XXI. Ueber die Lenkung der Aerostaten. Von David Meltzl in WienDer Hr. Verfasser, ein Schuͤler des k. k. polytechnischen Instituts in Wien, hat seinen Gegenstand wissenschaftlich durchdacht, und in dieser Abhandlung gute und eigenthuͤmliche Ansichten aufgestellt, welche fuͤr Physiker und Freunde der Aerostatik von Interesse sind. D.. Mit Abbildungen auf Tab. III. Meltzl über die Lenkung der Aerostaten. Es ist eine bekannte Erfahrung der Luftschiffer, daß in verschiedenen Hoͤhen uͤber der Erd-Oberflaͤche, verschiedene in ihren Richtungen sich kreuzende Luftstroͤmungen Statt haben. Auch ist der Vorschlag nicht neu, die in den verschiedenen Regionen der Atmosphaͤre veraͤnderliche Richtung der Winde zur Lenkung der Aerostaten zu benuzen. Man erfand ein einfaches aber gefaͤhrliches Mittel (Ausdehnung des Wasserstoffgases durch Erwaͤrmung) die Steigkraft des Aerostaten in der Luft zu reguliren, und hielt es nun fuͤr leicht, in irgend einer Hoͤhe der Atmosphaͤre, die der vorgenommenen Fahrt guͤnstigsten Winde aufzufinden. Nachdem aber der Versuch dieser Lenkungs-Methode zwei kuͤhnen Maͤnnern verderblich wurde: konnten bei den spaͤteren Aeronauten weder die Roziersche Gluthpfanne, noch die Zambaccarische Weingeistlampe ferneren Eingang finden. Mit großer Standhaftigkeit verfolgte der ungluͤkliche Zambaccari seine Theorie. Er scheint der festen Ueberzeugung gewesen zu seyn, das wahre und einzig moͤgliche Mittel zur Lenkung des Luftballes gefunden zu haben. Man wird heutzutage diese Ueberzeugung in so ferne mit ihm theilen: Die eigenthuͤmlichen Bewegungen der Atmosphaͤre, sind die einzige Gewalt, welcher der Luftball in seiner fortschreitenden Bewegung je gehorchen wird. Da die Richtung dieser bewegenden Kraft in den verschiedenen Hoͤhen der Atmosphaͤre verschieden ist, so kann sie zur Lenkung des Luftballes, vielleicht benuzt, aber nicht bekaͤmpft werden. Wenig vermag selbst der Seemann mit seinen Rudern gegen Wind und Welle, seine activen Bewegungen sind schwach und langsam, er vertraut sich der Gewalt der Elemente. Zwei Kraͤfte fuͤhren ihn, der Stoß des Windes und der Widerstand des Wassers; die Diagonale beider Kraͤfte ist seine Bahn. Mit zwei componirenden Kraͤften (deren Einwirkung auf sein Fahrzeug er durch Steuer und Segel zwekmaͤßig zu leiten weiß) muß also der Seemann fuͤr die meisten seiner Bewegungen ausreichen. Der Luftfahrer haͤtte vielleicht unter unzaͤhligen bewegenden Kraͤften freie Wahl, wenn er zwei in verschiedenen Hoͤhen herrschende Winde, gleichzeitig zu benuzen wuͤßte, so wie der Seefahrer, die genannten zwei componirenden Kraͤfte, auf sein Fahrzeug gleichzeitig einwirken laͤßt. Zwar moͤgen die in den verschiedensten Richtungen uͤbereinander hinstroͤmenden Luftschichten, durch keine so scharfe Graͤnzen abgesondert seyn, wie etwa die Meeresoberflaͤche, und die daruͤber ruhende Atmosphaͤre; es waͤre mißlich, uͤber dem Luftballe einen 1/4 Meile hohen Mast zu errichten, um daran ein Segel befestigen zu koͤnnen, welches in einer andern Hoͤhe, einen anderen Winde ausgesezt waͤre. Leichter jedoch koͤnnte man umgekehrt bauen, ein Luftschiff mit herabhaͤngendem Maste und Segel. Ein leichtes, am Aequator des Balles befestigtes seidenes Seil, von einigen hundert Klaftern, vertraͤte hier die Stelle des schweren Mastes. Am unteren Ende dieses, wenn gleich geschmeidigen, doch hinreichend starken Mastes, waͤre das Segel befestiget, welchem das Gewicht des Luftfahrers und des daran Hangenden Mastkorbes (seines Standortes) die noͤthige Spannung ertheilte. Wollte man ein Segel unmittelbar uͤber oder unter dem Luftballe anbringen, (wie bereits der Vorschlag gemacht wurde) so wuͤrde der in der Hoͤhe des Balles herrschende Wind, das ganze Fahrzeug sammt Segel und Steuer so lange beschleunigen, bis der Hochfahrer mit der ihn tragenden Luftmasse dieselbe Richtung und Geschwindigkeit erlangt haͤtte. Umsonst wuͤrde er nun seine Segel ausspannen, denn fuͤr ihn herrscht jezt eine vollkommene Windstille. Fruchtlos wuͤrde er sein Steuer drehen und wenden, weil lezteres den noͤthigen Widerstand, um auf die Stellung des Fahrzeuges ruͤkwirken zu koͤnnen, da nirgends antraͤfe, wo sich Alles in relativer Ruhe befindet. Ganz anders verhaͤlt sich die Sache, wenn Segel und Luftball in verschiedenen Hoͤhen zwei verschiedenen Luftstroͤmen