|
|
De stuurmiddelen van het luchtschip.
Uit: De Natuur,
Populair Geïllustreerd Maandschrift,
gewijd aan de natuurkundige wetenschappen en hare toepassingen.
15 Januari 1884 - 4e jaargang |
Te kunnen zwemmen als een visch en te kunnen vliegen als een vogel, zijn wenschen, zeker even oud als de mensch zelf. De mensch is ongelukkig niet geschapen om als een vogel zich in de lucht te verheffen of als een visch in het water te leven en zich te bewegen; wel is waar heeft hij iets van de zwemkunst aangeleerd, maar het onnoozelste vischje zal hem daarin wel altijd overtreffen, en niedmand kan er aan denken, de zwemkunst te beoefenen als een geschikt middel om zich over zee te verplaatsen.
Nog slechter is het gesteld met het vliegen. De enkele pogingen, door roekelooze menschen daartoe aangewend, zijn alle erbarmelijk uitgevallen; aan de mogelijkheid van het vliegen wordt bijna door geen mensch meer gedacht.
Maar evenals het schip ons bevredigen kan met het denkbeeld, dat wij nooit met de visschen zullen kunnen wedijveren, zal wellicht eens de luchtballon ons troosten bij de overtuiging, dat wij alle gegevens missen om te kunnen vliegen. Wel is waar zijn er reeds honderd jaren verloopen sedert de eerste luchtreis door menschen ondernomen werd, en vond men in dien ganschen tijd geen voldoende middelen om de bezwaren op te heffen, die toen al aanstonds werden ondervonden. Maar in weerwil van deze reden tot moedeloosheid, waaraan de meesten zich reeds overgaven, blijven sommigen gelukkig nog naar een oplossing van de bezwaren streven.
De luchtballon is een Fransche uitvinding; het »noblesse oblige" werkt in Frankrijk mede als drijfveer tot de bereiking van het zeer aanlokkelijk einddoel, de lucht met evenveel gemak als thans de zee te kunnen bevaren.
Zoo behooren tot de wetenschappelijkste, en tevens zeer ervaren luchtreizigers van onzen tijd, de gebroeders Gaston en Albert Tissandier te Parijs. Hun laatste luchtreis, den 8sten October 1883 gemaakt, is aan onze lezers bekend. In een voorgaand artikel hebben we een beschrijving daarvan medegedeeld, toegelicht door een afbeelding van het langwerpig-ronde luchtschip met zijn elektrischen motor, de eigenaardige schroef en het zeil, dat daarbij als roer diende, om het schip te kunnen wenden.
De belangrijkheid van het onderwerp dringt ons, nu eenige nadere bijzonderheden omtrent de laatstgenoemde deelen van het luchtschip te treden.
Vooraf zullen we nog even aan het groote bezwaar herinneren, dat bij de luchtscheepvaart overwonnen moet worden.
Een gewone luchtballon, die in de lucht zweeft, drijft natuurlijk met elken luchtstroom mede. Dat hij voortgaat en hoe, is ook voor den luchtreiziger alleen te bespeuren aan de vaste voorwerpen op de aarde. De richting van den wind, waar de ballon zweeft, is ook de zijne. Hij heeft slechts één voordeel boven het doode voorwerp, dat onder water gedompeld en daarin zwevende, door den waterstroom wordt meêgevoerd: door het ontsnappen van gas kan de ballon dalen, en door het verliezen van ballast, kan hij stijgen en verkrijgt daardoor een kans om in een luchtstroom te geraken, die hem medevoert in de richting zijner bestemming. Het gebrekkige van deze middelen valt iedereen terstond in het oog. De vraag is dus, hoe zal men den luchtballon kunnen sturen. Het antwoord wordt gevonden in de wijze, waarop een gewoon zeil- of stoomschip wordt gestuurd. Als men een zeilschip wil doen voortgaan in een richting, die van den stroom afwijkt, plaatst men er een zeil op, waartegen de wind blaast in een bekende richting, welke al of niet samenvalt met die van den stroom;
de kracht van den wind vormt met die van den stroom een samengestelde kracht, welke aan het schip een eigen beweging meedeelt in het water, hetzij in dezelfde richting van den stroom of reeds in een afwijkende richting.
Heeft het schip nu ook nog een roer, dan kan men daarmede een weerstand van het water opwekken die, tegen het roer werkende, een nieuwe kracht levert, waardoor met de reeds gegeven krachten een beweging aan het schip wordt gegeven, welker rihting met de gewenschte overeenkomt.
