennen, die damit verbunden sind, ein solches Fahrzeug wirtschaftlich rentabel zu machen.
Mit Überschallgeschwindigkeit brauchen Sie weder Flügel noch Auftrieb mehr. nasa.gov/topics/history/M2_F1.html
@Mołot auf den Punkt gebracht; "Überschallauftrieb"? Das ist kein Ding. Überschallluft strömt als komprimierbares Fluid, dessen Dichte nicht konstant ist.
Ben Bova war mit seiner Kurzgeschichte „The Great Supersonic Zeppelin Race“ der Erste. Ursprünglich veröffentlicht in THE FAR SIDE OF TIME (1974) und nachgedruckt in seiner Sammlung MAXWELL'S DEMONS (1978). Bova sagte, die Idee begann mit einem Mittagessen, bei dem zwei Aerodynamiker versuchten, sein Bein über ein SSZ zu ziehen, und sich schließlich davon überzeugten, dass die Idee solide sei. Als Bonus erzeugt ein SSZ keinen Überschallknall.
Hast du eine Beschreibung, wie das funktioniert hätte?
@Thukydides: Der Busemann-Doppeldecker ist ein Aufbau mit zwei Flügeln, die Gegenwirbel zwischen sich erzeugen, die den Überschallknall verhindern. Der Haken ist, dass es auch den Auftrieb negiert. In der Geschichte bauen sie es als "Flügelring" um den Zeppelin, um zu verhindern, dass es ein "Ende" gibt, um Wirbel zu erzeugen.
Wenn dies möglich wäre, vermute ich, dass einige Leute ziemlich reich werden würden, wenn sie es verkaufen würden: D
4 Jahre und es wurde keine Antwort gefunden? Verdammt. Ich möchte helfen, da ich bereits ähnliche Fragen im Kopf hatte. Ich kenne jedoch keine konkreten Berechnungen, um zu sehen, ob dies möglich ist.

Antworten (5)

Abgesehen von der Tatsache, dass es selbst mit moderner Technologie im Grunde unmöglich ist, einen Überschallbomber zu bauen, der leichter als Luft ist, wären Ihre Streitkräfte, wenn sie über diese Art von Technologie verfügten, weitaus besser bedient, wenn sie diese Technologie zum Bau eines konventionellen verwenden würden , schwerer als Luftbomber, der viel leistungsfähiger, viel einfacher, viel weniger verwundbar und viel zuverlässiger war, oder einfach eine ballistische Rakete bauen, die stattdessen die Arbeit erledigen könnte.

Es gibt einen Grund, warum die Deutschen aufgehört haben, Zeppeline für militärische Zwecke zu verwenden, und es war nicht wegen des eingeschränkten Zugangs zu Helium. Luftschiffe sind langsam und haben niedrige Einsatzgrenzen, und schon im Ersten Weltkrieg waren sie unglaublich anfällig für Bodenfeuer oder Luftangriffe. Mit der Technologie der 1930er oder des frühen Zweiten Weltkriegs wären Jäger um sie herumgeflogen, und Flugabwehrkanoniere am Boden hätten sie mühelos zerstört. Außerdem wären Zeppeline mit der Entwicklung des Radars in dieser Zeit von extrem weit draußen sichtbar gewesen, hätten Verteidiger reichlich gewarnt und garantiert, dass ihre Ziele bereit und warten würden.

Was machbar wäre , wäre, Ihre Luftschiffe als "Träger" oder "Mutterschiffe" fungieren zu lassen, die Langstreckenreise mit viel langsamerer Geschwindigkeit durchzuführen (die im Ersten Weltkrieg verwendeten Zeppelin-Bomber hatten eine Reisegeschwindigkeit von ~40 Meilen pro Stunde) und dann einzusetzen Langstreckenraketen wie die V-1 oder "Parasiten"-Bomber , die dann das Ziel mit hoher Geschwindigkeit angreifen würden. Dem könnte jedoch entgegengewirkt werden, indem Ziele mit Langstrecken-Patrouillenbooten und Radarschirmen abgeschirmt werden, um ein Abfangen zu ermöglichen, bevor die Zeppeline in Startreichweite gelangen.

Wie eine Steampunk-Version der Schwebeträger aus der Avengers-Serie?

Bei Speed ​​braucht man keinen Auftrieb

Der einzige Vorteil, den Luftschiffe gegenüber geflügelten Flugzeugen bieten, besteht darin, dass Luftschiffe keine Geschwindigkeit zum Fliegen benötigen, während Tragflächen dies tun. Und für kurze Zeit in der Geschichte bedeutete dies, dass Luftschiffe mehr heben konnten als Flugzeuge, weil Motoren nicht stark genug waren, um ein Flugzeug anzutreiben, das so viel heben konnte wie ein Luftschiff, und zwar mit der erforderlichen Geschwindigkeit.

Aber seit es Motoren gab, die Flugzeuge antreiben konnten, die 10 Tonnen oder mehr tragen konnten, boten Luftschiffe keinen Vorteil gegenüber Starrflügelflugzeugen(*). Um 10 Tonnen zu transportieren, warum eine 40-köpfige Besatzung aufwenden, mit einer Geschwindigkeit von 10 000 ft und 130 km/h fliegen , wenn Sie die gleiche Fracht mit einer 11-köpfigen Besatzung auf 30 000 ft mit einer Geschwindigkeit von 570 km/h befördern können ?

Statischer Auftrieb hat seinen Nutzen. Aber sobald Sie eine Fluggeschwindigkeit von 200 km/h oder mehr erreichen können, schlagen Tragflächen jedes Mal Aerostaten .

