Luftschiff

Ein Luftschiff ist ein Gasballon mit Motoren, Propellern und Rudern, der gegen den Wind oder quer zu ihm fahren kann, statt nur zu treiben. Henri Giffard gelang am 24. September 1852 der erste Motorflug, von Paris nach Élancourt, mit einer Dampfmaschine unter einer langen Hülle. Starre Zeppeline beförderten später Fahrgäste über die Ozeane, bis zum Brand der Hindenburg 1937.

Was es ist

Ein Luftschiff ist ein Luftfahrzeug leichter als Luft, das seinen eigenen Antrieb mitführt und sich steuern lässt. Eine große Hülle enthält ein Gas, das leichter ist als Luft und das Fahrzeug in der Schwebe hält. Motoren treiben Propeller an, die es durch die Luft schieben, und Seiten- und Höhenruder am Heck richten es dorthin, wohin die Besatzung will. Ein Freiballon kann nur steigen, sinken und mit dem Wind treiben.

Es gibt drei Bauarten. Ein Prallluftschiff, auch Blimp genannt, behält seine Form allein durch den Druck des Gases in seinem Inneren, und die Gondel hängt unter der Hülle. Ein halbstarres Luftschiff hat dieselbe unter Druck stehende Hülle, dazu einen steifen Kiel an der Unterseite, der Gondel und Motoren trägt. Ein Starrluftschiff hat ein mit Stoff bespanntes Gerippe aus Trägern, und sein Gas befindet sich in getrennten Zellen innerhalb des Gerippes. Die meisten Starrluftschiffe baute die Firma Zeppelin, deshalb heißen sie oft Zeppeline.

Das erste Luftschiff, das mit Motorkraft flog, baute 1852 der französische Ingenieur Henri Giffard. Seine an beiden Enden spitze Hülle war 44 m lang und fasste etwa 2.500 m³ Gas, nach manchen Berichten 3.200 m³. Ein Netz über der Hülle lief an einer 20 m langen Holzstange zusammen, an deren hinterem Ende ein dreieckiges Segel als Ruder diente. Etwa 6 m unter der Stange hing die Gondel, ein hölzernes Gestell mit einem koksbeheizten Kessel und einer einzylindrigen Dampfmaschine von 3 PS. Die Maschine trieb hinten an der Gondel einen dreiflügeligen Propeller von etwa 3,4 m Durchmesser an.

Heute muss ein Luftschiff wie andere Luftfahrzeuge zugelassen sein, bevor es Menschen befördern darf, und seine Piloten besitzen eine Lizenz mit Berechtigung für Luftschiffe.

Wie es funktioniert

Ein Luftschiff schwebt aus demselben Grund wie ein Ballon: Das Gas in seiner Hülle wiegt weniger als die Luft, die es verdrängt. Auf Meereshöhe liefert ein Kubikmeter Wasserstoff etwa 1,1 kg Auftrieb, Helium, das doppelt so schwer ist wie Wasserstoff, etwa 7 % weniger. Dieser Auftrieb muss Hülle, Motoren, Brennstoff, Besatzung und Last tragen, und deshalb sind Luftschiffe für das, was sie befördern, sehr groß.

Eine lang gestreckte Hülle gleitet viel leichter durch die Luft als ein runder Ballon, und die Propeller können sie vorwärts treiben. Ihre Eigengeschwindigkeit addiert sich zum Wind. Die Berichte geben Giffards Luftschiff einen Schnitt von 6 bis 10 km/h; bei dem starken Wind seines ersten Fluges konnte es wenden und Kreise fliegen, aber nicht gegen den Wind zum Startplatz zurückkehren. Brauchbar wurden Luftschiffe erst mit Motoren, die für ihre Leistung leicht waren und sie schneller als gewöhnliche Winde antreiben konnten.

Im Prallluftschiff werden die Ballonette entleert, wenn sich das Gas ausdehnt, und gefüllt, wenn es sich zusammenzieht.

Das Seitenruder dreht das Luftschiff, die Höhenruder neigen seine Spitze nach oben oder unten. Sein Auftrieb hängt von der Last und vom mitgeführten Gas ab: Abgeworfener Ballast macht es leichter, und Gas, das durch ein Ventil entweicht, verringert den Auftrieb. Steigt das Luftschiff, sinkt der äußere Luftdruck, und das Gas dehnt sich aus. In einem Prallluftschiff werden Luftsäcke in der Hülle, die Ballonette, entleert, während sich das Gas ausdehnt, und wieder gefüllt, wenn es sich zusammenzieht, sodass die Hülle ihre Form behält. Beim Starrluftschiff hält das Gerippe die Form, ganz gleich, welcher Druck in den Zellen herrscht.

