La flotabilidad estática de los dirigibles en vuelo no es constante. Por tanto, es necesario controlar la altitud de un dirigible controlando su flotabilidad: compensación de flotabilidad .
Por ejemplo, en un vuelo de Friedrichshafen a Lakehurst, el dirigible rígido LZ 126 , construido en 1923-24, consumía 23.000 kg de gasolina y 1.300 kg de aceite (un consumo medio de 290 kg/100 km). Durante el aterrizaje, el dirigible tuvo que liberar aproximadamente 24.000 metros cúbicos de hidrógeno para equilibrar el barco antes de aterrizar. Un Zeppelin del tamaño del LZ 129 Hindenburg en un vuelo de Frankfurt am Main a Lakehurst consumió aproximadamente 54 toneladas de diésel con una flotabilidad equivalente a 48.000 metros cúbicos de hidrógeno, lo que representó aproximadamente una cuarta parte del gas de elevación utilizado al inicio. del vuelo (200.000 metros cúbicos). Después del aterrizaje, el hidrógeno desechado fue reemplazado por hidrógeno nuevo.
El Zeppelin NT no dispone de instalaciones especiales para compensar la flotabilidad adicional por el consumo de combustible. La compensación se realiza mediante el uso de un peso inicial que es superior al nivel de elevación de flotabilidad al inicio y durante el vuelo; la flotabilidad dinámica adicional necesaria para el despegue y el vuelo se produce con motores. Si durante el viaje el barco se vuelve más ligero que el aire debido al consumo de combustible, se utilizan motores giratorios para la presión descendente y el aterrizaje. El tamaño relativamente pequeño del Zeppelin NT y su alcance de sólo 900 kilómetros en comparación con los Zeppelin históricos permitieron prescindir de un dispositivo de extracción de lastre.
Con un dirigible rígido se siguen dos estrategias principales para evitar la ventilación del gas de elevación:
Sólo los gases tienen una densidad similar o igual a la del aire.
Se hicieron diferentes intentos con dirigibles de hidrógeno: los LZ 127 y LZ 129 utilizaron sin mucho éxito parte del gas de elevación como propulsor ; posteriormente, los barcos llenos de helio carecieron de esta opción.
Alrededor de 1905, el gas azul era un propulsor común para dirigibles; Lleva el nombre de su inventor, el químico de Augsburger Blau, Hermann Blau , que lo produjo en la planta de gas de Augsburger Blau. Varias fuentes mencionan una mezcla de propano y butano . Su densidad era un 9% más pesada que la del aire. Los zepelines solían utilizar una mezcla de gases diferente de propileno , metano , butano, acetileno ( etino ), butileno e hidrógeno. [3]
El LZ 127 Graf Zeppelin tenía motores bicombustible , y podía utilizar gasolina y gas Blau como propulsor. Doce de las celdas de gas del buque se llenaron con gas propulsor en lugar de gas de elevación con un volumen total de 30.000 metros cúbicos, suficiente para aproximadamente 100 horas de vuelo. El tanque de combustible tenía una capacidad de gasolina para 67 horas de vuelo. Utilizando tanto gasolina como gas Blau, se podrían conseguir 118 horas de crucero.
En algunos dirigibles se instalaron canalones en el casco para recoger el agua de lluvia y llenar los tanques de agua de lastre durante el vuelo. Sin embargo, este procedimiento depende del clima y, por lo tanto, no es confiable como medida independiente.
El capitán Ernst A. Lehmann describió cómo durante la Primera Guerra Mundial los zepelines podían permanecer temporalmente en la superficie del mar cargando agua de lastre en los tanques de las góndolas. [4] En 1921, los dirigibles LZ 120 "Bodensee" y LZ 121 "Nordstern" probaron en el lago de Constanza la posibilidad de utilizar el agua del lago para crear lastre. Estos intentos, sin embargo, no arrojaron resultados satisfactorios.
El método del gel de sílice se probó en el LZ 129 para extraer agua del aire húmedo y aumentar el peso. El proyecto fue cancelado. [ cita necesaria ]
El procedimiento más prometedor para la extracción de lastre durante el viaje es la condensación de los gases de escape de los motores , que se componen principalmente de vapor de agua y dióxido de carbono. Los principales factores que afectan la obtención de agua son el contenido de hidrógeno del combustible y la humedad. Los refrigeradores de gases de escape necesarios para este método tuvieron en los primeros años repetidos problemas de corrosión.
Las primeras pruebas del DELAG -Zeppelin LZ 13 Hansa (1912-1916) fueron realizadas por Wilhelm Maybach . Las pruebas no fueron satisfactorias, lo que provocó la terminación del proyecto.
El USS Shenandoah (ZR-1) (1923-25) fue el primer dirigible con agua de lastre recuperada de la condensación de los gases de escape. Prominentes ranuras verticales en el casco del dirigible actuaban como condensadores de escape. Se utilizó un sistema similar en su barco gemelo, el USS Akron (ZRS-4) . El USS Los Ángeles (ZR-3), de fabricación alemana, también estaba equipado con refrigeradores de gases de escape para evitar el desecho del costoso helio.
Los cambios en la temperatura del gas de elevación en relación con el aire circundante tienen un efecto sobre el equilibrio de flotabilidad: las temperaturas más altas aumentan la flotabilidad; las temperaturas más bajas disminuyen la flotabilidad. Cambiar artificialmente la temperatura del gas de elevación requiere un trabajo constante, ya que el gas apenas está aislado térmicamente del aire circundante. Sin embargo, era común aprovechar las diferencias naturales de temperatura, como las corrientes ascendentes térmicas y las nubes.
Se probó gas de elevación precalentado para compensar el mayor peso del Zeppelin. Una variación probada en el LZ 127 Graf Zeppelin fue soplar aire caliente en las celdas de almacenamiento de gas con el objetivo de ganar flotabilidad para el lanzamiento. [ cita necesaria ]
Es posible cambiar la densidad de un volumen de gas de elevación comprimiéndolo con un Ballonet . Básicamente, un globo dentro de un globo que se puede bombear lleno de aire exterior desde la atmósfera circundante.