Fragen und Antworten
zu Ballonproblemen
Auflassen und Tragfähigkeit
Ballongas und Flascheninhalt
Flugfähigkeit von Ballons
verschiedenes
b) Könnten sie mir vielleicht auch genauer sagen, wie viel l Helium ich für 9 kg brauche, wenn ich will, dass sie steigen, nicht nur im Gleichgewicht gehalten werden? (denn bei den 8 kg hatte ich das Eigengewicht der Ballons noch nicht mit eingerechnet). Ist es realistisch, davon auszugehn dass 600 Latexballons mit Durchmesser 30 cm nicht mehr als 1 kg Eigengewicht haben?
a) Eine Last von 8 kg ( inkl. Balloneigengewicht und Zubehör ) wird von Ballons mit einer Heliumfüllung von 8000 Litern im Gleichgewicht gehalten. Zum Steigen wird noch einiges mehr benötigt. In Flaschengröße ausgedrückt ist das etwa eine 50-Liter-Flasche mit 9100 Litern Gasinhalt bei 200 bar Fülldruck.
b) Ich mache Ihnen gerne noch einige Angaben, die aber keinen Anspruch auf absolute Richtigkeit erheben. Sie beruhen auf eigenen Messungen, Erfahrungen und Gefühl, sind also ohne Gewähr.
Ein 30 cm-Rundballon steigt etwa bis zu einer Last von 6 Gramm nach oben, wenn er auf einen mittleren Durchmesser von 30 cm aufgeblasen ist ( quer + hoch durch 2 ). Das Balloneigengewicht ist dabei schon berücksichtigt, alle anderen Lasten nicht. Der Ballon hat dann einen Gasinhalt von etwa 14 Litern. Wenn Sie mit dieser Last die Gesamtzahl an Ballons berechnen ( alle Lasten durch 6 Gramm geteilt ), dann erhalten Sie mit dieser Anzahl x 14 Liter den Gasbedarf. Ich würde noch 10% für Verluste und Unsicherheiten zuschlagen.
100 Latexballons 30 cm wiegen bei unserem Hersteller 300 bis 400 Gramm. Das kann bei verschiedenen Herstellern und Chargen etwas abweichen.
Leider sind bei Latexballons alle Angaben genau so unexakt wie das Produkt selbst.
Hinweis : Wenn Sie mit 30cm-Ballons arbeiten wollen, so werden Sie bestimmt Probleme mit der notwendigen Menge bekommen. Vielleicht helfen Ihnen da Riesenballons.
Einen Gegenstand auf Dauer knapp über den Boden schweben zu lassen, ist sowohl nach theoretischen als auch nach meinen eigenen Erfahrungen kaum möglich oder nur möglich, wenn im Raum keinerlei Luftbewegungen auftreten und konstante Temperatur herrscht. Ich habe das mal mit einem kleinen Ballon ausprobiert und festgestellt, das der Ballon sich ständig im Raum bewegt, sowohl horizontal als auch vertikal. Ursache sind sicherlich Luftströmungen und Temperaturunterschiede in verschiedenen Höhen. Wenn z. B. der Ballon infolge aufsteigender Luft nach oben steigt, gelangt er in wärmere und leichtere Luft. Er verdrängt also ein geringeres Luftgewicht, bekommt damit einen geringeren Auftrieb ( archimedisches Prinzip ) und sinkt wieder ab. Wird die Luft weiter unten kühler, so steigen Auftriebskraft und Ballon wieder an. Das wird sich laufend im Wechsel wiederholen. Vielleicht verhält sich ein großer Ballon etwas weniger anfällig, aber im Prinzip trifft das auch für diesen zu. Dort wo keine Luftbewegung ist, wird er sich auf eine Luftschicht ( sprich Höhe ) einstellen, in der sein Gesamtgewicht mit Last gleich ist dem Gewicht der verdrängten Luft. Dort bleibt er dann bewegungslos stehen, solange sich die Temperatur nicht ändert.
Nein. Sie brauchen dazu mehrere Riesenlatexballons ( z.B. 4-5 Ballons 160 cm ) oder einen Fesselballon. Ein Fesselballon in Kugelform mit einem Durchmesser von 2,80 m schafft etwa 6 kg, wovon sie noch das Gewicht des Auflaßzubehörs abziehen müssen ( Leine, Schäkel ). Das wird also schon zu knapp. Mehr Sicherheit bietet der Durchmesser 3,10 m : Tragkraft 8 kg, Gasbedarf 15000 Liter, Preis 720,00 €. Aber ob der Ballon dann auch Ihren Vorstellungen von seinem Flugverhalten gerecht wird, ist damit noch nicht beantwortet. Für weitere Infos würden wir Sie an den Hersteller vermitteln.
Der Start von großen Mengen Ballons ( ab etwa 500 St. ) ist genehmigungspflichtig. Die Bestimmungen können aber von Bundesland zu Bundesland unterschiedlich sein. In der Nähe bedenklicher Objekte, vor allem eines Flughafens, ist es auch bei geringeren Stückzahlen besser, bei Ordnungsamt, Gemeindeverwaltung oder dem Luftverkehrsamt der Landesregierung ( Flugsicherung ) nachzufragen. Beim Auflassen auf fremdem Grundstück wird auch die Genehmigung des Grundstückseigentümers verlangt. Eine allgemein gültige Richtlinie für Massenstarts ist mir nicht bekannt.
Ob das klappt, daß Ihr Fluggebilde gerade so schwebt, ist zweifelhaft. Ein Blick auf die Tabelle unter Riesenlatexballons genügt, um festzustellen, daß als Einzelballon nur ein 160iger infrage kommt. Dieser hat aber zuviel Auftrieb und steigt mit der Last nach oben. Man kann ihn aber z. T. mit Luft füllen ( schwerer machen ) und kann das mit folgendem Ansatz theoretisch berechnen :
Gewicht des Fluggebildes ( inkl. Ballon + Füllung ) = Gewicht der verdrängten Luft.
Das Gewicht der verdrängten Luft ergibt sich aus ( Ballonvolumen nach Kugelformel + Flugobjekt ) x 1,1 Gramm/Liter.
Bei der Berechnung des Gewichtes Ihres Fluggebildes ( Last + Ballon mit Inhalt ) führen Sie als Unbekannte X den He-Anteil ein ( unbekannte Litermenge x 0,17 Gramm/Liter ). Sie erhalten durch Auflösung der Gleichung nach X die Aufteilung He zu Luft. Mit diesem He-Luft-Gemisch müßte der Ballon theoretisch schweben. Um das auch in der Praxis zu erreichen, muß der He-Anteil erhöht werden. Als Gewichtsausgleich dient dosierbarer Ballast.
Es geht aber auch einfacher mit mehreren Ballons 75 cm. Da können Sie die Anzahl gasgefüllter Ballons leicht nach unserer Tabelle ermitteln und dann auch mit Ballast austarieren. Bei 750 g Last empfehle ich 6 Ballons ( wenn das ins Bild paßt ) mit ca. 900 g Tragkraft. Dazu brauchen Sie eine 10-l-Flasche Ballongas. Alle Preise finden Sie unter Artikelauswahl bzw. Ballongas.
Ein Riesenlatexballon 160 cm bringt auf Nennmaß aufgeblasen 2,2 kg Auftrieb.
Die effektive Tragkraft, die für die Kamera übrig bleibt, ergibt sich nach Abzug von Eigengewicht, Verschlußklemme, Auflaßleine und Tragevorrichtung für die Kamera. Es werden wahrscheinlich mindestens 1000 g effektive Tragkraft übrig bleiben. Sie haben aber keine Sicherheit gegen Platzen des Ballons. Wenn das geschieht, stürzt Ihre Kamera ab. Obwohl die Wahrscheinlichkeit gering ist, ist das bei einem Ballon nicht auszuschließen.
Deshalb empfehle ich Ihnen 3 Ballons 115 cm = 2400 g Auftrieb. Diese bringen ähnliche Werte wie ein 160er-Ballon, aber mehr Sicherheit gegen Absturz.
