Thema: S.H.I.E.L.D. Helicarrier Technisch Möglich?

[KhornedBeef]

Sie könnten halt den "Heli"-Teil weglassen, wie auch im Film, und de facto auf "Repulso" umsteigen. Aber hier ging es ja auch um die technische Machbarkeit mit dem jetzt Verfügbaren.

[Pyromancer]

@Pyromancer:
Wenn du mal ein bisschen nach Nutzlasten, Startgewicht, Leistung etc. von modernen Helikoptern schaust, wirst du raus finden, dass die Mi-26 da echt schon ein ziemlich gutes Ding ist. Eine Erhöhung der Nutzlast um 60%? Sehr unwahrscheinlich.

Ein halbes Jahrhundert Fortschritt in der Werkstofftechnik, da nehm ich die 60% mehr Nutzlast hauptsächlich her. Ohne dabei schlecht zu schlafen. 

Und beim Gewicht? Die deutschen Fregatten haben schon 5000 Tonnen Verdrängung.

Ich glaube, da zeigt sich der Hauptunterschied in unserer Herangehensweise: Du denkst "fliegendes Schiff", ich denke "übergroßer Hubschrauber".

Wenn du irgendwas an Sensorik, Technik, sonstwas unterbringen willst, dann wünsche ich dir viel Spaß mit den 500 Tonnen, auf denen du vier Flugzeuge parken willst. Ich würde vermuten, dass die Stützstruktur, um die Reaktoren an die Rotoren zu hängen, schon locker 500 Tonnen wiegt.

Dafür hab ich ja grob 200 Tonnen veranschlagt, "das geht schon!"

Gerne auch mehr. Und wahrscheinlich wirst du eine Start- und Landebahn brauchen. Senkrechtstarten wird schwierig. Der Schub der Flugzeuge nach unten würde den Träger runter drücken, insbesondere wenn er so leicht ist.

Um ein 20 Tonnen Flugzeug senkrecht abzuheben drückt die nach unten beschleunigte Luft mit welchem Gewicht auf das Trägerdeck? Ca. 20 Tonnen vielleicht?

Wie nahe lässt man bei Flügen in Gruppen Helikopter aneinander heran kommen? Wirbelringe sind nämlich ein großes Problem.

[Chruschtschow]

@Pyromancer:
Werkstofftechnik: Die Dinger wurden mehrfach modernisiert. Selbst wenn du dir eine CH-47F - Indienststellung 2006 - anschaust, kommst du bei der auf maximal 50% Nutzlast.

Fliegendes Schiff: Naja, Flugdeck, Reaktoren für den Antrieb. Die einzigen Fahrzeuge in ähnlicher Größe. Wenn ich als Vorbild dann das kleinste Modell - den spanischen Träger - nehme und dessen Masse durch drei teile, bin ich mir immer noch recht sicher, dass mein Träger für das Leistungsspektrum, das man von einem Flugzeugträger verlangt, unterdimensioniert ist. Aber gut, unterschiedliche Randbedingungen. Dass ich ein, zwei sehr leichte Flugzeuge unter einen Zeppelin schnallen kann, wurde ja schon empirisch belegt (USS Macon u.ä.) Bei "S.H.I.E.L.D Helicarrier" wie im Titel sehe ich aber tatsächlich eher "Nimitz" statt "Macon". "Carrier" verlangt aus meiner Sicht etwas mehr als "hat Flugzeuge". Ich denke, ich habe meine Rahmenbedingungen in den meisten Postings beschrieben. Entsprechend skeptisch bin ich bei meinem Konzept auch bezüglich der 200 Tonnen.

Senkrechtstarter: OK, klar. Stimmt. Duh ...