(*) ...mit Ausnahme von immensem Komfort und Luxus für die Passagiere

Dynamischer Auftrieb wäre also der Schlüssel zum Fliegen mit höherer Geschwindigkeit. Angenommen, es gibt keine Motoren, die die von Ihnen eingestellte Leistung erreichen können (der Grund dafür), wie würden Sie die Hüllkurve neu anordnen, um sowohl statischen (bei niedriger Geschwindigkeit) als auch dynamischen (bei hoher Geschwindigkeit) Auftrieb zu bieten?
"Dann wäre also dynamischer Auftrieb der Schlüssel zum Flug mit höherer Geschwindigkeit" Es tut mir leid ... was ?! Nein, umgekehrt: Geschwindigkeit ist der Schlüssel zum dynamischen Heben, und dynamisches Heben ist weitaus effizienter als statisches Heben. Aus diesem Grund sieht man nicht viele Helium- oder Wasserstoffvögel, sondern nur die einfache alte Klapperart. Sobald Sie genug Geschwindigkeit haben, um dynamisch zu heben, ist statisches Heben nur eine Verschwendung von Mühe, und da die Prämisse der Frage war, dass Sie ein Überschallfahrzeug wollten ... dann lautet die Antwort: nein ... kein Super- akustische Zeppeline. Es gibt nichts, was Sie tun können, damit sich der Aufwand lohnt.
Verweilzeit. Aerostaten ermöglichen Verweilen ohne Treibstoffverbrauch.

Ich bin kein Experte in der Luftfahrt, aber basierend auf dem ersten Überschallflug (The Bell X-1) versuchen Sie so etwas (soweit ich das beurteilen kann, benötigen Sie jedoch eine Handbewegung, um zu verhindern, dass das Ding entweder explodiert oder auseinanderreißt sobald die Beschleunigung beginnt):

  • Das Schiff hätte einen soliden Rahmen und eine harte Außenhülle. Die darin enthaltenen Gassäcke.
  • Um den Luftwiderstand zu verringern, sollte die Gondel entweder in den Aufbau einfahren oder in erster Linie intern sein.
  • Der Aufbau muss nicht nur möglichst aerodynamisch sein, sondern auch den beim Beschleunigen auftretenden g-Kräften standhalten. Die Gassäcke müssen außerdem stark genug sein, um nicht zu platzen.
  • Stabilisierende Flügel und ein Leitwerk (damit das Schiff nicht korkenzieht, sobald der Jet/die Rakete startet).
  • Heckmontierte Raketen/Düsentriebwerke für Mach-1-Bursts und einziehbare Propeller/Schrauben für den Standardflug.

Sie könnten es ein wenig glaubwürdiger machen, indem Sie diese Schiffe massiven Schaden erleiden lassen, wenn sie einen Mach-1-Stoß ausführen, und ihn nur in schlimmen Notfällen einsetzen oder ihre Nutzlast abliefern, bevor sie untergehen*.

*Tatsächlich wäre die Verwendung kleinerer Selbstmordluftschiffe dieses Designs (bemannt oder unbemannt) eine interessante Abwehr gegen Bomber.

Ehrlich gesagt, selbst wenn das Überschallluftschiff solche Geschwindigkeiten aushält, glaube ich nicht, dass es möglich wäre, mit dieser enormen Größe zu manövrieren. Vielleicht könnte es wie der B-2-Stealth-Bomber sein, bei dem er speziell entwickelt wurde, um nicht entdeckt zu werden und gezwungen zu sein, im Grunde in einer geraden Linie zu fliegen.

Luftschiffe fliegen mit Gas, das leichter als Luft ist, meist Wasserstoff oder Helium. Der Gewichtsunterschied ist relativ groß, aber absolut gering. Sie brauchen viel Gas für ihr Gewicht.

Ein großes Volumen bedeutet eine große Oberfläche. Eine große Oberfläche bedeutet viel Luftwiderstand. Formen und Materialien können diesen Effekt mildern, aber nicht lösen.

Um diesen Luftwiderstand zu überwinden, benötigt das Luftschiff leistungsstarke Motoren. Die F-104, die F-15 und die F-22 haben ungefähr halb so viel Nachbrennschub wie ihr geladenes Gewicht. Luftschiffe bräuchten keine widerstandserzeugenden Flügel und würden vom Quadratwürfeleffekt profitieren, aber das wird wahrscheinlich nicht ausreichen.

Wenn es Überschallluftschiffe gibt, dann sind sie groß.

+1 von mir. Sie sagen also im Grunde, dass OP das falsch gemacht hat und er fortschrittlichere Engines braucht, nicht weniger fortschrittliche?
@Mołot, ich glaube, dass Luftschiffe mit einer Geschwindigkeit von über 200 Meilen pro Stunde unnatürlich sind, unabhängig von der Technologie. Es gibt einen Grund, warum alle zu schwerer als Luft gingen.

Ich glaube nicht, dass Überschallluftschiffe lebensfähig sind, aber mit schlechter Triebwerkstechnologie ist das Fliegen wirklich hoch oben eine gute Möglichkeit, sich zu schützen.

Luftschiffe können mit recht kleinen und schwachen Motoren große Höhen erreichen, wenn sie viel (wirklich viel) Platz für Gas haben und eine gute Druckfestigkeit haben. Die relevante Formel für die Größe lautet (p*V)/T = const. Als extremes Beispiel der Explorer-II .

Eine so große Größe macht sie gut sichtbar, obwohl eine Bewaffnung mit so großer Reichweite eine Bedrohung darstellen könnte.