Sie können auch eine entsprechende Anzahl von 75 cm-Ballons nehmen. Damit können Sie bei Platzen eines Ballons den Gasverlust reduzieren.
Eines vorweg : Sie sind mit Ihrer Aktion absolut vom Wind abhängig, weil Sie absolute Windstille brauchen. Dazu kommt noch, daß Windstille in Bodennähe nicht auch Windstille in 100 m Höhe bedeutet. Ich empfehle, zuerst einen Testballon hochzulassen und dann über den Fortgang zu entscheiden.
Vergleich :
1 Ballon 150 cm Durchmesser :
Vorteil : Durch mehr Zug nach oben wahrscheinlich stabiler gegen leichten Windeinfluß ( effekt. Auftrieb ca. 1,5 kg).
Nachteile : Insgesamt teurer als kleinere Ballons, 50 l-Flasche Ballongas erforderlich.
3 Ballons 80 cm Durchmesser :
Die Sichtbarkeit einer Traube aus 3 Ballons müßte der von 1 größerem Ballon gleichwertig sein.
Vorteile : Der Ausfall eines Ballons ist leichter zu verkraften. Die Gesamtkosten sind geringer ( etwa 75 % ). Sie könnten mit einer 20 l-Flasche Ballongas hinkommen.
Nachteil : geringerer Zug nach oben ( 3 Ballons = effekt. Auftrieb ca. 0,6 kg ) und dadurch vielleicht etwas windanfälliger.
Rechnen Sie selbst nach, was mit der Kugelformel V=4/3 x 3,14 x r³ bei einem Ballon mit 2,5 m Durchmesser herauskommt, bei mir sind das 8177 l. Aus einer 50 l-Flasche mit 200 bar kann man 9100 l entnehmen. Damit wäre diese Größe eigentlich die richtige für Sie, denn zwei 20 l-Flaschen mit 7200 l sind für 2,5 m Durchmesser zu wenig. Wenn Sie die 50 l-Flasche aber nur zur Hälfte entleert haben, dann liegt das wahrscheinlich daran, dass Sie den Ballon nur auf etwa 2 m aufgeblasen haben. Dann würden zwei 20 l-Flaschen ja reichen, aber ob die billiger sind ? Ballongas erhalten Sie preiswert bei verschiedenen Baumärkten.
Ballongasflaschen werden nur mit vollem Druck geliefert ( 200 bar ). Damit ist der Flascheninhalt klar definiert. Sie haben nur die Wahl zwischen einer 10- und einer 20-Liter-Flasche. Restinhalte werden in der Regel von den Lieferstellen bei der Rückgabe nicht zurückgezahlt.
Der Unterschied ist der Heliumanteil, oder anders ausgedrückt die Heliumreinheit. Helium 4.6 hat einen Heliumanteil von 99,996 % ( 4 mal die 9 = 4. und die 6 angehängt ). Ballongas hat auch einen hohen Heliumanteil, kann aber mit anderen Gasen etwas verunreinigt sein, was bei der Ballonfüllung keine Rolle spielt. Ein weiterer Unterschied kann der Preis sein.
Dazu ist mir folgendes bekannt : Reines Helium ( z. B. He 4.6 ) ist schädlich, wenn es den für die Atmung notwendigen Sauerstoff verdrängt. Deshalb kann das Einatmen von reinem Helium gefährlich werden, es können Atem- und Bewußtseinsstörungen oder Schwindelanfälle entstehen. Ballongas kann zusätzlich zum Hauptbestandteil Helium mit gesundheitsschädlichen Gasen verunreinigt sein, deren Anteil nicht ausgewiesen wird. Daraus können sich weitere Gesundheitsgefährdungen ergeben. Atmen Sie deshalb weder Ballongas noch Helium absichtlich ein.
Das liegt zum einen an der Seltenheit der Vorkommen - man braucht dazu Erdgas - und zum anderen an den aufwendigen Transportwegen, außerdem an weltmarktbedingten Zusammenhängen, die wir nicht durchschauen. Das Helium-Ballongas kommt aus Amerika oder Rußland. Dort ist es entsprechend billig.
