Arbeitskreis
für Marine- und Heeres- sowie Luftschiff- und Seeflieger-Geschichte



Höhenmessung
in der Luftschiffahrt 



FAQ - 30
Wie haben früher die Luftschiffer während der Fahrt die Fahrthöhe ermittelt ? Schließlich gab es keine elektronischen Hilfen der heutigen Art !

Wer sich im Internet bei Wikipedia und anderen Seiten über aeronautische Geräte informieren will, fällt in ein mittlerweile bekanntes mysteriöses Informationsloch. Daß Informationen durch Löschen von Webseiten verschwinden, dürfte auch weniger versierten Mitmenschen einleuchten. Das Verschwinden von Wissen ist jedoch keine Erscheinung der letzten Jahrzehnte. Techniker kennen das: es verschwinden manuelle technische Fertigkeiten, das Wissen von der Herstellung und Anwendung von Gerätschaften, ihre technische Definition und natürlich ihre Wirkungsweise. Wikipedia & Co. können da vielfach nicht weiterhelfen, da die Geräte heute nur noch in Museen existieren, im Einsatz kaum mehr verwendet werden.
        In diesem Zusammenhang soll auch an eine Eigentümlichkeit aus der Ballon- und Lenkluftschiffahrt erinnert werden, die heutzutage fast vergessen ist. Zur Höhenbestimmung wurden Aneroid-Barometer benutzt, deren Skalen nach Metern geeicht waren. Vor Beginn einer jeden Ausfahrt stellte der Ballonfahrer bzw. Luftschiff-Steuermann die Skala auf Null Meter Höhe ein: selbst wenn sich die Örtlichkeit viele Meter über Normalnull (º Meeresspiegel) befand - sonst wäre die Sache noch mehr kompliziert worden (siehe die folgenden Erklärungen).
       
Nach der barometrischen Höhenformel sinkt mit je 11 Meter Höhenunterschied (nach oben) der Luftdruck um 1,333 hPa Hekto-Pascal], das entspricht 1,333 Millibar (das ist die alte Maßeinheit). In 100 Meter Höhe war der Luftdruck also um 13,33 mb geringer. Leider ist, wie jeder weiß, der Luftdruck nicht immer und schon gar nicht überall gleich. Änderte sich während der Fahrt der Luftdruck bzw. fuhr das Luftschiff in eine Zone höheren Luftdrucks ein, so zeigte der Höhenmesser (das Aneroid-Barometer) "fehlerhaft" an . Denn wurde das Wetter besser, d.h. der Luftdruck stieg um z.B. 13,3 mb, so las man auf dem Höhenmesser 100 Meter weniger an Höhe ab, als man tatsächlich fuhr ! (siehe z.B. den tragischen Verlust des ameikanischen Marineluftschiffes USS "Akron" (ZRS 4). - 
        Wollte man den systemimanenten Fehler im Griff behalten, bedurfte es eines zweiten Barometers, genauer gesagt eines Barographen, der tatsächlich über eine auf den Luftdruck bezogene Skala verfügte, die nach Millibar bzw. damals noch nach Millimeter (Quecksilber-Luftdrucksäule) geeicht war. Der Barograph zeichnete die gefahrene Höhe, d.h. die Luftdruckveränderungen, auf einem Registrierstreifen auf. Dieses Log war Bestandteil des vom Kommandanten zu erstellenden Fahrberichtes.
        Bei schlechten Sichtverhältnissen, "in der Hitze des Gefechts" (wie auch immer zu verstehen), kam es manchmal vor, daß das Barometerproblem "vergessen" wurde - oder die Wetternachrichten hatten mal wieder ihre Lückenhaftigkeit bewiesen. Lag eine Schicht warmer Luft über dem Erdboden, konnte es ebenfalls zu einem plötzlichen Durchsacken des Luftschiffes kommen, da sich je nach Temperaturdifferenz die Tragfähigkeit des Gases (eventuell sogar dramatisch) veränderte. Die Folge waren unerwartete Boden- und Baumberührungen, die nicht immer glimpflich ausgingen.

