Quelltext der Seite Heißdampfballon

Ein '''Heißdampfballon''' ist ein [[Ballon]], der als [[Traggas]] [[Heißdampf]] aus Wasser nützt. [[Wasserdampf]] von deutlich über 100 °C Temperatur besitzt wegen des niedrigeren [[Molekulargewicht]]s von 18 bei Atmosphärendruck nur etwa die Hälfte der [[Dichte]] von typischer Umgebungsluft. Dieser Dichteunterschied führt gemäß [[archimedisches Prinzip|archimedischem Prinzip]] zu einem [[Statischer Auftrieb|statischen Auftrieb]] wie bei [[Gasballon|Gas-]] oder [[Heißluftballon]]s. Das erste Versuchsmodell eines Heißdampfballons ist 2006 in Deutschland aufgestiegen.

== Funktionsweise ==
Aerostaten erfahren einen Auftrieb, da ihr Traggas eine geringere Dichte besitzt als die umgebende Luft. In trockener Luft bei [[Normalbedingung]]en benötigt man zum Entwickeln einer Auftriebskraft zum Heben von 1&nbsp;kg Masse 0,877&nbsp;m³ [[Wasserstoff]], 0,947&nbsp;m³ [[Helium]], 3,633&nbsp;m³ [[Heißluft]] von 100&nbsp;°C oder 1,567&nbsp;m³ Heißdampf (aus Wasser) bei 100&nbsp;°C.<ref name="BHS">Alexander Bormann, Jan Philipp Herrmann, Skutnik Stefan: ''Alternative Buoyancy Concepts: First Numerical and Experimental Results from a Hot Steam Balloon (HeiDAS)''. AIAA’s 3rd Annual Aviation Technology, Integration, and Operations (ATIO) Forum, Denver, Colorado, 17. November 2003. {{doi|10.2514/6.2003-6840}}.</ref> Heißdampf entfaltet pro Volumen also eine mehr als doppelt so große Auftriebskraft wie Heißluft, ist pro Auftrieb kostengünstiger als Helium und ist unbrennbar, also sicherer als Wasserstoff.

Technisch sind Heißdampfballons anspruchsvoller als herkömmliche Gas- oder Heißluftballons. Für längere Aufstiege ist eine Heizung erforderlich, da die [[Kondensation]] des Wasserdampfs infolge von Abkühlung verhindert werden muss. Auch an die Ballonhülle werden spezielle Anforderungen gestellt. Sie muss nicht nur dicht, sondern auch hitzebeständig sein und eine gute [[Wärmeisolation]] bieten. Zudem ist Heißdampf ein [[Chemische Reaktion|reaktionsfreudiges]], [[Korrosion|korrosives]] Gas, dem das Ballonmaterial widerstehen muss.

== Geschichte ==
Die Idee, Wasserdampf als Traggas für [[Ballon]]s und [[Luftschiff]]e zu verwenden, wurde erstmals 1818 von Sir [[George Cayley]] formuliert,<ref>{{Literatur | Autor = George Cayley | Titel = Aërial Navigation | Sammelwerk = The Philosophical Magazine and Journal | Band = 47 | Jahr = 1816 | Seiten = 81–86 | Online ={{Google Buch | BuchID = HLM-AAAAYAAJ | Seite = 81 }}}}</ref> einem englischen Ingenieur, der sich bereits in der ersten Hälfte des 19. Jahrhunderts wissenschaftlich mit dem Fliegen beschäftigte. 1908 ließ sich der deutsche Chemiker [[Hugo Erdmann]] die Idee schützen, überhitzten Wasserdampf oder ein Gemisch aus diesem und anderen Gasen als Traggas für [[Luftfahrzeug]]e einzusetzen.<ref>{{Patent | Land = DE | V-Nr = 214019 | Typ = Patent | Titel = Füllgas für Luftfahrzeuge | A-Datum = 1908-08-14 | V-Datum = 1909-10-02 | Erfinder = Hugo Erdmann | Anmelder = | Kommentar = }}</ref> Zur Wärmeisolation wollte Erdmann [[Eiderdaune]]n benutzen. Über erste Experimente kam er nicht hinaus.