ausgesezt sind. Hier kann diese relative Ruhe nie eintreten. Ein frischer Wind muͤßte fortan das Segel schwellen, und nach der verschiedenen Stellung desselben dem Fahrzeuge eine andere Richtung ertheilen. Wir wollen nun insbesondere sehen, welche Vortheile man dadurch erreichen koͤnnte, wenn ein gewoͤhnlicher kugelrunder Ball, auf obige Art mit Mast und Segel ausgestattet wuͤrde. Es sey ab, Fig. 15, die Richtung und Geschwindigkeit des oberen Windes (in der Hoͤhe des Luftballes), ac die Richtung und Geschwindigkeit des unteren Windes (in der Hoͤhe des Segels), so wird die Richtung und Geschwindigkeit des Luftfahrers ferner abhaͤngen: Von dem Verhaͤltnisse der Segelflaͤche zur Oberflaͤche des Luftballes. Von der Stellung des Segels gegen die Richtung des Windes. 1) Ist die Ebene des Segels senkrecht gegen die Richtung des Windes gekehrt: so muß die Richtung der Bewegung nothwendig zwischen ab und ac fallen. Der Luftfahrer kann sich jedoch beiden dieser Richtungen nach Belieben naͤhern, je nachdem er die Stoßflaͤche seines Segels vergroͤßert oder verkleinert. Er kann der Richtung ab allein folgen, wenn er sein Segel ganz einzieht; er kann der Richtung ac sehr nahe kommen, wenn er sein Segel ganz entfaltet, um so naͤher, je groͤßer die Flaͤche des Segels ist, im Verhaͤltniß zur Oberflaͤche des Luftballes, denn Lezterer erleidet schon wegen seiner Kugelgestalt einen kleineren Stoß. 2) Ist aber das Segel gegen die Richtung des Windes schief gestellt: so kann die Richtung der Bewegung auch außerhalb des Winkels cab liegen. Und zwar: a bilden die Richtungen der zwei Winde ab und ac einen spizigen, doch nicht allzukleinen, Winkel: so kann sich der Luftfahrer von der Richtung des unteren Windes beiderseits ziemlich nahe um 90 Grade entfernen. Um dieß zu zeigen, sey der Winkel bac Fig. 16. kleiner als 90° und cd die Projektion der Segelflaͤche auf den Horizont. Dieß vorausgesezt, erleidet das Segel von dem unteren Winde einen Stoß in der Richtung ad senkrecht auf dc. Die componirenden Bewegungen, zwischen welche die Richtung des Luftfahrers fallen muß, sind daher ab und ad. Wenn der Luftfahrer sein Segel ganz entfaltet, so kann er der Richtung ad sehr nahe kommen, weil die Kraft ad zunimmt, so wie sich die Flaͤche des Segels vergroͤßert. Es ist aber der Winkel dac nahe gleich 90°, wenn der Winkel dca nur klein ist; folglich wird auch der Weg des Luftfahrers, welcher von ad nur wenig abweicht, die Richtung des Windes ac unter einem Winkel schneiden, der nicht viel kleiner ist, als 90° B. (Fig. 17) sey der Winkel bac groͤßer als 90°. Die horizontale Projection der Segelflaͤche cd sey senkrecht auf die verlaͤngerte Richtung des oberen Windes ad. Die Segelflaͤche erleidet hier einen schiefen Stoß in der Richtung ad (normal auf cd) welche entgegengesezt ist der Richtung des oberen Windes ab. Ist also die Segelflaͤche groß genug: so wird sich der Luftfahrer von a nach d gegen die Richtung des oberen Windes bewegen. Er kann sogar die Richtung af erlangen, also dem unteren Winde entgegenfahren, wenn er der Segelflaͤche gegen den Wind eine noch schiefere Stellung gc gibt, so daß die Diagonale der nunmehr thaͤtigen Seitenkraͤfte ag (senkrecht auf gc) und ab nach af hinfaͤllt. Da nun der Luftfahrer im Stande ist jedem der zwei Winde entgegen zu fahren: so wird es ihm in den vorausgesezten guͤnstigen Umstaͤnden um so leichter seyn, jede andere Richtung anzunehmen. Zwei in ihren Richtungen ganz entgegengesezte Winde, werden der vollkommenen Lenkung nach allen Richtungen (einem Luftmaneuvre) am guͤnstigsten seyn. Aber auch Winde, die in ihrer Richtung gar nicht von einander abweichen, sondern nur in ihrer Geschwindigkeit verschieden sind, kann der Luftfahrer zur Lenkung seines Fahrzeuges benuzen. Er kann sich ihrer mit Vortheil bedienen, wenn die Differenz der zwei Geschwindigkeiten sehr groß, oder wenn die eine gleich Null ist. Die Vermehrung oder Verminderung der Segelflaͤche duͤrfte einem unerfahrenen Steuermanne die Lenkung des Luftschiffes in vielen Faͤllen erleichtern. Wie man jedoch leicht einsehen wird, ist es nicht unumgaͤnglich nothwendig, das Segel zum Einziehen einzurichten; weil man mit einer passenden Stellung des Segels in allen bisher beruͤhrten Faͤllen ausreichen wuͤrde. So wie das Wasserschiff, muͤßte auch das