Gasballon

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Bild:Brand Cargolifter Halle innen Transportballon.jpg Der Gasballon ist ein Ballon, der aus einer dünnen, gasdichten Hülle wie zum Beispiel Latex oder Seidengewebe mit Gummihaut besteht. Er wird mit einem Gas gefüllt, das eine geringere Dichte als die ihn umgebende Luft besitzt und somit zu einem Auftrieb führt. Für dieses so genannte Traggas kommen hauptsächlich Wasserstoff (H2 und Helium (He) in Frage, wobei Helium bevorzugt wird, da es das leichteste nichtbrennbare Edelgas ist.

Inhaltsverzeichnis

Gasfüllung

Wasserstoff ist noch etwas leichter, jedoch brennbar, was schon mehrfach in der Geschichte der Luftfahrt zu schweren Explosionen geführt hat. Der Nachteil des ungefährlichen Heliums wiederum ist, dass es im Vergleich zu Wasserstoff sehr teuer ist. Die meisten unbemannten Ballone, wie zum Beispiel die vielen täglichen Wetterballone, werden daher in Deutschland mit H2 als Traggas betrieben. Gasballon-Startplätze befinden sich deshalb meist dort, wo Wasserstoff in ausreichender Menge zur Verfügung steht und Gasballone kostengünstig gefüllt werden können. Hierzu zählen vor allem chemische Werke wie in Augsburg, Bitterfeld, Burgkirchen und Marl.

Kleine Ballons (Werbe- und Spielzeugballons) füllt man einfach mit der Wasserstoff-Flasche, was auch bei Veranstaltungen im Freien leicht möglich ist. Früher wurde dafür auch Stadt- bzw. Leuchtgas verwendet. Wird nur mit Preßluft gefüllt, kann der Ballon bestenfalls schweben (z.B. bei Erwärmung mit den Händen).

Größe, Tragkraft und Steighöhe

Die Tragkraft eines Gasballons hängt vor allem von seinem Volumen und Startgewicht ab (Ballonhülle plus Nutzlast). Die Hülle kleiner Forschungsballons und Radiosonden wiegen zwischen 0,1 kg und einigen kg, die Nutzlasten von etwa 0,2 kg aufwärts. Bei einer gewichtslosen Hülle wäre der Auftrieb nur von der Differenz der Gasdichte außen/innen abhängig. Für Luft beträgt sie unter Atmosphärendruck etwa 1,16 bis 1,34 kg/m³ (bei -10° bzw. +30° Lufttemperatur), für das Traggas etwa 0,08 bis 0,20 kg/m³ (H2 bzw. He im selben Temperaturbereich). Damit könnte jeder Kubikmeter Ballon bis zu 1 kg emportragen - umso schneller (ascent rate), je weniger die Nutzlast beträgt.

Die maximale Steighöhe hängt also vor allem von der Ballongröße ab, zusätzlich aber von der Festigkeit und Elastizität der Ballonhülle - die sich mit sinkendem Luftdruck auf das 5- bis 100-fache Volumen ausdehnt - und dem vertikalen Temperaturprofil der Atmosphäre. Ein Kinder-Luftballon hat nur eine Steighöhe im km-Bereich (?) und eine Steigrate von etwa 2 m/sec, während die Gipfelhöhe von Forschungs- und Wetterballons oft über 20 km beträgt. Ein guter 800g-Ballon platzt erst in 30 km Höhe, wo der Luftdruck nur mehr etwa 1% des Bodendrucks beträgt. Dabei hat er sich auf den 4- bis 5-fachen Durchmesser (etwa 10m) ausgedehnt und ist Dutzende km weit sichtbar. Vom abendlichen Sonnenlicht beschienen, sind solche Flugkörper dann oft die Quelle für UFO-Meldungen.

Ein meteorologischer Ballon hat neben der Kapsel mit den Messinstrumenten und dem Telemetrie-Sender meist auch einen kleinen Fallschirm und Reflektoren zur optischen Vermessung vom Boden aus; auch kleine GPS-Empfänger finden zunehmend Verwendung. Um eine genügende Steigrate zu erzielen, muss daher das Verhältnis Nutzlast zu Ballongröße bzw. Füllung optimiert werden. Ein Auftrieb von 0,5 kg ergibt Steigraten von 150 bis 300 Meter pro Minute.

Ballontypen und Einsatzspektrum

Große Gasballone werden vor allem als Wetterballon eingesetzt, bisweilen auch in der Fotogrammetrie und Archäologie zur Herstellung von Luftbildern aus niedriger Höhe. In beiden Einsatzbereichen sind Ballongrößen von 1m aufwärts üblich. Kleinere Ballone sind ein häufiges Kinderspielzeug (fälschlich "Luftballon"). Gratis verteilt und mit Aufdruck versehen, sind diese Ballone ein beliebter Werbeträger, z.B. für Parteien vor Parlamentswahlen.

Es gab auch Versuche, Ballone als Transportmittel oder Kran einzusetzen. So baute die Cargolifter AG den Kranballon CL75 für Lasten bis zu 75 Tonnen. Es gibt jedoch auch Fesselballone die zu touristischen Zwecken eingesetzt werden, wie zum Beispiel der HiFlyer in Berlin über dem Potsdamer Platz („Sat 1 Ballon“).

Zum Personentransport sind sie jedoch aus Kostengründen den Heißluftballonen unterlegen. Allerdings können Gasballone bis zu vier Tage ununterbrochen in der Luft sein, gängige Heißluftballone aber nur maximal ein bis zwei Stunden. Gasballone fahren zudem völlig lautlos.
An einem Netz von Seilen hängt hierbei die Gondel für Passagiere. Soll der Ballon sinken, so lässt man etwas Gas entweichen, soll er steigen, wirft man mit Hilfe einer kleinen Schaufel Ballast in Form von Sand ab. Von Heißluftballonen sind Gasballone leicht durch ihre Kugelform zu unterscheiden.

Ein Prallluftschiff ist ein länglich geformter Gasballon mit Antrieb und Steuerflächen. Andere Luftschiffe besitzen oft zusätzliche Tragstrukturen und/oder mehrere Gaszellen.

Siehe auch:

Weblinks

Von "http://de.freepedia.org/Gasballon.html"


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