Der erste frei fliegende Dampfballon der Welt wurde in den Jahren 2003 bis 2006 von Alexander Bormann und Stefan Skutnik am Institut für Luft- und Raumfahrt der [[Technische Universität Berlin|Technischen Universität Berlin]] unter dem Namen „HeiDAS UH“ entwickelt, wobei HeiDAS für Heiß-Dampf-Aerostat steht, UH für ultraheiß. Ein [[Prototyp (Technik)|Prototyp]] stieg am 7. Mai 2003 erstmals im Labor auf.<ref name="BHS"/> Bis 2006 entstand ein unbemannter Ballon von 2,35 m Durchmesser, der 7 Kubikmeter Dampf fasst. Der Heißdampf erreicht eine Temperatur von 150&nbsp;°C, was ein besonders temperaturresistentes wie auch festes Hüllenmaterial (mit [[Aramid]]-Filamentgarn verstärkter [[Polyimid]]film) erforderte. „HeiDAS UH“ ist nach dem Prinzip der [[Rozière]] aufgebaut. Der Gasbehälter aus Folie wird thermisch isoliert, ein [[Wärmetauscher]] reduziert den Abfluss von Wärme. Wie ein Heißluftballon oder eine Rozière besitzt „HeiDAS UH“ einen Brenner, der zur Steuerung von Steigen und Sinken eingesetzt wird, so dass kein extra Ballast benötigt wird.

== Literatur ==

* Alexander Bormann, Jan Philipp Herrmann, Stefan Skutnik: {{Webarchiv | url=http://www.heidas.de/docs/HeiDAS_DGLR_LTA_VI_2003.pdf | wayback=20131202235453 | text=''HeiDAS – Der Heißdampfaerostat''}} (PDF; 2,64&nbsp;MB), DGLR-Workshop VI: „Flugsysteme leichter als Luft“, Stuttgart 09./10. Mai 2003.
* Alexander Bormann, Stefan Skutnik: ''[http://www.heidas.de/docs/HeiDAS_DGLRKongress2005.pdf HeiDAS UH – Ein Heißdampfaerostat mit Ultra-Heiß-Performance]'' (PDF; 989&nbsp;kB), DGLR-Kongress Friedrichshafen, 28. September 2005
* Alexander Bormann, Jan Philipp Herrmann, Stefan Skutnik: ''[http://www.aeroix.de/fileadmin/user_upload/aeroix/redakteure/Dokumente_HeiDAS/20031119_HeiDASAIAA2003Final2.pdf Alternative Buoyancy Concepts: First Numerical and Experimental Results from a Hot Steam Balloon (HeiDAS)]'' (PDF; 686&nbsp;kB). AIAA’s 3rd Annual Aviation Technology, Integration, and Operations (ATIO) Forum, Denver, Colorado, 17. November 2003, S. 1–7 (englisch). {{DOI|10.2514/6.2003-6840}}
* ''[http://www.festo.com/net/de_corp/SupportPortal/Downloads/146927 HeiDAS UH]'' (PDF; 816&nbsp;kB), Broschüre der [[Festo|Festo AG & Co. KG]]

== Weblinks ==
* {{Webarchiv | url=http://www.heidas.de | wayback=20070627072918 | text=HeiDAS UH – Der Heißdampfaerostat mit Ultra-Heiß-Technologie}}, ehemalige Webseite des Projekts „HeiDAS UH“
* Anja Höbler: {{Webarchiv | url=http://weltderwunder.rtl2.de/wdw/LuftfahrtWelt/Fluggeraete/MitVolldampfInDieLuefte/ | wayback=20070926221751 | text=Mit Volldampf in die Lüfte – Vom Wasserstoff zum Heißdampf}}, [[RTL II]], [[Welt der Wunder]], TV-Thema vom 27. April 2003
* William Vorsatz: ''[http://www.dradio.de/dlf/sendungen/forschak/500079 Heißer Dampf treibt. Berliner Ingenieure testen alternatives Füllgas für Ballons]'', [[Deutschlandfunk]] am 12. Mai 2006, abgerufen am 25. November 2013

== Einzelnachweise ==
<references />

{{SORTIERUNG:Heissdampfballon}}
[[Kategorie:Ballon (Luftfahrzeug)]]
[[Kategorie:Dampftechnik]]