Luftschiff mit einem Steuer versehen seyn. Bei lezterem aber haͤtte das Steuer eine andere Bestimmung. Nicht etwa die, das kugelrunde Schiff, an dessen Stellung gar nichts gelegen ist, herumzutummeln, sondern die, das Segel in der jedesmal erforderlichen Lage zu befestigen. Dieser seiner Bestimmung gemaͤß, wird man auch das Steuer nicht am Hintertheile des Schiffes anbringen wollen, sondern an dem mit dem Segel fest verbundenen Mastkorbe dem Standorte des Steuermannes. Es sey der Punct a Fig. 13 die Projection der Drehungs-Achse des Steuer-Ruders und ab die Richtung und Geschwindigkeit des Luftfahrers. Man stelle sich einstweilen vor, er bewege sich in ruhiger Luft, welche seiner Bewegung ab in der ihr entgegengesezten Richtung ad Widerstand leisten wird, eben so, wie wenn der Luftfahrer gar nicht, die ihn umgebende Luft hingegen in der Richtung ad sich bewegen wuͤrde. Das Steuer wird in diesem Falle auch die Richtung ad annehmen muͤssen, um dem Widerstande der Luft auszuweichen. Befindet sich der Luftfahrer in einer bewegten Luftschichte: ist ac die Richtung und Geschwindigkeit des Windes; so empfindet der Luftfahrer in der Richtung af einen Widerstand, naͤmlich in der Richtung, der aus ad und ac resultirenden Bewegung, eben so, wie wenn ihm im Zustande der Ruhe ein Luftstrom in der Richtung af begegnete. Das Steuer wird hier ebenfalls das Bestreben haben in der Lage af zu verharren, und wenn es aus dieser Lage gewaltsam verruͤkt wird, so muß sich der Mastkorb und das darin befestigte Segel so weit umdrehen, bis das Steuer in seine alte Lage wieder zuruͤkkoͤmmt. Diese Erklaͤrung sezt voraus: das Steuer sey so angebracht, daß die verlaͤngerte Umdrehungsachse desselben, die Segelflaͤche in zwei gleiche Haͤlften theile, so zwar, daß auch die statischen Momente des Windstoßes, dießseits und jenseits jener Theilungslinie gleich groß seyen. Nur dann ist die Annahme gegruͤndet, daß das Steuer immer diejenige Lage beibehalten werde, in welcher es jedem Widerstande der Luft entgeht. Bei dem bisher betrachteten kugelfoͤrmigen Luftschiffe, wird die Lenkung dadurch um Vieles erschwert, und fuͤr gewiße Faͤlle unmoͤglich, daß der Stoß des Windes gegen die Oberflaͤche des Balles, weder in seiner Richtung noch Intensitaͤt auf irgend eine Weise modificirt werden koͤnne. Gaͤbe man aber dem Luftschiffe eine Gestalt, welche sich dem laͤnglichen Baue des Wasserschiffes mehr naͤherte, etwa die eines laͤnglichen stark excentrischen Ellipsoides: so wird die Richtung und Groͤße des Stoßes, je nach der verschiedenen Lage der Achse dieses Ellipsoides gegen die Richtung des Windes sehr verschieden seyn. Der Stoß in der Richtung der Achse, waͤre fuͤr alle Faͤlle viel kleiner als der, gegen ein kugelfoͤrmig gestaltetes Luftschiff. Der erste einleuchtende Vortheil waͤre daher, daß der Luftfahrer keinen so großen Widerstand zu uͤberwinden haͤtte, wenn er genoͤthiget waͤre der Richtung des oberen Windes entgegenzusegeln. Man hat nun ein vollendetes Luftschiff, aber dieses Luftschiff erforderte ein zweites Steuer und einen zweiten Steuermann zu seiner Regierung, weil die Stellung dieses ellipsoidischen Koͤrpers gegen die Richtung des Windes dem Luftfahrer nunmehr nicht gleichguͤltig seyn koͤnnte. Ein jedes Element der krummen Oberflaͤche des Luftschiffes erleidet von dem Winde einen Stoß in der Richtung seiner Normale. Dieser Stoß kann in drei auf einander senkrechte Seitenstoͤße zerlegt werden, von denen der eine mit der Achse des Luftschiffes zusammen faͤllt. Die Summe aller dieser Elementarstoͤße gaͤbe ein Kraͤftenparallelopiped, dessen Diagonale den gesammten Stoß, welchen die Oberflaͤche des Luftschiffes erleidet, seiner Richtung und Groͤße nach vorstellen wuͤrde. Hat die Achse des Luftschiffes, wie es die Natur der Sache erfordert, eine horizontale Lage, und wird noch eine der drei Achsen, worauf man die Stoͤße gegen die einzelnen Flaͤchenelemente zuruͤkfuͤhren will, horizontal angenommen; so muß der dritte verticale Seitenstoß null werden. Es bleibt ein horizontales Kraͤftenparallellogram, dessen Diagonale den Gesammtstoß des Windes gegen die Oberflaͤche des Luftschiffes vorstellt. ab, ac; Fig. 19 sey wie vorher die Richtung und Geschwindigkeit des obern und unteren Windes fb; die Projektion der Achse des Luftschiffes auf den Horizont fc; die