Damit der Pilot immer alle Informationen über den anliegenden Druck im Inneren des Luftschiffs hat, sind im Cockpit digitale Anzeigen des Messspezialisten Althen verbaut, die seit mehr als 30 Jahren dafür sorgen, dass Theo sicher fliegt.

Der prall gefüllte Flugkörper eines solchen Luftschiffs reagiert sensibel auf Ruderbewegungen und lässt sich so sehr präzise steuern. Jeder Druckverlust hingegen macht das Manövrieren schwieriger – und damit potenziell auch weniger sicher. Deshalb ist die oberste Priorität für den gefahrlosen Betrieb jedes Luftschiffs, den Druck im Innenraum konstant zu halten. Dafür sorgen drei Ballonetts im Innenraum, die mit Luft gefüllt sind und deren Inhalt variabel ist, um die Druckschwankungen des großen Innenraums auszugleichen. In den Ballonetts herrscht immer ein Druck, der über dem äußeren Luftdruck liegt, um den gesamten Körper stets prall gefüllt zu halten. Dieser Überdruck beträgt nur wenige Millibar, woran sich zeigt, wie wichtig eine präzise Druckmessung ist.

Für jedes Luftschiff muss eine Drucküberwachung vorhanden sein. Bei Theo wurde zunächst ein einfaches mechanisches Zeigerinstrument (Manometer) eingesetzt.

Digitale Druckanzeige als redundante Ergänzung

1988 entwickelte Althen im Auftrag der WDL Luftschiffgesellschaft für Theo und weitere WDL-Luftschiffe den Triple Press Indicator. TPI ist ein dreikanaliges System aus Differenzdruckaufnehmern und einer Anzeigeeinheit mit Grenzwertüberwachung. In der Außenhülle und in jedem der drei Ballonetts ist jeweils ein Sensor angebracht, der über ein Kabel mit dem Display verbunden ist und so den Messwert darstellen kann. Anhand dieser Anzeigen bedient der Pilot die Ventile der einzelnen Druckkammern und steuert damit das Luftschiff. Alle Anzeigen sind in einem kompakten Display zusammen untergebracht, sodass der Pilot auf einen Blick die Druckverhältnisse im gesamten Luftschiff im Blick hat. Hinzu kommt ein weiterer Messkanal als Einkanalsystem.

„Auf dem Markt gab es seinerzeit kein System, das unsere Anforderungen erfüllen konnte“; beschreibt Hans Peter Gomolzig, vom Luftfahrtbundesamt anerkannter Accountable Manager für die Technik bei WDL, die damalige Situation. „Mit Althen haben wir einen Partner gefunden, der ein für uns passendes Dreikanalsystem entwickelt konnte.“ Die Differenzdruckaufnehmer von Althen verfügen über einen extrem kleinen Messbereich von nur 125 mm Wassersäule, das entspricht etwa 12,3 Millibar.

Der statische Systemdruck bei Theo beträgt 14 bar. Dass der Messbereich verglichen mit dem Systemdruck sehr klein ist, stellt besondere Anforderungen an die eingesetzten Druckaufnehmer, die auf dem LVDT-Prinzip (LVDT = Linear Variable Differential Transformer) basieren, das sehr präzise und robust ist. Ein verschleißfrei arbeitender LVDT-Wegaufnehmer misst die Verformung der Druckmembran; das Aufnehmersignal wird dann in ein industrielles Normsignal umgesetzt. In Verbindung mit der hochauflösenden Digitalanzeige ermöglicht die Druckmessung und -anzeige im Vergleich zur zusätzlich vorhandenen mechanischen Anzeige eine deutlich präzisere manuelle Regelung der zur Steuerung nötigen Ventile des Luftschiffs.

In der Industrie wird die Differenzdruckmessung häufig bei Leckagemessungen eingesetzt. Auch in den Bereichen Klimatisierung und Energiemanagement ist das Prinzip wertvoll, beispielsweise um Verschmutzungsgrade von Filtern zu messen. Auch in Reinräumen wird Differenzdruckmessung genutzt, um zu überwachen, ob konstanter Überdruck herrscht.