Wenn Sie Flaschendruck mit Flaschenvolumen multiplizieren, so erhalten Sie den Gasinhalt. Also 80 bar x 20 l = 1600 l. Wenn Sie 30 cm-Ballons auf etwa 26 cm aufblasen, beträgt das Ballonvolumen ca. 10 l ( = Gasinhalt ). 1600 l geteilt durch 10 l = 160 Ballons. Die tatsächliche Anzahl wird geringer sein, weil Gasverluste dabei nicht mitgerechnet sind. Das Ballonvolumen kann man angenähert mit der Formel für das Kugelvolumen errechnen.
Die Sache mit dem Flascheninhalt ist ganz einfach. Sie müssen das Flaschenvolumen und den Flaschendruck kennen. In eine Flasche, deren Rauminhalt 10 l beträgt, bekommt man bei normalen Luftdruck von 1 bar auch nur 10 l Gas hinein ( oder auch 10 l Wasser ). Da Gase im Gegensatz zu Wasser komprimierbar sind, geht in eine Flasche mit 2 bar Druck das 2-fache und in eine mit 200 bar das 200-fache hinein. Das ergibt bei einer 10 l-Flasche also 10 x 200 = 2000 l. Da nach den Gesetzen der Gasephysik Abweichungen von dieser Pauschalrechnung je nach Gasart auftreten, wird der Inhalt für Verbraucher bei einer 10 l-Flasche mit 1800 l und bei einer 50 l-Flasche mit 9100 l angegeben. Bei Helium spielen Gewichtsangaben keine Rolle und sagen nichts aus ( 10000 l He wiegen etwa 1,5 kg ). Achten Sie aber immer auf den Druck, es gibt 150- und 200-bar-Flaschen. Die Ihnen gemachten kg-Angaben ergeben für mich keinen Sinn, wahrscheinlich handelt es sich um eine Verwechslung der Maßeinheiten. Wenn man kg gegen m³ austauscht : 10 l-Flasche mit 2000 l ( bzw.1800 l angegeben ) = 2 m³, 50 l-Flasche mit 9100 l = 9,1 m³.
Rechnen Sie selbst nach, was mit der Kugelformel V=4/3 x 3,14 x r³ bei einem Ballon mit 2,5 m Durchmesser herauskommt, bei mir sind das 8177 l. Aus einer 50 l-Flasche mit 200 bar kann man 9100 l entnehmen. Damit wäre diese Größe eigentlich die richtige für Sie, denn zwei 20 l-Flaschen mit 7200 l sind für 2,5 m Durchmesser zu wenig. Wenn Sie die 50 l-Flasche aber nur zur Hälfte entleert haben, dann liegt das wahrscheinlich daran, dass Sie den Ballon nur auf etwa 2 m aufgeblasen haben. Dann würden zwei 20 l-Flaschen ja reichen, aber ob die billiger sind ?
Diese Frage ist schwer zu beantworten, zumal wir selbst in dieser Beziehung nur auf gelegentliche Rückinformationen von Kunden angewiesen sind. Es sind auf alle Fälle mehrere 100 km möglich, denn es sind uns Rückmeldungen bis aus Italien zugetragen worden.
Gründsätzlich ist die Flugstrecke abhängig von Flugzeit und der Fluggeschwindigkeit. Die Flugzeit ist bei einem üblichen Latexballon mit etwa 15 Stunden begrenzt, weil er Gas verliert und dann sinkt. Die Fluggeschwindigkeit nimmt der Ballon von der Bewegung der Luft an, die von 0 bis Sturm sein kann. Bei einer angenommenen mittleren Luftgeschwindigkeit von nur 30 km/h könnte ein Ballon also 30 x 15 = 450 km fliegen ( wenn er nicht vorher platzt ). Steht die Luft jedoch, so steigt der Ballon nur in die Höhe. Da der Luftdruck in der Höhe abnimmt, wird der Ballon von seinem eigenen Innendruck immer weiter aufgeblasen bis er platzt, ohne eine Wegstrecke zurückgelegt zu haben.