Projektion der Seegelflaͤche. gh; der Stoß in der des obern Windes gegen die Oberflaͤche des Luftschiffes in der Richtung seiner Achse. ag; der Stoß auf die Achse fb senkrechten Richtung, also ah; der Gesammtstoß gegen die Oberflaͤche des Luftschiffes. ad; senkrecht auf fc, der Stoß des unteren Windes gegen die Seegelflaͤche. Die zwei Seitenbewegungen, deren Diagonale die Bahn des Luftfahrers bestimmt, sind also: ah, ad; Liegt der Scheitel f des Winkels bfc, außerhalb der Schenkel ab, ac, ist naͤmlich bfc kleiner als bac: so kann sichtbarlich, die aus ah und ad resultirende Bewegung nach af in die entgegengesezte Richtung von ak (der aus ab und ac resultirenden Bewegung) hinfallen. Sie muͤßte gegen af (irgendwo innerhalb des Winkels hgppp.) hinfallen, wenn gh = o waͤre. Sie kann aber auch gegen ak (irgendwo innerhalb des Winkel h'qqq.) hinfallen, wenn gh sehr groß wird, wenn z.B. gh in gh' uͤbergeht. In dem lezten Falle, waͤre es also dem Luftfahrer unmoͤglich, die der Bewegung ak entgegengesezte Richtung zu erlangen. Dieser Mangel ruͤhrt nun der von dem schaͤdlichen Einfluͤsse der Kraft gh, der auf keine Weise ganz beseitiget werden kann. In der Negel duͤrfte jedoch gh im Verhaͤltnisse zu ah nur klein seyn, wenn die Excentricitaͤt des ellipsoidischen Luftschiffes groß waͤre. Sie koͤnnte unter dieser Voraussezung nur in dem Falle bedeutend werden, wenn der Winkel bac nur klein, also bfc noch kleiner, und abf noch kleiner waͤren. Dem zu Folge sind zur vollkommenen Lenkung eines Luftschiffes zwei Winde erforderlich, deren Richtungen bedeutend von einander abweichen. Ist der Winkel unter welchem ihre Richtungen sich schneiden nur klein, so koͤnnte der Luftfahrer die Richtung seiner Bewegung nur innerhalb einer gewissen Anzahl von Graden veraͤndern. Der Grad der Vollkommenheit eines Luftschiffes dieser Art, koͤnnte gemessen werden, durch den kleinsten Winkel der Richtungen ab und ac, bei welchem man damit noch jede beliebige Richtung erlangen koͤnnte. Es ist nicht zu laͤugnen, daß durch die sphaͤroidische Gestalt des Aerostaten, das Gewicht der Huͤlle um Vieles vergroͤßert wuͤrde. Auch haͤtte die eingeschlossene brennbare Luft viel mehr Gelegenheit, durch die Poren der im Verhaͤltnisse zum Cubik- Inhalte sehr großen Huͤlle zu entweichen, um so mehr, da die geschmeidige Seidenhuͤlle nicht anders zu einem vollkommenen sphaͤroidischen Koͤrper umgestaltet werden koͤnnte, als daß der Aerostat nicht nur ganz angefuͤllt, sondern die brennbare Luft darin noch etwas zusammen gepreßt wuͤrde. Man muͤßte deßhalb wieder einen andern Vortheil fahren lassen, den wie wir gleich sehen werden, ein nicht ganz gefuͤllter Luftball gewaͤhrt. Endlich wuͤrde der Wind gegen einen solches ellipsoidisches Luftschiff immer einen excentrischen Stoß ausuͤben, so oft die Achse desselben, und die Richtung des Windes unter einen spizigen oder stumpfen Winkel gegen einander geneigt waͤren. Das Luftschiff haͤtte demnach die Neigung, sich so weit umzudrehen, bis seine Achse auf die Richtung des Windes senkrecht waͤre. Es beduͤrfte also, eines großen schweren Steuers, um das Luftschiff gegen dieses sein Bestreben, in der jedesmal erforderlichen Lage zu erhalten. Die Erfahrung muͤßte entscheiden, ob es nicht vortheilhafter waͤre, das kugelfoͤrmige Luftschiff beizubehalten, dafuͤr aber, unmittelbar unter dem Balle, ein zweites moͤglichst großes Segel anzubringen, wodurch man die beabsichtete Veraͤnderung des Windstoßes in seiner Richtung und Groͤße ebenfalls erreichen wuͤrde. Damit der Luftfahrer die ihm einigermaßen guͤnstigen Winde aufsuchen koͤnne, muß er die verticale Bewegung in seiner Gewalt haben. Ist sein Ball nicht ganz gefuͤllt, so wird seine Steigkraft, in jeder Hoͤhe dieselbe seyn, so lange die brennbare Luft, in der sie einschließende Huͤlle noch Raum hat, sich ferner auszudehnen. Es sey: d, d'; die Dichtigkeit der atmospherischen Luft in zwei verschiedenen Hoͤhen, δ, δ'; die Dichtigkeit der brennbaren Luft in diesen Hoͤhen. Q, Q; ihr Volum. P, P; die Steigkraft des Balles. Da das Gewicht mehrerer Koͤrper von gleichem Volum proportional ist ihrer Dichtigkeit: so kann das absolute Gewicht der kubischen Einheit eines jeden Koͤrpers, ausgedruͤkt werden, durch seine Dichtigkeit multiplicirt in einen Constanten Factor H. Es ist dem zu Folge P = AQ (d – δ) P' = AQ' (d' – δ') Da aber Q' = Q d/d' = Q δ/δ'; so ist: P' = AQ δ/δ' (d' – δ') Da ferner d : d' = δ : δ'; d : d – δ = δ' : d' = δ'; d' – δ' = d'/d (d – δ') = δ'/δ (d – δ) so ist auch P' = AQ (d – δ) naͤmlich: P' = P; Die lezte Gleichung druͤkt das eben aufgestellte, von Zambaccari entdekte, Gesez aus; daß ein nicht ganz gefuͤllter Ball, an jedem Orte der Atmosphaͤre, dieselbe Steigkraft besize. Waͤre es demnach dem Luftfahrer moͤglich sich in der Luft ein Ueber- oder Untergewicht von einigen Pfunden zu verschaffen: so haͤtte er seine verticale Bewegung innerhalb einer gewissen Hoͤhe vollkommen in seiner Gewalt. Ein Ueber- oder Untergewicht von einigen Pfunden, (und wehr bedarf es nicht) kann man leicht erhalten, wenn man eine hohle Metallkugel von vier bis fuͤnf Fuß im Durchmesser, und eine Luftpumpe mitgenommen hat. Wird diese hohle Metallkugel mit einer Portion verdichteter atmosphaͤrischer Luft angefuͤllt, so erhaͤlt man ein Uebergewicht. Wird die zusammengepreßte Luft durch Oeffnung eines Hahnes wieder freigelassen, so erhaͤlt man noch viel leichter Untergewicht. Eine solche Kugel duͤrfte von dem feinsten Kupferbleche verfertiget seyn, und koͤnnte noch immer den Druk einer maͤßig verdichteten Luft ertragen. Ihr Gewicht waͤre unbedeutend, im Verhaͤltniß zu ihrer Festigkeit gewiß kleiner, als das Gewicht eines gleich großen, von dichtem Seidenzeuge verfertigten mit vielem Firnisse getraͤnkten Balles. fuͤrchtete man das schwere Metall, so koͤnnte auch lezterer gebraucht werden. Durch dieses einfache Mittel waͤre der Luftfahrer der Nothwendigkeit uͤberhoben, sein Luftschiff mit Ballast zu uͤberladen, um sich noͤthigen Falls wieder erleichtern zu koͤnnen. Er duͤrfte sein muͤhsam bereitetes und kostbares Gas nicht verschwenden, wenn ihm die Luft ankaͤme sich wieder zur Erde herabzulassen. Wenn man bei einer laͤngern Fahrt, wechselweise seine Sandsaͤke und seinen Gasball luͤften muͤßte, so wuͤrde man endlich mit seinem Ballast und Gasvorrathe doch fertig werden. Unser Luftfahrer koͤnnte hingegen das Fuͤllen und Ausleeren seiner MetallkugelMatallkugel ohne den geringsten Verlust so oft er wollte wiederholen. Soll es einmahl mit der Luftschiffahrt Ernst werden, so muß man darauf bedacht seyn, das Gas so lange als moͤglich zusammenzuhalten. Die Luftreisen blieben noch immer die kostspieligsten Reisen, so lange der erschoͤpfte Ball auf jeder Station sein Futter forderte, das gewohnte kostbare HydrogenfutterDas nun bei dem wohlfeilen Preis der Schwefelsaͤure neben zwekmaͤßiger Benuͤzung der bei der Gasentbindung zu gewinnenden Nebenproducte, oder bei Anwendung des aus Vegetabilien gewommenen Hydrogengas, sehr wohlfeil darzustellen ist. D.. Es bleiben nun noch die Fragen zu beantworten. Woraus wird der Luftfahrer die Richtung und Geschwindigkeit seiner Bewegung erkennen, um darnach jederzeit seinen momentanen Standpunkt bestimmen, und uͤber den bereits zuruͤkgelegten Weg sich genaue Rechenschaft geben zu koͤnnen? Wie will er die Richtung der Winde beurtheilen, denen er sich anvertrauen soll, wie ihre Geschwindigkeit messen? Die Richtung seiner Bewegung kann er mit Huͤlfe eines hiezu besonders eingerichteten Fernrohrs bestimmen, wenn er die Achse desselben, nach mehreren ihm sichtbaren terrestrischen Gegenstaͤnden hinrichtet, bis er auf einen fixen Punct trifft, welcher seinen Ort auf dem Gesichtsfelde des Fernrohres nicht veraͤndert. Findet er einen solchen fixen Punct, so ist die Achse des Fernrohres, oder vielmehr ihre Projection auf den Horizont die Richtung seiner fortschreitenden Bewegung. Genaue Resultate koͤnnte man aus diesen Beobachtungen schon deßhalb nicht erhalten, weil die Richtung der Bewegung da sie von anderen sehr veraͤnderlichen Bewegungen abhaͤngt, allzuveraͤnderlich waͤre. Eigentlich koͤnnte es dem Luftfahrer nur darum zu thun seyn, seine mittlere Richtung und Geschwindigkeit fuͤr eine gewisse Zeit zu bestimmen. Hiezu wird sich ein Fernrohr eignen, dessen Achse mit der Richtung der Schwere zusammenfaͤllt. Der ruhige vertikale Stand dieses Fernrohres, muͤßte gegen das Schaukeln des Fahrzeuges auf eine aͤhnliche Art gesichert werden, wie der Seefahrer die Fortpflanzung der schwankenden Bewegung des Schiffes aus seinem Compaß verhuͤtet. Es wuͤrde naͤmlich auf die bekannte Weise so eingerichtet, daß