Zur Höhenmessung gab es noch andere, mehr oder weniger aus der Not geborene Verfahren. Gegen Ende des Krieges warf man eine leere*1 Seltersflasche in die Tiefe. Die eintauchende Flasche erzeugte auf der Meeresoberfläche starken Schaum, den man gut sehen konnte*2. Kombiniert mit einer Stoppuhr konnte man so mit Hilfe der Formel "9,81 mal die gemessenen Sekunden mal Sekunden (also quadriert) geteilt durch 2" die Höhe in Metern errechnen. Allerdings mußten immer Flaschen der selben Sorte verwendet werden, da die Geschwindigkeit, mit der die Flasche nach unten fiel, sonst eine andere gewesen wäre (bedingt durch den - eventuell - unterschiedlichen Luftwiderstand). Die Normwerte hatte man vorher in einer Versuchsreihe ermittelt. - Ein zweiter, nur sehr wenig bekanntes Verfahren basierte auf der Idee eines Luftschiffers und wurde dem bekannten Physiker Alexander Behm vorgetragen. Professor Behm ist der Erfinder des Echolots, das auch heute noch für die meisten Nautiker ein wichtiges Meßgerät ist. Auf dem LZ 127 "Graf Zeppelin" wurde ein Verfahren eingesetzt, das sich Knall-Echolot nannte. Nach den Berechnungen vom Behm wurde ein Pistolenschuß ausgelöst und per Stoppuhr die Echozeit gemessen. Die halbe Zeit bis zum Vernehmen des Echos war dann die Höhe in Metern. Das Verfahren war durchaus praktikabel, aber halt nur auf Luftschiffen einsatzbar. Von daher fand disese Verfahren, von Behm patentiert, keine weitere Verbreitung. - Aber selbst diese Notbehelfe war oft nicht anwendbar - dann half nur noch Beten und Instinkt, das Gefühl einer Fledermaus.

*1    eine volle wäre in der Höhe vereist oder zersplittert
*2    auf der Erde war der Aufschlag nur schlecht sichtbar, diese Methode war also im wesentlich nur über See anwendbar, leider ...



Barographenstreifen des Marineluftschiffes L 15 vom 1. Februar 1916


Ergänzungen zur (bekannten / vergessenen) Terminologie

Variometer - Wikipedia-Eintrag -
Das Variometer dient zur Anzeige der Steig- und Sinkgeschwindigkeit eines Luftfahrzeuges. Es besteht aus einem gegen Wärme geschützten Gefäß mit zwei Öffnungen. An der ersten befindet sich ein schräg liegendes Manometerröhrchen, z.T. mit Quecksilber gefüllt. Die zweite Öffnung ist eine feine, geeichte Kapillare. Gemessen wird der Druckunterschied zwischen Gefäß- und Außenluft. Beim Steigen nimmt der Außendruck aufgrund der dünner werdenden Außenluft ab. Der Gefäßinnendruck ist nun größer, so daß ein definiert langsamer Ausgleich stattfindet, der die Manometerflüssigkeit entlang einer in plus bzw. minus Meter pro Sekunde*1 geeichten Skala bewegt. Dieses Instrument nach Professor Dr. J. Precht wurde bereits 1910 erfunden und verwendet. Später wurden Druckdosenvariometer gebaut, die als Statoskope (siehe unten) verwendet werden konnten.

*1    im Gegensatz zum Statoskop (siehe unten), das nur „Meter“ anzeigt

Statoskop - ein Wikipedia-Eintrag dazu existiert nicht -
Beim Start wurde in erster Linie das Variometer verwendet. Nach Erreichen der Fahrhöhe trat das Statoskop in Aktion. Es ist im Grunde eine einfache Membran-Druckdose mit Hahn. Der Hahn wird geschlossen, wenn die gewünschte Höhe erreicht ist. Das Instrument vergleicht nun den eingeschlossenen Druck mit dem Außendruck. Die Anzeige beträgt Null, wenn das Luftschiff den Level hält. Sinkt oder steigt das Luftschiff, wird die Abweichung in Metern*1 angezeigt. Das Gerät unterscheidet Differenzen bis zu 1 m und reagierte im Normalfall schneller als ein Variometer. Daher auch der kombinierte Einsatz.

*1    im Gegensatz zum Variometer (siehe oben), das „Meter pro Sekunde“ (also pro Zeiteinheit) anzeigt !



ein Barograph erschütterungsfrei am Seitensteuer-Stand eines Schütte-Lanz-Luftschiffes aufgehängt

Wikipedia-Einträge
- Barograph - Altimeter - Aneroid-Barometer - Variometer - Barometrische_Höhenmessung_in_der_Luftfahrt -






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