Die Grenzen des Wachstums

Zitat von Yeti

Auf jeden Fall. Zum Einen, weil der Luftwiderstand mit dem Quadrat der Geschwindigkeit zunimmt und zum Anderen, weil nahe der Schallgeschwindigkeit Effekte auf der Flügeloberseite auftreten, durch die sich der Widerstand stark erhöht. Außerdem ist es bei niedrigeren Geschwindigkeiten möglich, Flügelprofile einzusetzen, die über einen großen Bereich eine laminare Grenzschicht aufweisen und damit einen geringeren Reibungswiderstand. Je größer die Flügel werden, desto schwieriger wird es allerdings auch wieder, eine natürliche Laminarhaltung zu erreichen. Knifflig wird auch die Integration der Hochauftriebshilfen an der Flügelvorderkante, die man für Start und insbesondere auch für die Landung benötigt, da bereits kleinste Stufen und Spalte die laminare Grenzschicht stören.

Wie ist das eigentlich mit der ökologischen und ökonomischen Nachhaltigkeit bei einem Vergleich von Propellerflugzeugen zu Düsenflugzeugen? Waren die "Grenzen des Wachstums" bei Propellermaschinen einfach irgendwann erreicht und die Flugzeuge nicht mehr profitabel und ökologisch nachteilhaft, oder setzten sich die Düsentriebwerke vor allem deshalb durch, weil ein Flugzeug damit schneller fliegen kann? Da der Luftwiderstand mit dem Quadrat der Geschwindigkeit wächst, sollte man doch eigentlich annehmen, dass niedrige Fluggeschwindigkeiten von Vorteil sind. Und bedeutet das nicht auch, dass Propeller statt Düsentriebwerke zum Einsatz kommen?

Auf jeden Fall endeten - da kann ich mich noch dran erinnern - die Überschall-Passagierflüge sehr abrupt, mit dem Absturz eines Concorde-Flugzeuges am 25. Juli 2000 bei einem Unfall mit 109 toten Passagieren und 4 Toten am Boden. An die genauen Zahlen konnte ich mich nicht mehr erinnern, die stammen von Wikipedia:

https://de.wikipedia.org/wiki/Air-France-Flug_4590

In dem Artikel steht auch, dass nach zahlreichen sicherheitstechnischen Verbesserungen ein Weiterbetrieb der Concorde-Flugzeuge bis zum letzten Flug am 26. Nov. 2003 stattfand. Ich hatte das allerdings so in Erinnerung, dass es mit dem Absturz der Concorde im Jahr 2000 vorbei war mit dem Passagierflug mit Überschallgeschwindigkeit.

Da ist anscheinend, zumindest spätestens 2003, dann doch eine "Grenze des Wachstums" erreicht worden.

Oder muss man Elon Musk beim Wort nehmen? Er will eine von ihm geplante Marsrakete für Passagierflüge einsetzen: "Laut seiner Präsentation könnten so Flüge zwischen zwei Städten auf entgegengesetzten Seiten der Erde jeweils weniger als eine Stunde dauern – eine Reise von New York nach Shanghai beispielsweise 39 Minuten. Handelsblatt vom 29.9.2017

https://www.handelsblatt.com/unternehmen/ha…FyjeaQL4dLK-ap1

Zitat von Schlau Meier

Man kann da höchstens an der Kostenschraube drehen, aber wer dann auf dem anderen Kontinent Familie hat kann sich dann den Flug nicht mehr leisten.

Also das finde ich nun ein bisschen überdreht. Weil es Familien gibt, bei denen die Großeltern gerne mal ihre Enkel sehen wollen, die einen aber in den USA und die anderen in Deutschland leben, brauchen wir billige Kontinentalflüge? Wenn man das Familienideal hochhält, was durchaus seine Berechtigung hat und gerne auch in Politik umgesetzt werden darf, dann kann es dennoch nicht sein, dass damit billige Interkontinentalflüge gerechtfertigt werden.

Es muss denjenigen, die eine Familie gründen, einfach klar sein, dass es mit Einschränkungen verbunden sein wird, wenn sich ein Paar zusammenfindet, bei denen die Partner so weit auseinanderwohnen.