es um zwei auf einander senkrechtesekrechte, uͤber seinem Schwerpuncte befindliche Drehungsachsen beweglich waͤre. Vor dem Objectiv-Glase dieses Fernrohres ist noch ein zweites, platt geschliffenes Glas in einem solchen Abstande angebracht, daß zwischen beiden eine seine Magnetnadel frei spielen kann. Auf dem aͤußeren, platt geschliffenen Glase ist ein in Grade getheilter Kreis eingeaͤzt. Er ist concentrisch mit dem Gesichtskreise des Fernrohres, aber etwas kleiner als dieser, damit der Beobachter die in das Gesichtsfeld des Fernrohrs tretenden Objekte fruͤher wahrnehmen koͤnne, bevor sie noch in der Peripherie des im Grade getheilten Kreises erscheinen. Um Uebereinstimmung in seine Beobachtungen zu bringen, wird der Luftfahrer alle seine Bewegungen, auf eine angenommene Richtungslinie ab (Fig. 20.) beziehen, welche entweder mit dem magnetischen Meridiane cd zusammenfaͤllt, oder gegen denselben eine konstante Neigung hat. Tritt nun irgend ein Object in das Gesichtsfeld seines Fernrohres so bemerke er: 1) Die Lage der Peripheriepuncte f und g unter welchen das Object durchgeht in Beziehung auf die Magnetnadel, naͤmlich die Winkel foc und goc; woraus sich durch Addition oder Subtraction des Constanten-Winkels coa die Winkel foa = ς und goa = ψ leicht bestimmen lassen. Aus dieser Beobachtung erkennt der Luftfahrer seine Abweichung fh = sin ς – sin ψ von der angenommenen Richtungslinie ab, fuͤr eine Streke gh = Cos ς – Cos ψ = Cos ς + Cos (180 – ψ) Bemerkt er ferner: 2) Die Zeit t, innerhalb welcher das Object von dem Peripheriepuncte g bis f vorruͤkte, und ist ihm hiezu der Durchmesser A des Gesichtskreises fuͤr eine Hoͤhe = 1, und seine wahre Hoͤhe H uͤber dem beobachteten Objecte gegeben: so findet er hieraus seine Geschwindigkeit c; naͤmlich: Textabbildung Bd. 14, S. 74 Wenn die Unebenheiten des Bodens gegen die Hoͤhe des Luftfahrers nicht groß sind: so kann er die Groͤße H nach dem Barometerstande beilaͤufig abschaͤzen. Wenn der Luftfahrer waͤhrend seiner ganzen Fahrt die Richtung und Geschwindigkeit seiner Bewegung auf obige Art ohne Unterlaß beobachtet, so ist er im Stande nach diesen seinen Beobachtungen eine Karte zu verfertigen, in welcher sein jedesmahliger Standpunkt durch eine Abszisse und Ordinate seine ganze Reise durch die Endpunkte einer Reihe uͤber der angenommenen Richtungslinie errichteter Ordinaten angegeben ist. Eine schoͤne Eigenschaft, des eben beschriebenen Instrumentes ist, daß es dem Luftfahrer die Richtung mit demselben Grade von Genauigkeit angibt, obschon das beobachtete Object nahe am Mittelpunkte, oder nahe an der Peripherie des Gesichtskreises voruͤbergeht. Man sezte den Fall, der Luftfahrer konnte den Ein- oder Austritt des Objektes nicht genau beobachten (vielleicht weil sich die Richtung seiner Bewegung zu schnell aͤnderte), er sey z.B. ungewiß, ob es durch f oder f′ gegangen sey. Der groͤßte moͤgliche Fehler ist hier f′ f″ (f′ f″ normal auf fg). Die angenommene praͤsumtive Richtung f′ g kann naͤmlich von der wahren Richtung fg auf eine Streke f″ g um die Groͤße f′ f″ abweichen. Der Grad der Genauigkeit kann also ausgedruͤkt werden, durch den Quotienten f′f''/f''g Ist der Beobachtungsfehler nicht allzugrob, so ist sehr nahe, Textabbildung Bd. 14, S. 75 Es waͤre nicht zu besagen, daß grobe Schwankungen des Fernrohres die Beobachtungen unsicher machten. Wenn der Aufhaͤngepunct eines Pendels sich gleichfoͤrmig bewegte der, so kann das Pendel, unerachtet dieser Bewegung, ruhig in der Richtung der Schwere verharren. Die Schwankungen des Fernrohres, als Pendel betrachtet, koͤnnen also nur von der Ungleichfoͤrmigkeit der Bewegung herroͤhren. Man kann nun keinesweges voraussezen, das die Bewegung des Luftfahrers immer gleichfoͤrmig seyn werde: allein es ist in der Atmosphaͤre auch kein Hinderniß vorhanden, welches seine Bewegung ploͤzlich hemmen koͤnnte, sie wird sich nur allmaͤhlig veraͤndern, und eine Bewegung die sich nur allmaͤhlig aͤndert, kann fuͤr eine kuͤrzere Zeit als gleichfoͤrmig (wie kleine Bogen einer Curve als geradlinigt) angesehen werden. Die Bewegung des Seefahrers ist auch nicht gleichfoͤrmig; der Stoß einer schweren unelastischen Fluͤssigkeit, kann uͤberdieß Erschuͤtterungen verursachen, denen das Luftschiff nicht ausgesezt ist, dennoch darf sein Compaß nicht