Tandem-Rotorkombination:
Die ist nicht gerade ein Argument dafür, dass das mit 30 Rotoren klappt, denn der Tandemrotor produziert einen Eimer Probleme, die mit mehr Rotoren noch ein Mal wesentlich problematischer werden.
- Für die Synchronisation bei der CH-47 hängen die Rotoren an einer Welle, die ein Mal durch den Helikopter gezogen wird. Die ist halt schwer. Da kann man argumentieren, dass jeder Rotor seinen eigenen vom Reaktor gespeisten E-Motor bekommt und das computergestützt synchronisiert wird. Damit geht aber halt der Wirkungsgrad runter, weil ich wieder mehr Schritte von Nukular bis Bewegung habe.
- Wahrscheinlich problematischer ist die Reduzierung des Auftriebs durch benachbarte Rotoren. Beim Vorwärtsflug sind beim Chinook Teile der Luft schon durch den Frontrotor in Abwärtsbewegung, durch die sich dann der Heckrotor bewegt. Das reduziert die Effizienz des hinteren Rotors. Um das ein bisschen zu verringern, sitzt der ja auch höher. Beim Helicarrier wird das brutal schlimmer. Du ziehst realistisch betrachtet ja nicht nur die Säule senkrecht über dem Rotor nach unten, der Luftstrom wird sich oben und unten auch lateral ausdehnen. Damit werden vor allem innerhalb der Anordnung liegende Rotoren massive Einbußen beim erbrachten Auftrieb haben, weil da schon alles in Bewegung ist.
- Die ganze Konstruktion wird wahrscheinlich einen irrsinnigen Wirbelring erzeugen. Die Luft wird oben abgesogen, wodurch Unterdruck entsteht. Unten entsteht Hochdruck, der zu den Seiten davon strömt, am besten gen Unterdruckgebiet. Also wird es um den Träger massiv Aufwinde geben. Die werden wieder angesogen und so gerät die ganze Luft in eine zirkulare Bewegung in Form eines Torus um den Helikopter. Das Problem haben alle Helikopter, vor allem im Schwebezustand. Beim Vorwärtsflug ist das weniger stark ausgeprägt, aber da kriege ich halt das weiter oben erwähnte Abwindproblem, weil die hinteren Rotoren durch gestörte Luft müssen.

[Eulenspiegel]

Und was wiegt so ein 300-Meter-Kugel-U-Boot so?

Die Kugel hat genug Auftrieb, um 5.000 Tonnen Gewicht zu tragen.

Schauen wir uns nun ein Space Shuttle an. Laut Azo Materials sind das 8574,7 kg für 1105 m² Oberfläche. Das bedeutet 7,76 kg / m². Sagen wir, man kann die Hälfte einsparen, wenn man keine Hitzeschilder für den Wiedereintritt in die Atmosphäre benötigt. Dann sind das 3,9 kg / m²

Eine 300 m Kugel hat eine Oberfläche von pi * 300² m² = 282.743 m²
Das macht eine Masse von 3,9 kg/m² * 282.743 m² = 1.102.697 kg = 1.103 t

Das heißt, von den 5000 Tonnen Auftrieb bleiben 3897 Tonnen Nutzlast übrig.

Kleiner Hinweis:
Das ist auch der Grund, warum sich Vakuumballons erst bei sehr großen Durchmesser lohnen. Ich bin jetzt zu faul, es auszurechnen. Aber ich vermute, bei Ballons mit <100 Metern Durchmesser lohnt sich ein Heliumballon eher.
Der Grund ist: Helium hat zwar eine höhere Dichte als Vakuum. Dafür wird weniger Masse für die Ummantelung benötigt. Volumen ist proportional zum Kubik des Durchmessers. Die Oberfläche ist nur proportional zum Quadrat des Durchmessers. Das heißt, bei "kleinen" Ballons (mit weniger als 100 Meter Durchmesser) überwiegt der Einfluss der Ummantelung. Bei großen Ballons überwiegt dann der Einfluss des Inhalts. Die Formeln dafür sind im Prinzip (mit Durchmesser d):
Masse(Heliumballon) = x*d³ + y*d²
Masse(Vakuumballon) = z*d²

Wobei x und y sehr kleine Zahlen sind, und z verhältnismäßig groß (im Vergleich zu y).

[nobody@home]

Eine 300 m Kugel hat eine Oberfläche von pi * 300² m² = 282.743 m²

Hat sie leider nicht. Sie hat eine Oberfläche von 4 * pi * 300² m² = 1.130.973 m² (auf den Quadratmeter abgerundet).