Daraus erwächst kein Anspruch auf billige Kontinentalflüge.

Im Landkreis Schaumburg hat mir mal die Bewohnerin einer Ortschaft erzählt, dass die aus der Nachbarortschaft immer nur unter sich heiraten würden, und dass das selbst heute noch so sei. Und das deshalb viele Bewohner des Nachbarorts Inzest-geschädigt seien. Ich habe das dann mal vorsichtig im Nachbarort angesprochen, aber dort wurde dieselbe Geschichte genau andersrum erzählt. letztlich dürfte da so viel nicht dran sein.

Um den Genpool zu erneuern, braucht es jedenfalls keine billigen und schnellen Interkontinentalflüge.

Hab' mir grad noch mal das Video mit dem Segelflugzeug mit elektrisch angetriebenen Propeller angeschaut. Der Pilot setzt dreimal zum Landen an. Erst beim dritten Mal klappt die Landung. Beim ersten und zweiten Versuch startet er durch mit Hilfe des Propellerantriebes. Wie ist das bei einem Segelflugzeug ohne Propeller-Zusatz. Da muss die Landung dann wohl gleich beim ersten Mal klappen? In dem Zusammenhang sind mir die Lastensegler eingefallen, die im Zweiten Weltkrieg am D-Day zum Einsatz kamen und in denen auch eine größere Anzahl Personen transportiert wurden. So ein Lastensegler kann aber höchstens das Aufsetzen noch mal ein paar Meter rauszögern aber nicht durchstarten. Für reguläre Personentransportflüge in Großfluggeräten (Zeppelin) mit Ausstiegsoptionen für kleinere Reisegruppen während der Fahrt (per Lastensegler) also wohl eher nicht geeignet. (Man kann ja mal in alle Richtungen spekulieren.)

Besten Dank für den Segelflieger-Theoriekurs in Kurz-Version!

Zitat von Yeti

Das Ganze ist sehr vom Wetter abhängig und daher sind Segelflugzeuge ein äußerst schlecht planbares Verkehrsmittel.

Ich fürchte, dass die Unberechenbarkeit des Wetters Wetterabhängigkeit auch bei Zeppelinflügen eine große Rolle gespielt hat, bzw. immer noch spielt und deshalb eine Wiederkehr der Technologie im Wege steht. Oder könnten moderne Zeppeline auch in großen Höhen fliegen, wo die Wetterabhängigkeit nicht so sehr gegeben ist?

Das ist ja so eine Art "Wirtschaftskrimi" was sich hinter Yetis Link https://de.wikipedia.org/wiki/Cargolifter_AG verbirgt.

Und es eröffnet jede Menge Spielraum für verschiedene Versionen über das (vorläufige?) Ende einer Wiederentdeckung des Zeppelins, der die alten Rekorde aus den 30er-Jahren schlagen würde.

Drei Beispiele: "Zur gleichen Zeit (März 2001) erklärte die CargoLifter-Unternehmensführung dem Vorschlag des damaligen FDP-Landesvorsitzenden des Bundeslandes NRW Jürgen Möllemann, ein CL-160 für den Atommülltransport von Castor-Transportbehältern zu benutzen, eine deutliche Absage."

Oder folgende Passage, erfindet da ein Journalist etwas?

"Im Anschluss an die Veranstaltung (eine Öffentlichkeitsveranstaltung 2002) berichtete der Redakteur auf der Internetausgabe der Zeitung und schrieb dabei, dass der Vorstandsvorsitzende von CargoLifter während der Veranstaltung gesagt habe, dass das Projekt CargoLifter „im veränderten Umfeld ohne Staatshilfe nicht mehr zu machen“ sei – das Unternehmen würde demnach staatliche Hilfen benötigen, um eine Insolvenz zu verhindern."

