Leichtbaugarage #14 Der letzte große deutsche Zeppelin

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The vehicle

Zu Beginn des 20. Jahrhunderts steckte die Luftfahrt noch in den Kinderschuhen und Flugzeuge wie sie heute zu tausenden um den Globus fliegen waren noch unvorstellbar. Die ersten Flugzeuge wurden oft hauptsächlich aus Holz, Streben, Spanndrähten und Leinwand gebaut und waren eher klein. Gleichzeitig wurden Luftschiffe entwickelt, die man in drei Kategorien einteilen kann.

Prallluftschiffe, bei denen die Hülle durch Überdruck in Form gehalten wird und an der die Gondel und das Leitwerk direkt befestigt sind.

Starrluftschiffe, die ähnlich einem Schiff, einen Kiel und ein festes Gerüst haben, welches von Stoffbahnen umhüllt ist und seinen Auftrieb durch Traggaszellen erhält.

Halbstarre Luftschiffe, die zusätzlich zu einer prallen Hülle an der Unterseite eine Tragstruktur besitzen. Dort sind die Motoren, die Gondel und das Leitwerk befestigt.

LZ 130 Graf Zeppelin II war das letzte deutsche Starrluftschiff und wurde für Atlantiküberquerungen und Reisen in die Tropen konzipiert. Sein Rahmentragwerk wurde aus Duraluminium gefertigt und seine Hülle bestand aus Leinstoff, welcher zum Schutz vor Witterungseinflüssen mit verschiedenen Beschichtungen versehen wurde. Das dem Lack zum Wärmeschutz zugefügte Aluminiumpulver, gab den Luftschiffen ihre charakteristische silberne Farbe. LZ 130 Graf Zeppelin II verfügte über 16 Traggaszellen, die ursprünglich mit Helium befüllt werden sollten, jedoch weigerten sich die USA dieses Gas zu liefern und somit wurde Wasserstoff, trotz seiner Gefährlichkeit verwendet. Um einen Unfall wie des LZ 129 Hindenburg in Lakehurst zu vermeiden, wurden die Verbindungen zwischen Hülle und Tragwerk mit einem leitfähigen Überzug aus Grafit beschichtet.

Die Traggaszellen und die starre Hülle ermöglichten die luxuriöse Ausstattung im Inneren des Luftschiffs. An Bord gab es Lounges, Waschräume, einen Speisesaal, Doppelkabinen für 40 Gäste und weitere Räume für die Unterbringung der Mannschaft, des Gepäcks und den Betrieb des Luftschiffes. Angetrieben wurde es von vier 16-Zylinder-Dieselmotoren von Daimler Benz und Zugpropellern. Die Dauerleistung der Motoren betrug 799 PS und die Höchstleistung 999 PS.

Obwohl für Fahrten in weit entfernte Länder konzipiert, wurde LZ 130 Graf Zeppelin II hauptsächlich innerhalb Deutschlands eingesetzt und absolvierte 30 Fahrten.

Die Ära der großen deutschen Luftschiffe endete noch vor dem Ende des II. Weltkriegs und LZ 130 Graf Zeppelin II wurde, auf politischen Druck hin, 1940 gemeinsam mit weiteren Luftschiffen verschrottet. Heute werden Luftschiffe hauptsächlich für touristische Zwecke eingesetzt.

Luftschiff LZ 130 Graf Zeppelin II – Basisdaten

Quelle: LZ 130

Indienststellung1938
Länge245 m
Durchmesser41,2 m
Volumen200.000 m³
Leergewicht114 t
Zuladung105 t
Nutzlast70 t Wasserstoff/50 t Helium
Vmax135 km/h
Reichweite12.000 km
Unbekannter Autor, Fliegender Zeppelin, Public Domain

The technology

Anfang des 20. Jahrhunderts experimentierte Alfred Wilm damit, verschiedene besonders feste Aluminium-Legierungen herzustellen. Er wendete dabei übliche Verfahren aus der Stahlherstellung auf verschiedene Aluminium-Legierungen an. Dabei stellte er fest, dass die Legierungen nach dem Abschrecken und nach einer Ruhezeit von mehreren Tagen eine höhere Festigkeit und Härte aufwiesen. Dies liegt vor allem daran, dass einige Zeit nach dem Abschrecken eine zuerst unterdrückte Ausscheidung einer zweiten Phase, einer homogenen chemischen Verbindung zweier Metalle, hier zwischen Kupfer und Aluminium, in der Legierung stattfindet. Dies kann sowohl per Kaltauslagern (Raumtemperatur) oder Warmauslagern (höhere Temperaturen) stattfinden.

Wilm’s Legierung enthielt zusätzlich zum Aluminium noch kleine Anteile an Kupfer, Magnesium, Mangan, Silizium und Eisen. Aufgrund seiner Festigkeit wurde die neue Legierung Duraluminium genannt. Heutige höherfeste Aluminium-Legierungen werden trivial auch oft noch so oder ähnlich bezeichnet und vielfach in verschiedenen Branchen eingesetzt.

Der Leichtbau- und Gewichtsmanagement-Aspekt

Wie der Tabelle zu entnehmen ist, hat Duraluminium mehr als die halbe Dichte im Vergleich zu einfachen Stählen. Somit konnte beim Gerippe mehr als die Hälfte des Gewichts gespart werden. Vor allem aber verfügt Duraluminium über eine sehr ähnliche Zugfestigkeit wie einfache Stähle.

Materialvergleich

Quelle

MaterialDichte
[kg/dm³]
E-Modul
[N/mm²]
Zugfestigkeit
[N/mm²]
Dural AlCU4Mg12,75-2,8773.000420-500
Reinaluminium Al99,52,770.00075-100
Unleg. Stahl S3557,9200.000510
Chrom-Nickel-Stahl7,9200.000500-750
Federstahl 54SiCr67,46210.0001450-1750

Dies ermöglichte den Einsatz der großen Gerüste, die die Tragstruktur der Starrluftschiffe bildete. Ein militärisches Luftschiff, LZ 26, war der erste deutsche Zeppelin, dessen Grundstruktur aus Duraluminium gebaut wurde.

Illustration des LZ 130 Graf Zeppelin II

Außerdem verfügte dieser Zeppelin als erster, über eine Ballastwassergewinnungsanlage zum Ausgleich des Gewichtsverlustes durch Kraftstoffverbrauch während der Fahrt. Das Wasser wurde durch Kondensation aus den Abgasen der Dieselmotoren gewonnen. Der bei der Verbrennung entstehende Wasserdampf wurde aufgefangen und abgekühlt. Das somit gewonnene Wasser wurde in die Ballastwassertanks geleitet. Teilweise wurde solches Ballastwasser auch durch Niederschläge an der Hülle oder durch Wasseraufnahmen aus Gewässern befüllt. Der Einsatz der Ballastgewinnungsanlage war jedoch deutlich zuverlässiger und wetterunabhängig.

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