Das macht eine Masse von 3,9 kg/m² * 282.743 m² = 1.385.442 kg = 1.385 t

Entsprechend ist die Masse dann auch das Vierfache, also nach meiner Rechnung ca. 4.411 t. Okay, das ist jetzt auf die Tonne aufgerundet und so zweihundert Kilo bleiben "übrig"...

Das heißt, von den 5000 Tonnen Auftrieb bleiben 3615 Tonnen Nutzlast übrig.

...aber die Nutzlast beschränkt sich trotzdem auf unter sechshundert Tonnen -- ein bißchen weniger als ein Siebtel des Kugelgewichts selbst und weniger als ein Achtel des Gesamtauftriebs. (Mit den zuerst angenommenen 4,9 kg/m² kämen wir sogar direkt in die Miesen und die Kugel bliebe fest am Boden.) Selbst wenn das Ding also zu diesen Bedingungen baubar sein sollte, würde es für seine Größe (immerhin so hoch wie der Commerzbank-Tower in Frankfurt bis zur Antennenspitze und formbedingt deutlich wuchtiger) vergleichsweise wenig heben.

[Eulenspiegel]

Hat sie leider nicht. Sie hat eine Oberfläche von 4 * pi * 300² m² = 1.130.973 m² (auf den Quadratmeter abgerundet).

Du berechnest gerade die Oberfläche einer Kugel mit dem Radius 300 m.
Ich verwende jedoch eine Kugel mit dem Durchmesser 300 m.

Eine Kugel, die den Durchmesser 300 m hat, hat den Radius 150 m.
Wenn du das auf deine Formel anwendest, erhältst du: 4 * pi * 150² m² = 282.743 m².

[Talasha]

Der Gewichtsanteil der Hitzeschutzkacheln dürfte deutlich geringer sein, die Dinger bestehe zu 90% aus Luft.

[nobody@home]

Du berechnest gerade die Oberfläche einer Kugel mit dem Radius 300 m.
Ich verwende jedoch eine Kugel mit dem Durchmesser 300 m.

Eine Kugel, die den Durchmesser 300 m hat, hat den Radius 150 m.
Wenn du das auf deine Formel anwendest, erhältst du: 4 * pi * 150² m² = 282.743 m².

Hm, stimmt.

Nichtsdestotrotz bin ich in Sachen Realisierbarkeit einer vakuumfesten Kugel größer als die meisten Bürohochhäuser mit aktuell verfügbaren hinreichend leichten Materialien etwas skeptisch. Auch wenn eine Kugelform sicher dem Außendruck noch am ehesten standhält...

[Chruschtschow]

Eine Kleinigkeit würde mich bei der Vakuumkugel noch interessieren. Wie kommt die aus den tieferen Tiefen der Atmosphäre da hin? Ballons können da ja recht gut die Druckänderung durch Ausdehnung kompensieren. Der Auftrieb sinkt nach oben hin wie beim Vakuumkörper auch. Aber der Druck innen und außen bleibt immer schön gleich. Deshalb pumpt man Wetterballons nicht ganz prall auf. Der Gleichgewichtszustand sorgt aber dafür, dass ich mit wenig Aufwand an Luftfahrzeuge komme, die aus Normaldruck auf 10, 20, 30 km Höhe aufsteigen.

Kann also das Spaceshuttlezeugs auch beim Start standhalten? Oder muss ich doch erst alles auf 10 km bringen und dann erst pumpen?

[YY]

Pst, ich würde vermuten, dass bei einem Helicarrier-adäquatem Techlevel kein einziges Bordflugzeug bemannt ist.

Das war einer der Gründe, warum ich oben neben der Super Tucano auch die Reaper erwähnt habe:
Bei halbwegs vergleichbaren Leistungsdaten macht Pilot, Fernsteuerung oder autonomes Fliegen keinen großen Unterschied beim Gewicht.
Selbst wenn der KI-Part völlig "gewichtslos" in den Rest der Elektronik integriert werden kann, spart man nicht viel.