Bij een stoomschip is het de weerstand van het water tegen de schoepen van sneldraaiende raderen of tegen de bladen eener snel draaiende schroef, welke op die schoepen of tegen die bladen werkende, aan het schip de vereischte eigen beweging in het water verzekert. Evenals bij het zeilschip kan dan door de plaatsing van het roer de werking van een tweeden weerstand worden verkregen, die met den eersten een resulteerende werking geeft in de verlangde richting.
De hoofdzaak is alzoo, dat het schip een eigen voortgaande beweging bezit, welke zich onderscheidt van die der vloeistof, waarin het drijft, hetzij alleen door de snelheid of ook door de richting.
De op- en neergaande beweging, die men aan een luchtschip in de lucht wel geven kan, is niet voldoende; een eigen beweging in horizontale richting is noodig. Een zeil kan hiertoe niet gebruikt worden, het zou hetzelfde zijn alsof men bij een gewoon schip de zeilen onder water aanbracht. Er blijft dus niet anders over dan te trachten door een snel draaiende beweging van en paar drijfraderen of van een schroef het doel te bereiken. Misschien zou een soortgelijk middel, als men wel eens tot voortbeweging van schepen heeft opgeworpen, bij den luchtballon kunnen worden toegepast; uit een ruimte, die met den ballon verbonden is, zou samengeperste lucht door een opening naar buiten gedreven kunnen worden, waar door een terugwerking op den tegenoverstaanden wand wordt verkregen, die den ballon in een richting zou stooten, tegenovergesteld aan die, volgens welke de lucht wordt uitgedreven.
Elk van deze middelen eischt de hulp van een krachtigen motor en om een voldoende stijgkracht over te houden, moet deze zoo licht mogelijk wezen. Het eenvoudigst was een lichte schroef net groote bladen aan het schiutje van den luchtballon te verbinden en haar door menschenhanden in een snelle beweging te brengen, maar deze beweegkracht bleek met betrekking tot het gewicht van den motor, in dit geval het gansche menschelijk lichaam, geheel onvoldoende te wezen. Men moest een motor vinden, die bij een gelijk of liever nog, kleiner gewicht in denzelfden tijd een veel grooeteren arbeid kon verrichten en bij welke de beweegkracht niet aan zulk een spoedige uitputting onderhevig is, als dit met de spierkracht het geval is.
Gelijk wij reeds vermeld hebben, namen de gebr. Tissandier de elektriciteit te baat en gelukte het hun met deze beweegkracht een zoo lichten en tevens krachtigen motor in beweging te brengen, dat het honderdjarige vraagstuk daarmede, zooal niet geheel opgelost, dan toch een goede schrede tot zijn oplossing nader is gebracht.
Het geheel van hun toestel omvat drie deelen: 1º een dynamo-elektrische machine; 2º een tweebladige schroef, en 3º een batterij van een aantal galvanische elementen. |
Fig. 1. De lichte Siemens-machine voor het stuurbare
luchtschip der gebr. Tissandier. |
De dynamo-machine is afgebeeld in fig. 1; zij is bepaaldelijk voor dit doel vervaardigd door de firma Siemens te Parijs, welker directeur George Boistel een zeer gewaardeerden bijstand leende. Gewoonlijk zijn deze machines ongewoon zwaar, de hier voorgestelde weegt slechts 55 kilogram; het is de Siemens-type, onder den lichtsten vorm gebracht. Zij is van genoten staal en gemonteerd op een houten voet. Op den langen cilinder zijn 36 draadbundels aangebracht met vier elektro-magneten in den stroomloop. Men weet, dat dergelijke machines gebruikt worden om sterke stroomen te leveren, bijv. voor het elektrisch licht; in dat geval ontvangt de cilinder een sneldraaiende beweging van een |
afzonderlijk stoomwerktuig; omgekeerd kunnen echter zulke machines ook dienen om een beweging voort te brengen en dit geschiedt door elektrische stroomen te voeren door de draadwindingen van de elektromagneten en de draadbundels om den cilinder; de cilinder geraakt dan in een draaiende beweging, die op andere assen kan worden overgebracht. Men ziet in de figuur, dat de as van den cilinder een klein, getand wiel draagt, werkende op een grooter wiel; aan de as van dit grootere wiel is de schroef bevestigd, die een sneldraaiende beweging moet verkrijgen. De verhouding tusschen de stralen der beide raderen is één tiende, zoodat de schroef 120 omwentelingen per minuut, terwijl de cilinder er 1200 maakt.
