Weil ich vorhin einen Moment Luft hatte, habe ich mir mal Zettel und Stift gegriffen und mir die Kugel noch ein Mal aus einer anderen Perspektive angeschaut. Das Folgende gilt übrigens unabhängig davon, ob ich Vakuum oder ein vernünftiges Traggas nehme. Damit sollten alle Leichter-als-Luft-Konzepte weiter ins Schwimmen geraten.
Annahmen: Die Kugel hat 300 Meter Durchmesser und wird nicht allzu turbulent von Luft umströmt. Die Reynoldszahl sollte sich bei den Abmessungen deutlich unter der für Kugeln in Luft kritischen 17.000 halten, also ist der Strömungswiderstandsbeiwert bei 0,43. Abmessungen sind bekannt. Und los.
Wenn ein laues Lüftchen weht (2 Bft. ab etwa 2 m/s), dann bewirkt der Wind eine Kraft von 87 kN auf die Kugel. Ein Harrier II pustet mit etwas über 100 kN durch die Luft. Das geht doch noch ganz entspannt. Ein einzelnes Harrier-Triebwerk ist doch ein Schnäppchen, um unseren Ballon bei dem Wind an Ort und Stelle zu halten oder auch um ihn mit der Geschwindigkeit bei Windstille mit der Geschwindigkeit eines Joggers umher zu gondeln.
Wird es windiger, wird es ärgerlicher, denn die Geschwindigkeit steckt mit einem Quadrat drin. Auf dem flachen Land und spätestens an der See sind 6 Bft. (starker Wind > 11,3 m/s) durchaus auch drin. Ein Triebwerk von gerade mal 2.600 kN ist da völlig ausreichend. Also 26 Harrier II. Ein Aerojet Rocketdyne RS-25 hat 1.750 kN auf Meereshöhe. Das Spaceshuttle hat ja auch drei davon als Haupttriebwerk. Die drei haben die rund 730 Tonnen Treibstoff in dem großen orangen Tank in rund 480s weg genuckelt. Zwei werden gebraucht, können aber gedrosselt benutzt werden. Trotzdem werden das so rund 50 Tonnen Treibstoff je Minute mit der Konfiguration.
Stürme würde ich übrigens weiträumig umfliegen. Bei Windgeschwindigkeiten ab 25 m/s und damit 10 Bft. braucht es saftige 12.800 kN. Das schafft einer der Feststoffbooster für's Space Shuttle alleine, der brennt aber auch nur zwei Minuten.
Neben den Schwierigkeiten auch bei kleinem Wind schon viel Aufwand zu treiben, um da zu bleiben, wo man ist, sind das aber eben auch die Schübe für entsprechende Reisegeschwindigkeiten. Wenn ich also mit Tempo 100 durch die Landschaft schweben möchte, bin ich sofort beim Feststoffbooster. Die Dinger wiegen übrigens jeweils rund 600 Tonnen.
Und stellt sich gleich danach die Frage, wie denn die Nutzlast angebracht wurde. Wenn ich die nämlich unten an den Riesenballon anhänge, dann wird auch die dem Wind ausgesetzt. Wahrscheinlich hat die einen höheren Luftwiderstand, vielleicht auch einen niedrigeren. Jedenfalls würde ich davon ausgehen, dass die ohne weitere Triebwerke zum Stabilisieren ausgelenkt wird, wegen ihrer Trägheit überschwingt, zurück pendelt und immer so weiter. Was für eine Kotztour. Da macht eine stabilere Aufhängung mit mehreren Ballons sicher mehr Sinn, die erhöht aber wieder die Oberfläche relativ zum umschlossenen Volumen.