Relevant/interessant wird das nur da, wo man in Sachen praktisch umsetzbare Flugleistung keine Rücksicht mehr auf die mitgeführte Biomasse nehmen muss.

Hier ist mal ein Video von einem flugfähigen Minimodell. Das ist natürlich absolut kein Beweis das der auch in groß Funktionieren würde, aber wenn ein paar Hobbybastler das Ding in Mini Hinbekommen, dann ist es durchaus denkbar das man sich mit Militärbudget Schritt für Schritt an größere Versionen rantasten kann.

Wie immer kommt man beim Hochskalieren eben schnell an gewisse Grenzen, die sich beim kleinen Modell teils gar nicht absehen lassen, teils offensichtlich und kaum zu überwinden sind.
Hier halt vor Allem Verschleiß und Reichweite/Flugdauer.

[Eulenspiegel]

Eine Kleinigkeit würde mich bei der Vakuumkugel noch interessieren. Wie kommt die aus den tieferen Tiefen der Atmosphäre da hin? Ballons können da ja recht gut die Druckänderung durch Ausdehnung kompensieren.

Wasserstoff- und Heliumballons basieren auf dem Prinzip "Innendruck = Außendruck". Deswegen kann man auch eine superleichte Ummantelung verwenden.
Dieses Prinzip wäre bei Space Shuttles aber sehr schnell sehr tödlich für die Astronauten. Daher konstruiert man hier eine Ummantelung, die 1 bar Druckunterschied aushalten kann. Der Nachteil ist, dass dafür die Ummantelung auch wesentlich schwerer ist. Das sieht man an meiner vorherigen Rechnung gut.

Das heißt, die Ummantelung ist stark genug, um 1 bar Druckunterschied auf dem Boden standzuhalten und damit erst Recht stark genug, um 0,3 bar Druckunterschied auf 10 km Höhe auszuhalten.

Kann also das Spaceshuttlezeugs auch beim Start standhalten?

Da fragst du am besten die NASA. 

[Chruschtschow]

Da fragst du am besten die NASA. 

Nö, das frage ich dich, denn du hast ja den Werkstoff eingebracht. Also was für ein Zeug soll das sein? Du musst ja eine Kraft von außen auf die Hülle von ca. 100.000 N pro m^2 aushalten. Hinter der Shuttlefront ist ja jetzt nicht nichts. Und die Bestandteile des Hitzeschildes waren keine tragende Struktur. An Ort und Stelle wurden die von einer Struktur aus Aluminium- und Titanlegierungen gehalten, wobei später einzelne Bestandteile zur weiteren Gewichtsreduktion durch kohlenstoffverstärkte Verbundfaserstoffe ersetzt wurden. Das fehlt deiner Struktur, du hast nur die Hülle eingerechnet, wenn ich das recht sehe.

Das ist so ähnlich, als wolltest du ein Haus nur mit dem Putz bauen. Der hält ja auch einem Außendruck von 10 Tonnen pro Quadratmeter stand.

[Eulenspiegel]

Nö, das frage ich dich, denn du hast ja den Werkstoff eingebracht. Also was für ein Zeug soll das sein?

Der Smiley sollte andeuten, dass das ein Witz wahr.

Was für ein Zeug soll das sein: Das gleiche Zeug, dass die Nasa bei Space Shuttles verwendet, minus die Hitzekacheln.

Du musst ja eine Kraft von außen auf die Hülle von ca. 100.000 N pro m^2 aushalten.

Richtig. Genau diesen Druck muss auch ein Shuttle im Weltraum aushalten: Da befindet sich innerhalb des Shuttles Luft, die mit 1 bar = 100.000 N / m^2 nach außen drückt.

Und wenn du dir die Raumfahrtmissionen anschaust, stellst du fest, dass handelsübliche Space Shuttles verdammt selten undicht werden. Während der Startphase sind sie wesentlich höheren Belastungen ausgesetzt als im Weltraum. Und im Weltraum haben Space Shuttles einen Druckunterschied von 1 bar. Das heißt, dort herrscht ein Druck von 100.000 N / m^2

An Ort und Stelle wurden die von einer Struktur aus Aluminium- und Titanlegierungen gehalten, wobei später einzelne Bestandteile zur weiteren Gewichtsreduktion durch kohlenstoffverstärkte Verbundfaserstoffe ersetzt wurden. Das fehlt deiner Struktur, du hast nur die Hülle eingerechnet, wenn ich das recht sehe.