Nachtrag zu dieser Frage : Nach einer Veröffentlichung unserer regionalen Presse im September 2006 wurde ein im Vogtland gestarteter Ballon in Bosnien-Herzegowina gefunden ( Entfernungsangabe ca. 1000 km ).
Zuschrift vom 18.02.2007 von Michael Golbs :
Im September 1988 fand ich in Crostau (10 km südlich von Bautzen) einen zerplatzten orangefarbenen Ballon mit einem wasserdicht verpackten Zettel. Der Ballon war einige Tage vorher in Südtirol bei einem Kinder-Kirchen-Fest gestartet worden und zwar in Carlazzo di Como also am Comer See. Das sind unblaubliche 900 km Luftlinie. An diesen Tagen herrschte stürmischer Süd-West-Wind. Ich habe auf die Adresse geschrieben und es entwickelte sich ein kurzer Briefwechsel, ...
Dem liegt das Prinzip des alten Griechen Archimedes zugrunde. Der hat entdeckt, daß ein Körper in einem anderen Medium, also z. B. ein Ballon in Luft, soviel g oder kg Auftrieb erhält, wie er g oder kg des anderen Mediums verdrängt. Ein Latexballon 30 cm hat ein Volumen von ca. 14 Litern, er verdrängt also 14 Liter Luft. Da 1 Liter Luft etwa 1 g wiegt, erhält der Ballon eine Hubkraft von 14 g, egal womit er gefüllt ist. Ob dieser Auftrieb reicht, um den Ballon zum Schweben zu bringen, ist eine Frage seines Eigengewichtes. Dieses muß geringer sein als der Auftrieb, damit der Ballon nach oben steigt. Um das zu erreichen, muß man also den Ballon so leicht wie möglich machen, was nur mit einem leichten Gas machbar ist.
Im Prinzip : Ja. Es kommt darauf an, wieviel Luft Sie dazumischen. Bei zuviel Luft wird der Ballon zu schwer und fliegt nicht mehr. Der Zusammenhang ist in der vorhergehenden Frage erläutert.
Gehen wir von üblichen 30cm-Latexballons aus : Tragkraft etwa 10 Gramm = 0,01 kg Ihr Gewicht = 60 kg, geteilt durch 0,01 kg = 6000 Ballons Also würden 6000 Ballons Ihrem Gewicht das Gleichgewicht halten, zum Abheben brauchen Sie ein paar mehr ( oder größere ).
Das mit den 15 Stunden haben Sie schon richtig verstanden, aber da treten trotzdem noch größere Streuungen auf.
Aber Ihre Frage hat auch noch eine andere Dimension : Die Ballons müssen Sie ja am Einsatztag aufblasen. 5000 Ballons lassen sich aber nicht so schnell aufblasen, man braucht dazu Leute und eine Strategie, um mit der Zeit auszukommen. Wenn Sie z. B. in 2 Stunden fertig sein wollen, so müßten Sie in der Stunde 2500 Ballons schaffen, was etwa 20 eingearbeitete Leute an 20 Flaschen erfordern würde ( Stundenleistung 125 St./Stunde ). Da kann ich Ihnen nur abraten.
Der Ballongasbedarf würde bei etwa 8 St. 50l-Flaschen liegen ( oder für 20 Arbeitsplätze bei 20 St. 20l-Flaschen ).