Auch das Wetterproblem wird angesprochen: "Insgesamt würde das CargoLifter CL-160-Luftschiff den Aussagen dieses Dokumentes zufolge ein „Schönwetterfluggerät“ darstellen, wodurch sich erhebliche Probleme in der kommerziellen Nutzung ergeben würden." Das angesprochene Dokument war laut Spiegel ein betriebsinterner Bericht, der dem Spiegel zugespielt worden war und aus dem der Spiegel im März 2002 zitiert: https://www.spiegel.de/spiegel/print/d-21608781.html

Ich habe mal versuch, Vergleichsdaten zu finden und die aus dem Wikipedia Artikel Cargo Lifter 160https://http://de.wikipedia.org/wiki/Cargolifter_CL160, verglichen mit den Angaben aus dem Wikipedia-Artikel über das Luftschiff Hindenburg, immerhin das größte bisher jemals gebaute Luftschiff (Angaben in Rot). https://de.wikipedia.org/wiki/LZ_129

Technische Daten (Cargo-Lifter geplant) (LZ 129 Hindenburg, gebaut 1936)

Abmessungen:

65 m (41,2 m) Durchmesser ,

82 m (44,7 m) Gesamthöhe,
260 m (246,7 m) Länge

Hüllenvolumen: 550.000 (200.000 m³) Kubikmeter, als Traggas war Helium vorgesehen (für die Hindenburg war ebenfalls Helium vorgesehen, sie flog aber mit Wasserstoff, was ihr zum Verhängnis wurde)

Leergewicht: 260 t (118 t)

Ladevolumen: 3.200 Kubikmeter (50 m × 8 m × 8 m)

Nutzlast: bis zu 160 t (11 t Post + ca. 24 t Passagiere *=Fracht und Gepäck der 77 Passagiere, pro Passagiere wurden 300 kg gerechnet (inkl. Gewicht Kabinen, Aufenthaltsraum, etc. (Ein bisschen unklar bleibt, was mit dem Gewicht der rund 35 Mann Besatzung ist.)) 

Reichweite: bis zu 10.000 km (16.000 km)

Höchstgeschwindigkeit: 125 km/h (Marschgeschwindigkeit von etwa 125 km/h)

max. Flughöhe 2.000 m

Besatzung: 10–12 Personen (35 Personen, aber da sind auch Köche und Stewards bei)

Grob gesagt wäre der Cargo-Lifter etwa 2-3mal so groß geworden. Was man ihm aber nicht unbedingt angesehen hätte, weil er von der Länge und vom Durchmesser her nicht so viel größer geworden wäre. Das Volumen wächst im Quadrat des Durchmessers bei einem Zylinder.

Überhaupt muss man berücksichtigen, dass der Zeppelinbau von Anfang an eine entscheidende militärische Komponente* hatte, die beim Cargo-Lifterbau fehlte (siehe auch das mittlere Zitat oben).

Und in den 30er Jahren war dann die zivile Nutzung des Zeppelins ein hochgradig wichtiges Prestigeobjekt Deutschlands, ganz besonders nach der Machtübernahme der Nazis. (Und er war auch in dieser Zeit als in der Luft schwebender Flugzeugträger militärisch interessant.)

Was sich aber ähnelt ist eine breite finanzielle "Spendenbereitschaft" der Bevölkerung, über die bei beiden Projekten berichtet wird.

* Diese militärische Komponente gilt übrigens auch für Überschall-Passagier-Flugzeuge (Concorde im Westen, Tupolew Tu-144 im Warschauer Pakt).

Zitat von Pankowitz

Die Verwendung von Helium für kleine oder auch ganz große Luftballons ist in meinen Augen pure Verschwendung. Eine industrielle Nutzung von Helium für Luftschiffe würde innerhalb kurzer Zeit zur Erschöpfung der Vorräte führen. Das wäre also eine sehr kurzlebige Industrie.

Vielen Dank für die "Akte Helium". Ich hätte nicht gedacht, dass das ein echtes Problem wäre.

Es scheint allerdings auch eine Auf- und Abbewegung dabei zu geben: "Im Jahr 2016 wurde jedoch ein gewaltiges Helium-Vorkommen in Tansania entdeckt, so dass die Heliumkrise vorerst als abgewendet gilt. Da ebenfalls die geologischen Bedingungen ermittelt werden konnten, unter denen sich Helium bildet, erhofft man sich weitere Funde in der Zukunft. Im September 2019 wurde wieder auf eine drohende weltweite Heliumkrise hingewiesen." aus: Wikipedia-Artikel zu Helium https://de.wikipedia.org/wiki/Helium

Ich sehe aber schon einen entscheidenden Unterschied für die Nutzung für Luftschiffe im Unterschied zur Nutzung in kleinen Luftballons. Die Luftschiffe platzen nicht einfach wie ein Ballon (oder werden in wenigen Tagen schlaff) und dann ist das Helium weg.