Nein, das Hitzeschild fehlt bei mir. Die Struktur aus kohlenstoffverstärkte Verbundfaserstoffe ist das, was das Gewicht ausmacht.

Das ist so ähnlich, als wolltest du ein Haus nur mit dem Putz bauen. Der hält ja auch einem Außendruck von 10 Tonnen pro Quadratmeter stand.

Nein, ich habe ein Haus OHNE Putz gebaut.

[Chruschtschow]

Doch, das Zeug aus dem Diagramm ist das TPS und macht mit knapp 9 Tonnen einen ziemlich hohen Teil des Orbiters aus. Aber das ganze Ding wiegt leer nicht ohne Grund fast 70 Tonnen. Das TPS ist NICHT Bestandteil der tragenden Struktur. Du hast da nur die Außenhaut.

Die bekannten schwarzen Hitzekacheln sind davon übrigens das HRSI und machen etwa die Hälfte aus. Halbierst du das Gewicht wie in deinem Rechenbeispiel, hast du also nicht ein Mal die ganze Außenhaut.

[nobody@home]

Richtig. Genau diesen Druck muss auch ein Shuttle im Weltraum aushalten: Da befindet sich innerhalb des Shuttles Luft, die mit 1 bar = 100.000 N / m^2 nach außen drückt.

Innerhalb der Kabine, ja...aber ich bin mir gar nicht so sicher, daß das gesamte Shuttle im Orbit ständig unter Druck steht. Entsprechend müßte dann ggf. natürlich auch nur die Kabine selbst druckfest konstruiert sein, dem während der Missionen öfters schlicht aufgeklappten Laderaum beispielsweise macht Vakuum ja eh nicht viel aus.

[Eulenspiegel]

Der Orbiter insgesamt ist so schwer, weil dort noch eine Reihe von Geräten enthalten sind.

Ansonsten schauen wir uns doch mal ein anderes Material an: Eine ganz gewöhnliche Vakuum-Glühbirne. Diese enthält innen Vakuum und hier ist es Glas, das den Außendruck standhält. Theoretisch könnte man die Außenhaut also sogar aus Glas bauen. - Ist extrem unpraktisch, da es sehr leicht kaputt geht. Aber ausreichend, um den Druckunterschied standzuhalten.

[Pyromancer]

Nochmal einen Schritt zurück: Wenn ich schon einen fliegenden Flugzeugträger will, warum dann einen Helicarrier? Auf der Stelle schweben ist doch genau die eine Tätigkeit, die ich mit so einem Gerät NICHT machen will! Ein atomgetriebener Flugzeug-Flugzeugträger ist technisch sehr, sehr viel einfacher, dann nehmen wir doch einfach den!

[Chruschtschow]

Lies doch mal die Seite, die du selbst verlinkt hast. Da sind die einzelnen Komponenten aus der Bilanz aufgezählt, die du für deine Rechnung heran ziehst. Schau mal in dieses Dokument von der NASA über den Entwicklungsprozess des Orbiters. Je nach Baustufe wird die Masse der Struktur mit 24 bis 36 Tonnen angegeben. Da ist das TPS drin, macht also rund 16 bis 24 Tonnen an eigentlicher Stützstruktur. Das von dir angegebene Material ist in seiner Anwendung schlicht nicht für das geeignet, was du planst. Das ist ein völlig anderes Zeug. Zum Beispiel ist das gar nicht vakuumdicht.

Und weißt du was eine Glaskugel von 300 Metern Durchmesser macht? PENG! Auch ohne Vakuum. Vergiss nicht, dass du damit einen Vakuumzeppelin bauen willst. Mal abgesehen davon herrscht in Glühlampen heutzutage auch kein Vakuum. Da ist ein Gemisch aus Argon und Stickstoff drin.

