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57. Luft- und Raumfahrttechnik: Nichts als heiße Luft

 
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BIGJIM
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BeitragVerfasst am: 05.07.2015, 14:47    Titel: 57. Luft- und Raumfahrttechnik: Nichts als heiße Luft Antworten mit Zitat

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57. Luft- und Raumfahrttechnik: Nichts als heiße Luft.
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Luft- und Raumfahrttechnik: Nichts als heiße Luft
Von Jean Pierre Bassenge
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Studenten der TU Berlin haben ein sparsames Fluggerät für Forscherteams entworfen. Es kommt ohne Helium aus. Das entscheidende Argument ist der Preis: Luft braucht niemand zu bezahlen, Helium hingegen ist ein kostbares Gas, dessen Preis noch weiter in die Höhe schnellen wird.
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Alexander Richter und Carsten Seltz haben ihn sich verwirklicht, den Traum vom Fliegen. Die beiden Studenten stehen zwar noch mit beiden Füßen auf dem Betonboden einer Versuchshalle in Charlottenburg. Doch über ihnen surrt ein eineinhalb Meter langes schlankes Silberding durch die Luft. Das von Seltz Luftschiff gehorcht auf die Fernsteuerung, die Alexander Richter in seiner Hand hält.
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Wenn alles gut geht, fliegt es elegante Kurven und Slaloms. Ab und zu stößt es allerdings – wenig grazil – gegen einen Stahlträger an der Hallendecke, federt aber sogleich wieder zurück.
Sparsames Fluggerät: Der angehende Luft- und Raumfahrttechniker Alexander Richter mit dem innovativen Zeppelin.
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Das mit Helium gefüllte Luftschiff ist eine verkleinerte Kopie eines viel größeren Fluggeräts, das die beiden Studenten der Luft- und Raumfahrttechnik an der Technischen Universität (TU) Berlin im Rahmen der Projektwerkstatt AirTrak-Airship entwickelt haben. Gemeinsam mit Studenten verschiedener Fachdisziplinen haben sie in den vergangenen drei Jahren an einem Luftschiff gearbeitet, dessen Grundidee weit zurück in die Kindertage der Luftfahrt reicht. Die 16 Meter lange Silberhülle ihres Prototypen soll nämlich nicht mit leichtem Heliumgas gefüllt werden, sondern nur mit heißer Luft abheben.
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Das Besondere an dieser Idee: Die Studenten nutzen eine neuartige Isolationsschicht, die die mit zwei Propanbrennern erhitzte Luft davor bewahrt, zu schnell auszukühlen. Dazu benutzen sie ein System, das ähnlich funktioniert wie eine Thermojacke: „Die Außenwand des Luftschiffs besteht nicht aus einer, sondern aus zwei Hüllen aus Nylongewebe, deren Oberflächen mit einer hauchdünnen Metallschicht überzogen wurden“, erläutert Carsten Seltz.
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Abstandhalter aus Kunststoff, die aussehen wie daumennagelgroße Seeigel, halten die beiden Hüllen auf Abstand, sodass sich eine isolierende Luftschicht dazwischen bildet. „Auf diese Weise wird die Wärme in der Hülle besser gespeichert und somit weniger Treibstoff für den Auftrieb benötigt“, sagt Seltz. „Ein solches Luftschiff gibt es bisher nirgendwo sonst.“
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Die große Zeit der Luftschiffe ist lange vorbei, dessen sind sich auch Richter und Seltz bewusst. Als Fluggerät für Personentransporte hatten die Zeppeline mit starren Außenskeletten in den 20er- und 30er-Jahren ihre große Zeit, wurden jedoch durch Unglücke wie den Absturz der „Hindenburg“ im Mai 1937 überschattet.
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Nach dem Zweiten Weltkrieg kamen Luftschiffe vor allem noch für militärische Zwecke zum Einsatz, seit den 70er-Jahren fast ausschließlich für Werbekampagnen und Touristenflüge. Anfang des neuen Jahrtausends hatte das Cargo-Lifter-Konsortium in Deutschland noch einmal Hoffnungen geschürt: Es plante den Bau eines 260 Meter langen Luftschiffs, das eine Nutzlast von bis zu 160 Tonnen transportieren sollte.
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Doch die ambitionierten Pläne gingen im Insolvenz-Verfahren des bankrotten Unternehmens unter, das Luftschiff wurde nie fertiggestellt. Treibstoff für den Auftrieb benötigt“, sagt Seltz. „Ein solches Luftschiff gibt es bisher nirgendwo sonst.“
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Das 16-Meter-Luftschiff der TU-Studenten wird nur Fracht mit einem Gewicht um fünf Kilogramm transportieren können. Schließlich ist das Fluggerät nicht nur deutlich kleiner: Der Auftrieb von Heißluft ist auch dreimal geringer als der von Helium. Für bestimmte Zwecke reicht eine so kleine Nutzlast aber vollkommen aus: für Messflüge beispielsweise, zur Kartierung von Gebieten mit Hilfe von Kameras oder zur Überwachung von Waldbränden.
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„Uns geht es vor allem darum, zu zeigen, was möglich ist“, sagt Seltz. Dass sich durch eine isolierende Schicht in der Tat große Mengen an Treibstoff sparen lassen, hat bereits ein Vorgängerprojekt bewiesen. Die Firma Festo entwickelte vor einigen Jahren einen Heißluftballon mit ähnlicher Wandstruktur wie das jetzt von den TU-Studenten gebaute Luftschiff.