Für eine Dauerwerbung auf dem Dach halte ich einen Riesenlatexballon nicht geeignet, eher für einen kuzzeitigen Einsatz für max. einige Tage bei einigermaßen windarmem Wetter. Normale Anbringung am Dach mit einer gewissen Schnurlänge führt bei starkem Wind zum Scheuern des Ballons auf dem Dach, was dann zum Platzen führt. Er müßte also bei solcher Witterung eingeholt werden, vorsichtshalber auch nachts. Vorrichtungen, die das Scheuern auf dem Dach und an anderen Stellen verhindern, sind mir nicht bekannt, diese müßte man sich selbst bauen ( z. B. eine lange glatte Stange ). Einen Riesenballon müßten Sie 1-2 x pro Woche nachblasen, weil er Gas verliert. Die Leckrate ist um so kleiner, je größer der Ballon ist. Alternativ zu heliumgefüllten kann man auch luftgefüllte Riesenballons befestigen, die dann natürlich unbeweglich sind, was den Werbeeffekt vermindert. Die andere Alternative ist ein Fesselballon aus PVC oder Nylon, der mehr aushält, aber teurer ist und gleichfalls nachgeblasen werden muß.
Dazu habe ich keine exakten Angaben und kann Ihnen nur mit meiner persönlichen Meinung dienen, die keinen Anspruch auf Richtigkeit und Volkommenheit erhebt. Am einfachsten ist es bei Folienballons zu verstehen : Die Al-Folie ist nicht dehnbar. Wenn der Ballon z.B. ein Volumen von 10l hat ( es passen 10l Wasser hinein oder 10l Gas bei normalem Luftdruck ) und man will die doppelte Menge Gas einblasen, so erhöht sich der Druck um das Doppelte, das Volumen bleibt unverändert. In diesem Fall würde der Ballon wahrscheinlich platzen, weil vor allem die Nähte am Rand das nicht ertragen. Deshalb soll man einen Folienballon nur so weit füllen, daß er prall ist. Der Überdruck ist in diesem Fall dann theoretisch = 0. Bei Latexballons ist die Größe des Innendruckes ähnlich, vielleicht ein paar Kommastellen höher, aber im Prinzip sehr gering. Latexballons sind dehnbar, so daß sich auch beim Einbringen größerer Gasmengen der Druck nicht wesentlich erhöhen kann, weil die Haut nachgibt. Ganz ausschließen will ich es aber nicht, denn das ist auch materialabhängig. Natürlich steigt der Druck stark an, wenn das Dehnvermögen der Latexhaut erschöpft ist. Er wird dann platzen. Die Grenze des noch gut Ertragbaren ist mit der Nenngröße des Ballons definiert, z. B. 12 inches ( inch = Zoll, 12 inches = 30 cm ) Durchmesser. Daß der Innendruck bei Latexballons vernachlässigbar gering ist, zeigen auch Inhaltsangaben und Verbrauchskontrollen. Wenn Sie z. B. aus einer 10l-Flasche Ballongas 120 Ballons mit 30cm DM herausbringen, so sind das bei 1800 l Inhalt je Ballon 15 l Gasinhalt. Wenn Sie das Volumen einer Kugel mit 30cm DM nachrechnen ( 4/3 x 3,14 x r³ ), so ergeben sich 14,13 l. Da sich Druck und Inhalt proportional verhalten, müßte der Druck bei 15 l Inhalt etwas größer sein, denn 14,13 l wäre der Inhalt bei normalen Luftdruck. Also 15/14,13 = 1,06, was bedeutet, der Innendruck wäre um 0,06 bar höher. Nicht berücksichtigt sind bei dieser Betrachtung die geplatzten Ballons, die auch mit Gas gefüllt waren, und die Tatsache, daß Latexballons von der Kugelform abweichen.
Mit dieser Angabe liegt man in der Regel auf der sicheren Seite. Wir haben selbst schon Tests gemacht, wobei diese Zeit weit übertroffen wurde. Wir hatten einen Folienballon 40 cm in der Wohnung, dieser war trotz mehrmaligem Nachblasens mit Luft 6 Wochen lang flugfähig. Man kann aber auch mal Pech haben, das ist eine Frage der Herstellungsqualität. Wenn wir Folienballons verschicken, so blasen wir sie ein paar Stunden vor dem Verpacken auf, um auf diese Weise Versager noch aussortieren zu können.
Latexballons eignen sich nicht zum Verschicken, weil sie das Ballongas nur begrenzte Zeit halten. Ein 30 cm-Ballon z. B. verliert nach etwa 15 Stunden seine Flugfähigkeit.