@Pyromancer:
Der hat wahrscheinlich auch technisch interessante Probleme, ist aber aus meiner Sicht um Längen plausibler.

[Talasha]

Der Orbiter insgesamt ist so schwer, weil dort noch eine Reihe von Geräten enthalten sind.

Ansonsten schauen wir uns doch mal ein anderes Material an: Eine ganz gewöhnliche Vakuum-Glühbirne. Diese enthält innen Vakuum und hier ist es Glas, das den Außendruck standhält. Theoretisch könnte man die Außenhaut also sogar aus Glas bauen. - Ist extrem unpraktisch, da es sehr leicht kaputt geht. Aber ausreichend, um den Druckunterschied standzuhalten.

Nein, da Druck N/m² sind, steigen die Kräfte bei größerer Oberfläche an. Deshalb werden Fahrraddreifen mit 9 Bar aufgepumpt Autoreifen nur 2-3 Bar.

[Supersöldner]

man muss doch gar nicht in den Orbit ?

[Runenstahl]

Hier ist ein Beitrag in dem jemand sich mehr Gedanken zum Helicarrier macht.
https://www.wired.com/2012/07/could-s-h-i-e-l-d-helicarrier-fly/

Er kommt zu dem Schluß das es möglich ist... wenn die Rotoren abstrus riesig sind was vermutlich wieder andere Probleme mit sich bringt.
In seinem Beitrag wird für den Helicarrier die Nimitz als Grundlage genommen. Zu seinem Vergleichsfoto möchte ich allerdings anmerken das der SHIELD Carrier ein wenig kürzer und schmaler ist. Wenn er auch noch flacher ist (was ich annehme) dann ist er damit insgesamt schonmal ein ganzes Ende leichter (90 % weniger in jede Richtung reduziert das Gewicht auf 72,9 %).

[Eulenspiegel]

@Chruschtschow
Die 24 - 36 Tonnen sind doch schon wesentlich realistischer als die 70 Tonnen, die du ursprünglich angegeben hast. Wollen wir es also mit diesen Zahlen nochmal durchrechnen:

Kugel mit 300 Meter Durchmesser hat ein Volumen von: V = pi/6 * d³ =14.137.167 m³.
Luftdichte ist bei 10 km Höhe: 0,440 kg/m³.
Das heißt, die Kugel verdrängt Luft der Masse: m = 0,440 kg/m³ * 14.137.167 m³ = 6.220.353 kg = 6.220 t.

Bei den 24-36 t Außenhaut haben wir 16 bis 24 t Stützstruktur (Rest ist Hitzeschild). Ich habe dort jetzt keine Angabe zu der Große der Außenhaut gefunden. Aber nehmen wir einfach wieder die 1105 m² Oberfläche wie letztens. Dann haben wir 16 t/ 1105 m² =0,0145 t/m²= 14,5 kg/m²

Eine 300 m Kugel hat eine Oberfläche von pi * 300² m² = 282.743 m².
Das macht eine Masse von 14,5 kg/m² * 282.743 m² = 4099774 kg = 4100 t.

Das heißt, von den 6.220 Tonnen Auftrieb bleiben 2120 Tonnen Nutzlast übrig. Das ist weniger als in der vorherigen Rechnung, ist aber immernoch ausreichend.

Falls jemand jedoch der Meinung ist, 2120 Tonnen seien zu wenig: In diesem Fall werden 4 solcher Kugeln hergestellt und der Helicarrier wird an diesen 4 Kugeln befestigt. Dann hat der Helicarrier eine Nutzlast von 4*2120 t = 8480 t.

@Talasha
Richtig, die Kräfte steigen, der Druck bleibt aber gleich. Für die Frage, ob etwas kaputt geht, sind nicht die Kräfte, sondern der Druck relevant. (Indirekt sind die Kräfte dahingehend relevant, dass bei konstanter Oberfläche die Kraft proportional zum Druck ist.)