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Ihr Ergebnis: Die Hülle spart zwischen 50 und 60 Prozent Treibstoff gegenüber einem nichtisolierten Ballon. „Wir hoffen auf eine Einsparung in ähnlicher Größenordnung, also um die 50 Prozent“, sagt Alexander Richter. Etwas geringer sei die Isolationswirkung deshalb, weil die langgestreckte Hülle des Luftschiffs ein ungünstigeres Verhältnis von Oberfläche zu Volumen hat als der kugelförmige Heißluftballon.
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Dafür hat die Form der Hülle deutlich bessere aerodynamische Eigenschaften als eine Kugel. Die Zigarrenform der ursprünglichen Zeppeline wurde in den 50er- und 60er-Jahren von dem US-Ingenieur Morton Gertler weiter verbessert – eigentlich um die perfekte Form für schnelle U-Boote zu finden.
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An den von Gertler entworfenen Umrissen haben sich auch die TU-Studenten orientiert. Dank zweier Elektromotoren mit je tausend Watt erreicht das Luftschiff eine Spitzengeschwindigkeit von 60 Kilometern pro Stunde.
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Ein Luftschiff, das nur mit heißer Luft abhebt, hat zahlreiche Vorteile. Zum einen ist es deutlich flexibler: Anstatt große Gasflaschen transportieren zu müssen, brauchen Forscherteams und andere Nutzer nur die Hülle und die Brenner mitzunehmen. „Das gesamte Equipment passt in einen Kofferraum“, sagt Seltz.
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Das entscheidende Argument ist aber der Preis: Luft braucht niemand zu bezahlen, Helium hingegen ist ein kostbares Gas, dessen Preis in den kommenden Jahren noch weiter in die Höhe schnellen wird. Vor allem für Kühlzwecke wird Helium dringend gebraucht, weil es sich auf Temperaturen knapp über dem absoluten Nullpunkt bringen lässt, ohne fest zu werden.
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In supraleitenden Magneten, wie sie in Kernspintomografen und in Forschungslaboren gebraucht werden, ist verflüssigtes Helium daher das Kühlmittel der Wahl. Auch bei der Herstellung von Glasfaserleitungen und Computerchips werden große Mengen Helium benötigt.
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Aus der Luft lässt sich nur wenig Helium gewinnen, der Großteil kommt in Erdgas vor. Da die Reserven jedoch begrenzt sind und der Bedarf an Helium steigt, wird es in zehn bis zwanzig Jahren kaum noch Helium geben, fürchten Experten.
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Alternativen gibt es kaum – jedenfalls nicht für die Kühlung. Für den Betrieb von Forschungs-Luftschiffen indes wäre heiße Luft eine Lösung.
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Und das Konzept der TU-Techniker zur Verringerung des Treibstoffbedarfs könnte diese Idee im wahrsten Sinne des Wortes beflügeln. Nachdem ihr Prototyp im vergangenen Jahr fertiggestellt wurde, laufen nun die ersten Tests zum tatsächlichen Treibstoffverbrauch. Sie werden zeigen, ob das Fluggerät tatsächlich so sparsam ist, wie die Studenten hoffen.
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In der Langen Nacht der Wissenschaften können Besucher die Mini-Luftschiffe in der Versuchshalle Flugtechnik der TU Berlin selbst fliegen lassen. Nebenan ist ein Überschall-Windkanal zu sehen, in dem Tragflächen für Fluggeschwindigkeiten bis zu 3 000 Kilometer pro Stunde getestet werden. Das 14 Meter lange Heißluftschiff der TU-Studenten ist aus Platzgründen in der größeren Peter-Behrens-Halle in Wedding zu bestaunen.
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Luftschiffe und Ballone: Das erste isolierte Heißluft-Luftschiff. Ausstellung und Installation bis 22 Uhr. Versuchshalle Flugtechnik der Technischen Universität in Charlottenburg.
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Textquellenhinweis:
http://www.google.de/imgres?imgurl=http%3A%2F%2Fwww.berliner-zeitung.de%2Fimage%2Fview%2F2012%2F4%2F29%2F16134702%2C12740261%2ChighRes%2Cmw20120509_306.jpg&imgrefurl=http%3A%2F%2Fwww.berliner-zeitung.de%2Fwissen%2Fluft--und-raumfahrttechnik-nichts-als-heisse-luft%2C10808894%2C16130936.html&h=402&w=479&tbnid=4Qv0c4djKiu5MM%3A&zoom=1&docid=7VpvEzMOfxHPVM&ei=0yWZVbWnCcemygO81LKICQ&tbm=isch&iact=rc&uact=3&dur=920&page=3&start=35&ndsp=21&ved=0CKsBEK0DMC0
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Mit freundlichem Gruß - - BIGJIM
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Ideen entwickeln - sind gesucht, wer macht mit...
Ideen austauschen - und ...
Kreativ werden.
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Bin mal oben - https://lh3.googleusercontent.com/-ddhFAMgHrLA/V08ioFkBivI/AAAAAAAAEcw/w2AXJoHy-MMeX1ANm62wglHQ7j0iAvfZgCCo/s420/homelg.jpg
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Kleingedrucktes ist hier: http://www.modellzeppelin.de/viewtopic.php?p=1480#1480
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