Wasserstoff und Leuchtgas brennen in der Luft leicht. Giffards Kessel hatte eine Feuerung mit umgekehrter Flamme, und der Rauch wurde nach unten abgeleitet, weg von der Hülle. Später wurden Dutzende Wasserstoffluftschiffe durch Feuer zerstört, und heutige Luftschiffe fliegen mit Helium, das nicht brennt.

Geschichte und Entwicklung

1784 versahen die Brüder Robert ihren lang gestreckten Wasserstoffballon mit Rudern.

Im Dezember 1783, wenige Wochen nach den ersten bemannten Ballonfahrten, legte der französische Pionieroffizier Jean-Baptiste Meusnier der Akademie der Wissenschaften die erste von zwei Denkschriften über die Lenkung von Ballonen vor, mit dem Entwurf eines lang gestreckten Ballons mit Propellerantrieb. Seine etwa 79 m lange Hülle enthielt eine zweite, und indem man Luft in den Raum zwischen beiden pumpte oder aus ihm abließ, sollte er schwerer oder leichter werden. Drei Propeller sollten von achtzig Männern gedreht werden. Das Fahrzeug wurde nie gebaut: Es fehlte an Geld, und Meusnier starb 1793 an seinen Verwundungen bei der Belagerung von Mainz. 1784 ließen die Brüder Robert, die die ersten Wasserstoffballone gebaut hatten, einen lang gestreckten Ballon mit Rudern aufsteigen und legten am 19. September etwa 186 km von Paris nach Beuvry bei Béthune zurück.

Henri Giffard, ein junger Ingenieur, nahm 1851 ein Patent auf die Anwendung des Dampfes in der Luftfahrt. Am 24. September 1852 stieg er allein vom Hippodrom in Paris auf. Er schrieb, der Wind sei heftig gewesen und er habe nicht versucht, gegen ihn anzukämpfen, doch das Ruder habe sofort gehorcht, und er habe nach Belieben Kreise und Seitenschwenks ausgeführt; dabei stieg er bis auf 1.800 m. Bei Einbruch der Dunkelheit landete er in Élancourt bei Trappes, etwa 27 km entfernt. Der ausführliche Bericht von Jean Molveau gibt an, die Hülle sei mit Leuchtgas gefüllt gewesen und die Gasgesellschaft von Passy habe für weitere Fahrten kein Gas mehr liefern wollen; viele kürzere Darstellungen nennen Wasserstoff.

1884 flog La France mit einem Elektromotor einen Rundkurs und landete an ihrem Startplatz.

Dampf war zu schwer, und andere Erfinder versuchten es mit Elektrizität. 1884 flogen Charles Renard und Arthur Krebs, Offiziere der französischen Armee, das Luftschiff La France, angetrieben von einer Batterie und einem Elektromotor, auf einem Rundkurs von etwa 8 km von Chalais-Meudon aus und landeten wieder auf dem Gelände, von dem sie gestartet waren. Dann kamen leichte Benzinmotoren. In Deutschland ließ Ferdinand von Zeppelin sein erstes Starrluftschiff, LZ 1, am 2. Juli 1900 über dem Bodensee aufsteigen. 1901 flog Alberto Santos-Dumont mit seinem Luftschiff Nr. 6 von Saint-Cloud um den Eiffelturm und in weniger als einer halben Stunde zurück und gewann den Deutsch-Preis. 1926 trug das italienische halbstarre Luftschiff Norge, gesteuert von seinem Konstrukteur Umberto Nobile, die Expedition von Roald Amundsen über den Nordpol, von Spitzbergen nach Alaska.

Seinen Höhepunkt erreichte das Starrluftschiff mit der Graf Zeppelin, die zwischen 1928 und 1937 590 Fahrten machte, 1929 die Erde umrundete und Fahrgäste und Post nach Südamerika brachte. Am 6. Mai 1937 fing der Wasserstoff der Hindenburg bei der Landung in Lakehurst, New Jersey, Feuer, und 36 Menschen starben. Die Katastrophe beendete den planmäßigen Passagierverkehr mit Luftschiffen über den Atlantik. Die meisten Luftschiffe, die heute fliegen, sind kleine, mit Helium gefüllte Prallluftschiffe.