Kui suurt koormat jaksas Hindenburg kanda

Maailma kõigi aegade suurim reisiõhulaev, 1936. aastal Saksamaal ehitatud „Hindenburg” jäi viimaseks vesiniku kui äärmiselt tuleohtliku ainega täidetud hiigelõhulaevaks. Ta hukkus 1937. a. USA-s elektrisädemest tekkinud tulekahjus. „Hindenburgi” gaasiruumi maht oli 200 000m3 ning seadmete ja kesta kogumass 114 t. Kui suure massiga kasulikku koormat võis see õhulaev kanda?

Erna ja Venda Paju Füüsika ülesannete kogu põhikoolile. Ülesanne 7.84 peatükist „Vedelikud ja gaasid”

Rehkendus:

VH=200000m3
ρõ=1,3kg/m3
g=10N/kg
mH=114t=114000kg

mL=?

FÜ=FR 

(Hõljuvale õhulaevale mõjuv üleslükkejõud on tasakaalus raskusjõuga.) 

FR=FL+FH 

(Kogu raskusjõud koosneb lasti ja õhulaeva raskusjõust.)

FL=FÜFH

FÜõ·g·VH

FLõ·g·VHmH·g

FL=1,3·10·200000–10·114000=1460000N

Kasulikule lastile mõjuv raskusjõud on seega 1460000N ja koorma mass umbes146 tonni.

Ülesande andmetes nimetatud kesta ja seadmete massi on võimalik erinevalt tõlgendada. Kesta täitva vesiniku võib lugeda seadmete massi hulka, nii nagu tihti loetakse täispaak sõidukite tühimassi hulka. Kui me vesinikku seadmete hulka ei loe, tuleb sellele mõjuv raskusjõud tõstejõust veel maha võtta. Võib ka arvestada maha kestatäie vesiniku massi:

mvesinikvesinik·VH

mvesinik=0,09kg/m3·200000m3=18000kg=18t.

Hindenburg, jõud

Hindenburg oli tegelikult keeruline masin, selle tühimass ja seekaudu ka kandevõime ei ole üheselt määratud. Palju sõltus lennuplaanist, kaasavõetava kütuse ja vajaliku ballastvee kogusest. Kuigi Hindenburgi tööiga jäi lühikeseks, kõigest 14 kuud, jõuti teda täiustada ja ümber ehitada. Reisijakohtade arv tõusis, pagasit tuli rohkem ja kaubalastiks jäi vähem ruumi. Mõnda aega oli muusikasalongis isegi kalver. Kuigi see oli erakordne ülikerge (162kg) duralumiiniumist klaver, viidi see siiski stardikaalu vähendamiseks välja. Täiustatud Hindenburg hakkas lennul ka ballastipaakidesse vihmavett koguma. Õhulaevade reisid kestsid võrreldes tänapäevase lendamisega väga kaua. Hindenburgi viimane lend üle Atlandi ookeani kestis kolm päeva.

Huvitav on teada, et kasuliku lasti võimalik mass sõltub reisi alustamise kohast. Hindenburg startis Saksamaal oma reisidele mitmest erinevast kohast. Näiteks Frankfurti lennujaam asub 111 meetri kõrgusel merepinnast, Friedrichshafen aga kõrgusel 417 meetrit. Kõrgusega kaasnev õhu tiheduse erinevus annab üleslükkejõu kaudu eelise madalamale lennuväljale ja lubab ligi 6 tonni rohkem lasti peale võtta.

Hindenburgi saabumine St. Louisi 6. mail 1937 oli suursündmus. Kohaletulnud ajakirjanikud filmisid ja pildistasid õhulaeva mitmest küljest peaaegu pidevalt. Sellele vaatamata ei ole ühtegi pilti tulekahju algusest.

Tunnistajate ütlused esimeste leekide ilmumise ja tule leviku kohta on vastukäivad ning õnnetuse põhjuste kohta on kümmekond hüpoteesi. Tänapäeval peetakse kõige ustuvamaks elektrisüsteemi rikkest või saatilisest elektrist tekkinud sädeme kohtumist lekkiva vesinikuga. Suur põleng kestis napilt üle poole minuti. Selle ajaga oli põlenud kogu vesinik ja katteriie, mootorikütus põles veel mitu tundi. Vesiniku kasutamine täitegaasina oli tegelikult sunnitud lahendus. Tol ajal toodeti (tänapäeval nii tavalist) heeliumi tööstuslikult ainult Ameerika Ühendriikides ja selle müümisel välismaale olid ranged piirangud.