Beim Landen oder beim Aufbrauchen der Kraftstoffvorräte eines Zeppelins wurde früher Treibgas abgelassen, um den Auftrieb entsprechend zu reduzieren. Allerdings wurde bereits mit Balastwassergewinnung experimentiert und das kann den Heliumverlust eines Luftschiffes weiter senken. Jedenfalls wird das Helium nicht einfach wie zum Beispiel Treibstoff verbraucht.

Zitat von Pankowitz

Naja, als Edelgas ohne nennenswerte Chemie würde man das auch nicht erwarten.

Die Verluste durch Lagerung, Transport, Abfüllung und Gebrauch sind aber erheblich. Diffusion ist ein weiteres Thema: Bei Luftschiffen kann man schlecht eine (schwere) Diffusionssperre in den Gasbehälter einwirken. Man muss also ständig nachfüllen.

Die ersten Luftschiffe flogen mit Wasserstoffgas. Auch die Hindenburg flog mit Wasserstoffgas (was ihr zum Verhängnis wurde), obwohl es zu der Zeit technisch bereits möglich war mit Helium als Treibgas zu fliegen. Die Hindenburg hatte auch ausreichend große Treibgas-Zellen, um mit Helium fliegen zu können.

Gleichzeitig flogen verschiedene amerikanische Luftschiffe bereits mit Helium. So sehr auch Helium zur Diffusion neigen mag, es war trotzdem möglich, mit dem Luftschiff mehrere Tage lange Reisen zu machen.

Müsste Wasserstoff nicht eigentlich noch stärker diffundieren als Helium? Und trotzdem gelang es hochdichte Gewebe herzustellen, die sowohl Wasserstoff, als auch Helium so zuverlässig einschlossen, dass die Luftschiffe auf längeren Fahrten Treibgas ablassen mussten, weil der Treibstoffverbrauch der Motoren das Gewicht des Luftschiffes reduzierte.

Was für eine Verschwendung.

Deshalb wurden Balastwassergewinnungsanlagen entworfen, um mit aus Luftfeuchtigkeit gewonnenem Wasser einen Ballastausgleich erzeugen zu können, der den verbrannten Treibstoff ersetzen sollte.

"Bei einer Fahrt von Frankfurt am Main nach Lakehurst mit einem Luftschiff in der Größe der Hindenburg wurden etwa 54 t Dieselöl verbraucht. Dies entspricht dem Auftrieb, den 48.000 Kubikmeter Wasserstoff erzeugen. Wird dieser Wert mit dem Gesamttraggasvolumen von fast 200.000 m³ verglichen, so zeigt sich, dass dies fast ein Viertel des Gesamtvolumens ausmacht. Diese Menge musste dann am Zielflughafen durch neues Traggas ersetzt werden."

Ich kenne nicht die Preise für Dieselkraftstoff im Vergleich zu Helium oder Wasserstoff in den 30er Jahren des vorigen Jahrhunderts.

Aber 54 t Dieselölverbrauch erfordern einen Verlust von 48.000 m³ Traggas, ist der Quelle zu entnehmen.

https://de.wikipedia.org/wiki/Auftriebsausgleich

Das hört sich für mich so an, dass die Diffusionsverluste im Vergleich dazu eher gering waren.

An dieser Stelle noch ein interessanter Vergleich:

"Ein A380 kann zurzeit 320.000 Liter Kerosin tanken."

https://www.urlaubsguru.de/reisemagazin/airbus-a380/

Das entspricht 256.000 kg oder 256 t, also 5 mal mehr als der Zeppelin für seine rund rund 7000 km lange Fahrt von Frankfurt nach Lakehurst verbrauchte. Allerdings kann der A 380 deutlich mehr Passagiere transportieren als die Hindenburg und mit der höheren Treibstoffmenge kann der A 380 die doppelte Distanz zurücklegen.

