170614. lajstromszámú szabadalom • Eljárás léghajók üzemeltetésére szilárd vagy folyékony üzemanyag nélkül
3 170614 4 Az éghető gázok egy léghajónál különösen akkor teljesen veszélytelenek, ha túlnyomás alatt állnak, mert ekkor az esetleges láng rögtön leszakad és az éghető gázt éghetetlen védőgázköpeny zárja körül. Védőgáz célszerűen rossz hővezetőképességű széndioxid, nitrogén vagy argon, amellett valamivel magasabb nyomás alatt van, mint a felhajtógáz és az egyidejűleg hőszigetelő kettős falat mindenütt megfelelő távolságban tartja (3 456 903 számú USA és 475 125 számú svájci szabadalmi leírások). A találmány szerint a feladatot azáltal oldjuk meg, hogy az éghető felhajtógáz pl. metán elhasználása révén csökkenő felhajtóerőt más gázzal helyettesítjük, melyet kémiai átalakítás útján nyerünk és amely fajlagosan vagy a mennyiségénél fogva legalább olyan felhajtóerőt biztosít mint az elhasznált felhajtó földgázé volt. Ilyen átalakítás egyrészt a földgáz elégető berendezés, mint hajtómotor, fűtőberendezés vagy gőzfejlesztőből távozó kipufogó gázokból történő vízkiválasztásból áll, amikor is a kiválasztott vizet újra elgőzölögte tjük, előnyösen a motor hulladékhőjének hasznosításával, és a szükséges vízgőz, különösen telített gőz formájában a léghajó hüvelybe illetve az abban levő felhajtócellába visszavezetjük és mint felhajtógázt működtetjük. Ezáltal elmarad az üzemanyag terhe. A léghajó sok hasznos terhet tud szállítani, vagypedig lényegesen kisebbre építhető. Azonkívül ki van küszöbölve teljesen a kifolyó folyékony üzemanyagból származó veszély. A földgáz mint felhajtógáz másik átalakítása abban van, hogy a földgázból elválasztással ill. részben elégetéssel gőz jelenlétében hidrogént szabadítunk föl, hogy a felhajtás kiegyenlítés mellett a hidrogén egy részével még a fedélzeti villamos berendezéseket működtetjük. A földgáz bontása vagy más szénhidrogének átalakítása hidrogénné a léghajó fölszállása előtt, de akár a repülés alatt megtörténhet. A találmány szerinti eljárás révén ilyen léghajó terjedelme adott szállítási teljesítmény mellett meglepő módon csökken, mivel a hajtáshoz eddig szükséges folyékony üzemanyagra nincsen szükség. Nincs szükség azonkívül tartályokra illetve a tartályok által okozott teher hordására. A léghajó építési nagyságát ezek után már csak a szükséges szállítási teljesítmény és a léghajó önsúlya határozza meg. Ha például a felhajtócellákban található földgázt vagy metánt, melyet a határolócellákban levő telített gőzzel 100C°-on tartunk és amelynek 0 fokos levegőben a fajlagos felhajtóereje 0,77 kg/m3 , telített vízgőzzel helyettesítjük, amelynek felhajtóereje 0,695 kg/m3 , akkor egy negyeddel nagyobb térfogatmennyiségű vízgőz bevezetésével azonos felhajtóerőt tarthatunk. A gőz amellett helyettesíti az elhasznált földgáz mennyiségét és a kiegyenlítő cellákban levő meleg levegő 1/4-t kiszorítja az atmoszférába. Ezekben a kiegyenlítőcellákban meleg levegő van, amely pl. 100C°-on kerek 0,35 kg/m3 felhajtóerőt szolgáltat és amelynek vízgőz által történő kiszorításával a léghajó egy bizonyos repülési magasságot tud betartani, amennyiben a földgáz elhasználás által csökkenő felhajtást gőz hozzávezetésével és meleglevegő térfogat megfelelő mértékű csökkentésével pótoljuk. Több levegőnek több bevezetett gőz által történő kiszorításával tehát nő a 5 felhajtás és fordítottan csökken a gőzbevezetés csökkentésével, úgyhogy növekvő repülési magasság által adott gázkiterjedés is kikompenzálható. A felhajtóerő kiegyenlítése tehát akár a repülési magasság stabilizálására, akár pedig attól függetlenül a 10 kiegyenlítőcellákban a meleglevegő mennyiség változtatásával a felhasznált gáz révén hasznosítható. A felemelkedésnél a hordozógázok kiterjedése által kiszorított kb. km-emelkedésre számított 10% meleglevegő mennyiséget leszállásnál az atmoszférából 15 újra fel kell venni, és hőközléssel a meglevő levegő hőmérsékletére, azaz kb. 100C°-ra kell hozni, hogy megfelelő statikájú repülést lehessen biztosítani. A levegőt előnyösen a belső égésű motorok hulladékhőjével lehet melegíteni. Ezáltal felesle-20 gessé válik a ballaszt leadása. A találmány szerint célszerű a földgázból, szénhidrogénből előállított hidrogént tüzelőanyagcellákban villamosenergia előállítására felhasználni, mellyel segédventillátort vagy nagy ventillátor villanymotorját a léghajó mozgatásának céljából hajtjuk. A normál repülési sebességhez méretezett villamos hajtást időközben fellépő hajtóteljesítmény igény növekedés esetén célszerűen könnyű belsőégésű hajtóművel egészítjük ki. A léghajó teljesítmény szükségletét jelentősen csökkenthetjük a határréteg leszívással (1 456 066 számú NSZK Offenlegungsschrift) vagy a léghajó hüvelyének vízleválasztó fluorszénhidrogéngyantával történő rétegzésével, amelyet alumíniumfóliára visznek fel (490 197 számú svájci száBadalmi leírás). Ezekkel az intézkedésekkel biztosítható a léghajónak kis mennyiségű földgázzal történő hajtása, úgyhogy több hely marad a léghajónak a hidrogénnel vagy héliummal való feltöltésére és a találmány szerinti eljárás hatása más éghető felhajtógázok átalakítása révén növelhető. A találmány szerinti eljárás foganatosítható azonban a telített gőztől eltérő hőmérsékletű földgázzal is. Pl. 57C°-os földgáznak ugyanolyan felhajtóereje van mint a 100°-os vízgőznek. Ebben az esetben a gáznak ugyanolyan térfogatát kell vízgőzzel helyettesíteni és azonos repülési magasság, azaz konstans légnyomás mellett nem kell meleglevegőt 50 a kiegyenlítőcellákból az atmoszférába szorítani. Ezáltal a gázok cserélhetőségére széles hőmérséklethatár adott és a gáz térfogategységenként több energiát szolgáltat. Metán elégetésekor széndioxid keletkezése mel-55 lett kétszeres térfogatú vízgőz keletkezik az alábbi egyenlet szerint "* CH„+.202 = C0 2 + 2H 2 0 (1) A C02 -t célszerűen kifagyasztással el lehet távolítani. Ez azonban 100C°-os hordozócella hőmérséklet esetén csupán 10%-os felhajtóerő veszteséget okoz, úgyhogy a C02 leválasztástól el lehet tekinteni és nincs is szükség erre a célra külön berendezésre. 2
