2011/12

Reduktion des parasitären Luftwiderstandes an umströmten Körpern - Energiesparend abheben

HTBLA Eisenstadt

Reduktion des parasitären Luftwiderstandes an umströmten Körpern - Energiesparend abheben

Wer einmal gegen starken Wind geradelt ist, weiß, was parasitärer Luftwiderstand in der Praxis bedeutet.​​​

Die Luft reibt sich an der Oberfläche von Rahmen und Lenkstange, am Körper des Radlers, der Radlerin und das Vorwärtskommen erfordert viel Kraft. Das Prinzip gilt für alle Fahrzeuge, die von Luft umströmt sind und die Rechnung ist einfach: Je schneller das Vehikel, je größer der Formwiderstand, desto höher der Energieverbrauch. Angesichts stetig steigender Treibstoffpreise zeigen daher gerade Luftfahrt-Unternehmen großes Interesse an technischen Entwicklungen, die den Strömungswiderstand verringern.

Gute Aussichten für Herbert Gerhardter und David Zefferer. Mit kleinem Budget und großem Einsatz haben die Schüler der HTBLA Eisenstadt nämlich tatsächlich einen Weg gefunden, den Luftwiderstand zu verringern, indem sie besagte Oberflächenströmung mit Hochspannung veränderten.

Im Mai 2011 starteten sie ihr Projekt und erkundeten mit Unterstützung ihrer Betreuer Gerhard Probst und Michael Türk die Koordinaten des Problems. Die Faszination für das Thema war so groß, dass sie noch im Sommer mit der Recherche begannen. Im Herbst hatten die Techniker der Fachrichtung Maschinenbau/Mechatronik ihr Ziel klar vor Augen. Im November war die ebene Platte für die Tests im Windkanal bereit und der Hochspannungsgenerator geliefert, sodass Gerhardter und Zefferer nach Weihnachten plangemäß mit der Versuchsreihe starten konnten. Mit aller gebotenen Vorsicht. Und Hochspannung, für die zwei am Testobjekt angebrachte Elektroden verantwortlich waren.

Nach anfänglichen Schwierigkeiten und unzähligen Testwiederholungen zeigte sich deutlich, dass Luftschichten, die sich ganz nahe an der Oberfläche von Körpern bewegen, durch Ionisierung mit Energie angereichert werden können. Befinden sich mehr positiv geladene Teilchen in dieser Grenzschicht, verringert sich der Widerstand. Nach dem Praxistest mit der ebenen Platte bestätigte sich das Ergebnis auch bei Versuchen mit dem gekrümmten Tragflügelprofil, das ein international erfahrener Modellbauer zur Verfügung stellte. Und um absolut sicher zu gehen, testeten die Schüler das Verhalten von unterschiedlich gewölbten, stärkeren und dünneren Profilen. Sie suchten und fanden den optimalen Winkel, unter dem die Luftströmung auf den Tragflügel trifft.

„Der Erfolg unseres Projekts ist messbar“, argumentieren die Eisenstädter Schüler. Zwei bis fünf Prozent weniger Widerstand verringern den Energiebedarf nachweislich. Und die einfache Bauweise ihres Systems erlaubt es außerdem bestehende Fahr- und Flugzeuge ohne allzu hohe Kosten umzurüsten.