Zitat von Adsche

Helium ist ein sehr knapper und teurer Rohstoff. Eine Fahrt bei der tausende Kubikmeter Helium abgelassen werden müssen oder herausdiffundieren, ist definitiv unwirtschaftlich.

Ganz grob könnte man sagen: Wenn bei einer Zeppelinfahrt so viel Helium abgelassen werden muss, wie Dieselkraftstoff verbraucht wird, dann ist das Ablassen des Heliums so extrem deutlich viel teurer als der Kraftstoffverbrauch, dass schon aus ökonomischen Gründen der Zeppelinbetrieb nicht durchführbar wäre.

Und wie ist das mit Wasserstoff? Das ist natürlich nur historisch interessant, denn ein Wasserstoffzeppelin hätte heute keine Chance auf Zulassung.

1 m³ Wasserstoff hat eine Auftriebskraft von 1,203 kg.

Dieselkraftstoff hat eine Dichte von 8,83 kg/l

Für einen Liter verbrauchten Dieselkraftstoff mussten also in einem historischen Zeppelin 0,69 m³ Wasserstoff abgelassen werden.

Aktuell kostet 1 kg Wasserstoffgas an der "Tanke" 9,50 Euro.

"Wasserstoff wird in Kilo abgerechnet. Der Preis für ein Kilogramm Wasserstoff beträgt an allen öffentlichen H2-Tankstellen in Deutschland 9,50€ (brutto), ..."

https://h2.live/

Wasserstoff hat eine Dichte von 0,08988 kg pro m³

Oder anders herum:

1 kg Wasserstoffgas hat unter Normaldruck ein Volumen von rund 11 m³.

11 m³ Wasserstoff kosten 9,50 €.

0,69 m³ Wasserstoff kosten demnach ca. 0,60 €

Vom Preis her wäre das Ablassen von Wasserstoff aus einem Zeppelin zumindest unter dem angegebenen heutigen Preis etwas, dass die Kosten für den Kraftstoffverbrauch zwar deutlich erhöhen würde, aber nicht exorbitant stark erhöhen würde.

Wie wohl die Preise 1937 aussahen, als die Hindenburg verunglückte?

Und wieviel teurer war Helium? Es heißt zwar immer wieder, dass die USA ein Helium-Monopol hatten. Und das die USA nicht bereit waren, an das Deutsche Reich Helium zu verkaufen.

Vielleicht waren aber auch die Luftschiffbetreiber nicht bereit, einen sehr hohen Preis für das Helium zu bezahlen? Und sie hatten es versäumt in eine Ballastwassergewinnungsanlage zu investieren, mit der Ballastwasser während des Fluges durch aufgefangene Luftfeuchtigkeit hätte gewonnen werden können. Mit Wasserstoff als Auftriebsgas zu fliegen, und das Wasserstoffgas entsprechend dem Treibstoffverbrauch abzublasen war möglicherweise billiger? Außerdem ermöglichte Wasserstoff eine höhere Zuladung, da die Auftriebskraft größer ist als die von Helium. Mehr zahlende Passagiere = mehr Einnahmen!

"Die Fahrt nach Übersee mit dem modernsten Transportmittel der Welt kostet 40.000 Reichsmark – das entspricht heute etwa 10.000 Euro."

https://www.planet-wissen.de/technik/luftfa…denburg100.html

Auf der Grundlage heutiger Preise könnte man sagen: 5-6 zusätzliche Fahrgäste refinanzieren die 54 t Dieselkraftstoff, die bei einer Atlantiküberquerung mit dem Zeppelin verbraucht wurden.

Gegen das Diffundieren ist vermutlich kein 100%iges "Kraut gewachsen". Zumal das Treibgas auch dann diffundiert, wenn der Zeppelin in der Halle steht. Aber das größere Problem scheint mir das Ablassen von Treibgas zu sein, um die Gewichtsverluste beim Treibstoff auszugleichen. Und das Problem ist lösbar.

Sowohl Wasserstoff als auch Helium kann man auch in Gasflaschen kaufen, dann ist der Preis für Wasserstoff aber deutlich höher! Hat vielleicht etwas mit der Reinheit des Produktes oder Sicherheitsbestimmungen zu tun.