Bij een voorloopige proefneming met deze nieuwe Siemens-machine, gedreven door 20 accumulatoren Faure, verkreeg men met een snelheid van 1200 tot 1400 omwentelingen in de minuut, een arbeidsvermogen vazn één paardekracht of 75 kilogrammeter; door de snelheid nog te vermeerderen met behulp van meer accumulatoren, leverde de machine zelfs tot 100 jilogrammeters arbeid in de secunde, van welke 55 percent nuttig was. Zulke accumulatoren zijn intusschen veel te zwaar om met voordeel bij een luchtballon gebruikt te kunnen worden; de gebr. Tissandier gaven daarom de voorkeur aan galvanische elementen, die wel meer ongerief veroorzaken, maar ook veel lichter van samenstelling kunnen wezen.
Van de bestaande elementen was het dubbelchroomzure kali-element voor hun doel het voordeeligste. Het werd vooraf nauwkeurg bestudeerd met het oog op de beste samenstelling van de vloeistof, de kleinste dikte, die men aan de kool- en zinkplaten kon geven en den aard der vaten, die licht en toch stevig moesten wezen, ten einde met het kleinste gewicht aan materiaal de sterkste werking te kunnen verkrijgen. |
| Zoo werd een batterij samengesteld, bestaande uit een ebonieten bak, van 6 afdeelingen, zie fig. 2. De dikte van het eboniet was 3 millimeter. In dien bak staan elf koolplaten en tien geamalgameerde zinkplaten, afwisselend naast elkander. De zinkplaten hebben een oppervlak van 0,06 bij 0,06 meter in de vloeistof en zijn 1,5 millimeter dik; de koolplaten zijn iets grooter en hebben een dikte van 2,5 millimeter; zij zijn door knijpers aan koperen strooken verbonden, die op de wanden van het vat zijnvastgeschroefd. Elke afdeeling is van onderen van een ebonieten buisje voorzien, dat uitkomt in een gemeenschappelijke zijbuis, die door een kaoutchoukbuis in verbinding staat met een zeer lichten ebonieten emmer, met vloeistof gevuld. Deze vloeistof bestaat uit 100 gewichtsdeelen water, 16 dubbelchroomzure kali en 37 zwavelzuur; om haar zoo sterk geconcentreerd te verkrijgen, wordt zij bij een temperatuur van 40º in den emmer gegoten. Als men den emmer door middel van een touw en blok ophijscht, dan stroomt de vloeistof de afdeelingen van den bak binnen en treden dus de elementen in werking; wil men deze doen staken, dan laat men den emmer zakken om de vloeistof weder daarin op te nemen. Door deze inrichting staan de elementen met elkander in |
Fig. 2. Een batterij van zes dubbelchroomzure kali-elementen, met een ebonieten emmer voor de vloeistof. |
| gemeenschap, evenwel slechts door nauwe buizen; de weerstand der vloeistof is groot genoeg om te maken, dat die gemeenschap geen invloed heeft op de werking, ofschoon de elementen in spanning (achter elkander) zijn opgesteld. |
Fig. 3. De mand van het stuurbare luchtschip
Klik op de afbeelding voor een vergroting. |
In de mand van hun luchtschip (fig. 3) hadden de gebr. Tissandier 4 zulke batterijen geplaatst als er in fig. 2 één is afgebeeld, dus in 't geheel 24 elementen; deze werden van vloeistof voorzien door 4 ebonieten emmers, die elk 30 liter dubbelchroomzure kali-oplossing inhielden; alles tezamen had een gewicht van omtrent 180 kilogram. Als de 24 elementen in spanning verbonden op den motor werken, is de geleverde arbeid gedurende 2 en een half uur 100 kilogrammeter, gelijk staande ongeveer met dien van 15 man, terwijl het geheele gewicht van motor en batterij niet meer bedraagt dan dat van 4 man.
De mand is 1,9 meter lang en 1,45 meter breed. Daarin werd alles zoo gesteld, dat zoo weinig plaats mogelijk werd ingenomen. Twee ebonieten bakken, 12 elementen vormende, staan dwars op 0,35 meter boven den bodem der mand, en de twee andere staan 15 centimeter daar boven; zij zijn geplaatst op houten dwarslatten en met draad goed bevestigd. De vier ebonieten emmers staan twee aan twee in de voorhoeken van de mand. De vrije ruimte tusschen de emmers wordt ingenomen door den persoon, die de elementen in werking brengt; hij heeft de touwen bij de hand, waarmede de emmers worden getild, de haken om die touwen op de vereischte hoogte vast te maken, den kwikstroomwisselaar, om den stroom al of niet te doen doorgaan en de touwen van het roer, onder aan het luchtschip verbonden (zie de afbeelding in den vorigen jaargang, blz. 370). Met den stroomwisselaar kan men naar willekeur 6, 12, 18 of 24 elementen in werking stellen en dus vier verschillende snelheden aan de schroef geven.