schwanken. Kleine Oscillationen des Fernrohres, von etwa 15 bis 30 Minuten, duͤrfte der sonst erreichbaren Genauigkeit noch keinen Abbruch thun. Groͤbere Schwankungen koͤnnten keine andere Ursachen, als vielleicht das unvorsichtige Benehmen des Luftfahrers herbeifuͤhren. Die Richtung des Steuers (oder eines empfindlichen Faͤhnchens) zeigt dem Luftfahrer, wie schon bemerkt wurde, die Richtung einer aus der Bewegung der Luft, und der Bewegung des Fahrzeuges, in entgegengesetzter Richtung genommen, resultirenden Bewegung. An einem zuverlaͤßigen Anemometer wird er die Groͤße dieser Bewegung abnehmen. Er kennt nunmehr die aus zwei Seitenbewegungen resultirende Bewegung, und auch die eine der zwei Seitenbewegungen (naͤmlich die der bekannten Bewegung seines Fahrzeuges entgegengesezte). Hieraus ist es ihm leicht die zweite Seitenbewegung (den Wind in seiner Hoͤhe) zu finden. Die Richtung und Geschwindigkeit des oberen Windes wird sich auf dieselbe Art bestimmen lassen, wenn das Luftschiff mit einem zweiten, unmittelbar unter dem Balle angebrachten Segel versehen ist, welche Einrichtung ohnedieß voraussezt, daß sich auch in dieser Hoͤhe Menschen befinden, die dem Seegel die jedesmal erforderliche Stellung geben koͤnnen. Sie muͤßten sich mit ihren unteren Reisegefaͤhrten, durch hoͤrbare oder sichtbare Signale einzuverstaͤndigen wissen. Will der Luftfahrer dessen kugelfoͤrmiges Fahrzeug nur ein unteres Segel traͤgt, der also in der Hoͤhe des Balles keinen Gehuͤlfen hat, die Richtung und Geschwindigkeit des oberen Windes kennen: so uͤberlaͤßt er sich eine kurze Zeit dem oberen Winde, indem er sein Segel ganz einzieht. Er kann nun die Richtung und Geschwindigkeit seiner Bewegung beobachten, und dieß ist in gegenwaͤrtigem Falle auch die Richtung und GeschwindigkeitGeschindigkeit des oberen Windes. In der oben aufgestelltenafgestellten Gleichung fuͤr die Geschwindigkeit, ist der Factor H nur beilaͤufig bekannt; denn um den Hoͤhenunterschied zweier Orte nach dem Barometerstande mit einiger Genauigkeit bestimmen zu koͤnnen, muß die gleichzeitige Barometerhoͤhe der zwei Orte gegeben seyn. Ueber gebirgigten Gegenden wuͤrden die Angaben des Barometers ganz unzuverlaͤßig. Dennoch bleibt die Bestimmung der Geschwindigkeit fuͤr den Luftfahrer ein wichtiges Problem. Wenn er seine Geschwindigkeit nicht kennt, bleibt ihm auch die Richtung und Groͤße der Kraͤfte unbekannt, welche sein Fahrzeug regieren, und ohne leztere zu kennen wird er sein Segel nicht zu stellen wissen, also auch sein Schiff nicht mit Sicherheit lenken koͤnnen. Fuͤr den Luftfahrer, dessen Fahrzeug mit zwei Segeln versehen ist, der also auch in der Hoͤhe des Balles seine Gehuͤlfen haben muß, gibt es nun noch ein Mittel seine Geschwindigkeit, unabhaͤngig von den Factor H zu bestimmen. Es werde das untere Segel eingezogen, also das Schiff dem oberen Winde uͤberlassen. Ohne seine Hoͤhe uͤber irgend einen fixen Punct der Oberflaͤche zu kennen, wird dem Luftfahrer die Beobachtung jenes Punctes mittelst des oben beschriebenen Instrumentes noch dienen, die Richtung seiner Bewegung zu bestimmen, welche in diesem Falle mit der Richtung des oberen Windes zusammenfallt. Nachdem er die Richtung des oberen Windes beobachtet hat, werde das untere Segel wieder gespannt. Die Richtung der Bewegung wird nun eine andere seyn. Die Richtung des oberen Windes ist ihm jezt schon bekannt, die Richtung seiner Bewegung kann er neuerdings beobachten, hiezu zeigt ihm sein Anemometer eine Geschwindigkeit, welche zusammengesezt ist aus der Geschwindigkeit des oberen Windes (diese Beobachtungen muͤßen in der Hoͤhe des Luftballes vor sich gehn) und aus der Geschwindigkeit seiner Bewegung, leztere in entgegengesezter Richtung genommen. Er kennt also die Richtung einer zusammengesezten Bewegung und die Richtungen jeder der zwei Seitenbewegungen, woraus sich durch Schließung des Kraͤftenparallellograms auch die Groͤßen der zwei Seitenbewegungen, die Geschwindigkeit des Windes und seiner wahren Bewegung leicht bestimmen laßen. Die gefundene Geschwindigkeit der Bewegung, wird nun der Beobachter in der Hoͤhe des Balles, seinem unteren Gefaͤhrten durch gewisse verabredete Signale mittheilen, damit lezterer die Richtung und Geschwindigkeit des unteren Windes beobachten koͤnne. Ueber dem Continente duͤrfte es dem