Das kann man an folgenden Beispielen veranschaulichen:
1. Ein Faustschlag hat mehr Kraft als ein Nadelstich. Aber der Nadelstich hat einen höheren Druck. Letztendlich ist es der Nadelstich, der deine Haut durchdringt.

2. Wenn du mit einem Hammer eine Wand einreißen willst, ist es nur relevant wie stark du mit dem Hammer auf die Wand schlägst. Wenn du nicht stark genug zuschlägst, hilft es dir nicht, dass andere Leute an anderen Punktend er Wand mit der gleichen Kraft zuschlagen: Dadurch erhöhst du zwar die Gesamtkraft mit der auf die Mauer eingeschlagen wird. Der Druck, den der einzelne Hammer auf die Wand ausübt, wird dabei aber nicht verändert.

3. Ein Space Shuttle hält einen Druck von 100.000 N/m² = 10 N/cm² aus. Wenn jetzt aber ein kleiner Asteroid gegen das Space Shuttle fliegt und an dabei 50.000 N ausübt, dann wird das Schiff beschädigt. (Grund: Die 50.000 N werden nicht gleichmäßig über die gesamte Außenhaut ausgewirkt, sondern nur an einer einzigen Stelle. An dieser Stelle, wo der Asteroid gegen die Außenhaut trifft, herrscht ein so hoher Druck, dass die Außenhaut dadurch kaputt geht. - Obwohl der Asteroid insgesamt weniger Kraft ausübt, als die gesamte Luft des Space Shuttles gegen die Außenhaut ausübt.)

[Chruschtschow]

@Chruschtschow
Die 24 - 36 Tonnen sind doch schon wesentlich realistischer als die 70 Tonnen, die du ursprünglich angegeben hast. Wollen wir es also mit diesen Zahlen nochmal durchrechnen:

Du hast mich falsch verstanden. Der schwerste Orbiter, die Columbia, hatte ein Leergewicht von über 70 Tonnen. Ich sehe also nicht, wieso meine 70 Tonnen unrealistisch waren, wenn sie nun ein Mal die Angaben der NASA zu dem Thema sind. Die Dinger gehörten denen immerhin. Davon entfallen auf die Außenhaut und Struktur ca. 24 bis 36 Tonnen. So genau habe ich das nicht heraus gefunden, allerdings gab es auch deutliche bauliche Unterschiede zwischen allen Orbitern.

Nun war ein Orbiter halt keine Kugel von 300 Metern Durchmesser, sondern eher länglich mit knapp über 37 Metern Länge. Wollen wir mal so nett sein und annehmen, dass die wesentlich größeren Distanzen in der Kugel nicht zu wesentlich größeren Scher- und Drehmomenten auf die Stützstruktur wirken, so hast du es immer noch eher mit einem Volumen als einer Fläche zu tun, die du mit Trägern und Streben versehen darfst. Skalier also mal lieber kubisch.

[Eulenspiegel]

Der Orbiter hat ein Leergewicht von 70 Tonnen. Das heißt nicht, dass die Stützstruktur 70 Tonnen wiegt. Geräte etc. sind im Leergewicht enthalten (im Gegensatz zum Treibstoff).

[Chruschtschow]

Ich habe nichts gegenteiliges geschrieben. Lies nach.

Aber um zum Thema Vakuum zurück zu kommen, gibt es noch ein, zwei weitere Probleme.

Zum einen ist die Belastung der Hülle zwangsläufig inhomogen. Oben wirkt die Schwerkraft gegen den Druck, unten in die gleiche Richtung, an den Seiten quer dazu. Das möchtest du als starren Kasten oder Kugel konstruieren. Die Scherkräfte werden brutal. Dazu kommt, dass unten noch eine Nutzlast dran soll, wohlgemerkt einige tausend Tonnen. Hm ...

Zum anderen wird das Steuern eines solches Objektes interessant. Kugelform macht für einen Ballon Sinn. Zeppelin sind im Allgemeinen eher zylindrisch, um die Oberfläche in Richtung der Bewegung zu verringern. Und selbst dann wird ein Objekt dieser Größe sein Einsatzgebiet hoffentlich in Windrichtung vom Startplatz  haben.