De ebonieten emmers zijn van boven gesloten door een stevige plaat van kaoutchouk, waarin slechts een kleine opening is om de lucht door te laten als de vloeistof uitstroomt; zij is met een koperdraad, die met gutta-percha is omkleed, aan den rand van den emmer bevestigd. Dat deze sluiting goed is, bleek na de opstijging; geen druppeltje vloeistof was uitgestort. Ledig wegen deze emmers slechts 3 kilogram; zij zijn voor de stevigheid omgeven door een mandwerk; touwen, die over katrollen loopen, dienen om ze te tillen en weer te laten zakken. De bodem van de mand is voorzien van een kaoutchouk bak om de vloeistof op te vangen, in geval van ongelukken.
Een teenen mandje staat onder den motor, duidelijk zichtbaar in de gravure; het bevat een oliebakje voor den motor, een fleschje met kwik om de palmhouten napjes van den stroomwisselaar te vullen en het noodige gereedschap om de batterij uit elkander te nemen, zoo het noodig mocht wezen bij ongevallen. Dit alles bevindt zich in het achterste gedeelte van de mand. Voorin is de plaats van de zakken met ballast en de toestellen voor de landing, zoo ook van den persoon, die de zorg daarvoor op zich genomen heeft.
Gaston Tissandier verzekert van de bijgaande gravure, dat zij getrouw alle bijzonderheden van de stoeiing der mand teruggeeft; de beide personen, die we in de mand zien staan, zijn dus ongetwijfeld de verdiemstelijke luchtreizigers zelf; tusschen de ebonieten emmers staat alzoo Gaston en verder in de mand zijn broeder Albert, de architect.
Ook de eigenlijke motor, de Siemens-machine met de daaraan verbonden schroef zijn duidelijk zichtbaar. De machine is op een ntenhouten dwarsstelling geplaatst; zij is goed bevestigd door stevige draden, die men door wringing vaster kan spannen en die de vier hoeken van het raam met de bovenste en de onderste dwarsstangen van de mand verbinden. Onder het snelle draaien van den cilinder heeft men door deze stevige verbinding geen hinder van eenige schudding.
Omtrent de schroef, die met groote zorg werd samengesteld, nog de volgende bijzonderheden:
Zij bestaat uit twee schroefvormige bladen, die door twee dennenhouten stangen in ijzeren banden gestoken, verbonden zijn; deze stangen dienen tot steun aan eenige behoorlijk volgens teekening gebogen latten; de buitenranden zijn van rottingriet, terwijl de met verniste zijde bedekte bladen glad en stijf gehouden worden door gespannen staaldraden. De helling dier bladen bedraagt 35° ongeveer. De geheele schroef weegt slechts 7 kilogram.
Bij een snelheid van 100 omwentelingen in de minuut was de luchtstroom op één tot twee meter afstand zeer krachtig en nog op tien meter afstand duidelijk te voelen, tijdens de proefnemingen, die de gebr. Tissandier in hun atelier namen.
Gedurende de luchtreis was niets gemakkelijker om den toestel in beweging te brengen; men had slechts een koperen vorkje in de kwikbakjes van den stroomwisselaar te dompelen om terstond de bladen der schroef te doen rondwentelen. We stemmen het toe, dat geen beweegkracht beter dan de elektriciteit aan de vereischten van een motor voor een luchtschip kan voldoen. Zij levert schier geen moeite aan den luchtvaarder, geeft geen vrees voor vuur en doet het luchtschip steeds hetzelfde gewicht behouden.
De eerste proefonderneming op 8 October 1883 heeft nog niet geheel voldaan; zij heeft gebreken leeren kennen, voor welker verbetering de middelen thans bestudeerd worden. Dat de gebr. Tissandier er in geslaagd zijn die te vinden en dat zij, zij 't ook slechts bij goed weder, met hun schip de lucht naar willekeur kunnen klieven, is een der belangrijkste feiten, die wij hopen onzen lezers in den loop van dit jaar te zullen mogen mededeelen. |
| H. |
webdesign & copyright
© 2001-2004 Eveline |
→ |
↑ |
|