Luftfahrer außer den angefuͤhrten auch an andern Huͤlfsmitteln nicht fehlen sich zu orientiren. Wollte er sich uͤber die offene See hinwagen, so koͤnnte er wohl von dem Seefahrer die Mittel borgen, die Laͤnge und Breite seines Standpunktes zu bestimmen. Allein die Richtung seiner Bewegung kann er nicht anders als aus der scheinbaren Ortsveraͤnderung fixer terrestrischer Puncte erkennen. Der Seefahrer hat seine Bahn in der getheilten Fluth vor Augen, aber das Luftschiff hinterlaͤßt keine Spur seines Weges in dem feinen unsichtbaren Mittel seiner Bewegung. Wie nun einmahl alles dort Oben umgekehrt sich zu verhalten scheint, so muͤßte der Luftfahrer mit seinem umgekehrten Schiffe sich gerade daran halten, was der Seefahrer vermeidet. Klippen, Sandbaͤnke (sie sind wenigstens in der Naͤhe vieler Kuͤsten haͤufig genug anzutreffen) waͤren seine Wegweiser. Auch die Kuͤsten wuͤrden nicht so schnell aus dem Gesichtskreise des Luftfahrers verschwinden, der in seiner Hoͤhe einen groͤßern Theil der Erdoberflaͤche uͤbersieht, als der Seefahrer im Horizonte. Waͤre an eine Luftreise uͤber das Weltmeer vor der Hand noch nicht zu denken, so duͤrften Reisen uͤber dem Inselreichen mittellaͤndischen Meere, wie sie einige Luftfahrer wider Willen unternahmen, Reisen uͤber enge Paͤsse, wie sie Blanchard wagen durfte, mit keiner groͤßeren Gefahr verbunden seyn, als eine gewoͤhnliche Reise zu Wasser, unmittelbar uͤber dem treulosen Elemente, welches sich so oft gegen den bangen Schiffer empoͤrt, weil es nicht fuͤr ihn geschaffen ward. Anhang. Die Luft bearbeitet die Segel des Wasserschiffes. Eben so gut koͤnnten die Segel eines Luftschiffes durch das Wasser bearbeitet werden. Erst nach dieser Anordnung eignete sich das Luftschiff zu Reisen uͤber dem Meere. Der Luftfahrer waͤre nunmehr nicht in Verlegenheit, wenn er die Richtung seiner Bewegung bestimmen sollte; denn der in die See herabhaͤngende Mast furchet den Wasserspiegel, und zeichnet ihm eine Richtungslinie, wie er sie durch keine Instrumente und keine Beobachtungen besser bestimmen koͤnnte. Außerdem fallen hier viele andere Schwierigkeiten von selbst hinweg, welche der Luftfahrer uͤber dem Continente mit einem auf die fruͤher vorgeschlagene Weise construirten Luftschiffe zu uͤberwinden hatte. Die sphaͤroidische Gestalt des Luftschiffes duͤrfte hier ohne weiters beibehalten werden; denn da der Luftfahrer vermoͤge dieser Einrichtung nahe an die Meeresoberflaͤche gebunden ist, in welcher Hoͤhe die Dichtigkeit der Atmospaͤre im Mittel dieselbe bleibt, so koͤnnte man den Aerostaten ohne Bedenken ganz fuͤllen, und die brennbare Luft noch etwas zusammenpressen, in so ferne dieß zur Bildung eines vollkommenen Sphaͤroides aus einem geschmeidigen Stoffe erforderlich ist. Der Luftfahrer haͤtte seinen Standpunkt im Aequator des Balles, eines hinreichend großen und festen elliptischen Reifes. Im Mittelpunkte dieses Reifes waͤre der Mast befestigt, kein Meilen langer, aber ein fester, steifer Mast. Die Stellung des Segels koͤnnte durch Umdrehung des um seine Achse beweglichen Mastes regulirt werden. In der unmittelbaren Beruͤhrung mit der Meeresoberflaͤche, waͤre es dem Luftfahrer leicht, das absolute Gewicht seines Fahrzeuges zu vermehren oder zu vermindern, indem er eine gewisse Quantitaͤt Wasser aufnaͤhme oder sich derselben entledigte. Diese Veraͤnderung in dem absoluten Gewichte des Fahrzeuges muß nothwendig ein maͤßiges Steigen oder Fallen nach sich ziehen. Vermoͤge des zum Theil unter Wasser stehenden Mastes kann das ganze Fahrzeug mit einem Araͤometer verglichen werden. Wird dasselbe mit einem gewißen Volum aufgenommenen Wassers beschwert, so muß es um so viel sinken, bis der tiefer eintauchende Mast ein gleich großes Volum Wasser verdrangt. Wenn hingegen das Fahrzeug um das Gewicht einer andern Portion Wassers erleichtert wird, so muß diese Erleichterung den entgegengesezten Erfolg haben. Anstatt das Segel zu spannen, darf der Luftfahrer sein Fahrzeug nur mehr belasten, um sich der Meeresoberflaͤche zu naͤhern, so weit, bis ein hinlaͤnglich großer Theil des Segels unter Wasser steht. Anstatt sein Segel einzuziehen, wird er das Fahrzeug um etwas erleichtern. Und wenn die See sich empoͤrt: so taucht er vollends empor aus den tobenden Wellen in den befreundeten Aether und lacht ihrer Wuth.