Facharbeit W-Seminar Astrophysik

„Schwerelosigkeit durch Parabelflug mit einem

Modellflugzeug“

Von Manuel Gröger

Gliederung Theoretischer Teil

- Nutzung in der Geschichte

- Definition: Schwerelosigkeit

- Arten der Herstellung von Schwerelosigkeit

- Technisches zur Parabelbahn/ Parabelflügen

- Forschung und Experimente

• Praktischer Teil

- Bau des Modellflugzeugs „Gecko“

- Technische und Praktische Hilfsmittel

- Mögliche Störfaktoren

- Der Beweis

Nutzung in der Geschichte

1950er: - Vorbereitung der Astro- und Kosmonauten auf die Schwerelosigkeit im All- Erproben der Raumanzüge und der technischen Geräte

• 1970er:- Vereinzelt Parabelflüge zum Zweck wissenschaftl. Experimente (in kleinen Flugzeugen)

1980er:

- Zunehmend mehr Flugzeuge im Einsatz für die Wissenschaft:

→ Erkenntnisse in Biologie, Medizin, Physik, Materialforschung

→ Entwicklung neuer Geräte, angepasst an die Schwerelosigkeit

Was ist eigentlich Schwerelosigkeit?

Schwerelosigkeit herrscht, wenn:

- Auf einen Körper keine Kraft wirkt

- Eine wirkende Kraft durch eine Gegenkraft ausgeglichen wird (Kräftegleichgewicht)

Am Beispiel Parabelflug:

- Schwerkraft und Fliehkraft haben im Scheitel der Parabel in etwa den gleichen Betrag

Arten der Herstellung von Schwerelosigkeit

Parabelflug Falltürme Tauchgänge

Bremer Fallturm

Dank einer Fallhöhe von 120m wird für ca. 4,74 s annähernde Schwerelosigkeit erreicht.

Ab dem Jahr 1990 werden täglich wissenschaftliche und technologische Experimente durchgeführt

Seit 2004 wird durch ein Katapult- System eine doppelt so lange Zeit der Schwerelosigkeit erreicht.

Tauchgänge

- Wasser relativ hohe Dichte (Vergleich zu Luft)

- Durch Gewichte wird Auftrieb ausgeglichen

→ Annähernde Schwerelosigkeit

- Aber Bewegungen nur langsam möglich

- Bieten ein Training für den Umgang mit Geräten des

Raumschiffes

Forschung und Experimente

- Forschung vermehrt auf biologisch/ chemischer Ebene

- Suche nach Erklärungen für Verhalten von Organismen

- Aufklärung durch die Reaktionen auf die Schwerelosigkeit vom Einzeller bis hin zum Menschen

Modellflugzeug Gecko Konstruktion: Jonas Kessler S: 870 mm Länge: 760 mm Gewicht: ca. 500 g Flächenbelastung: ca. 25 g/dm² Antrieb: X-Power Eco BL RC: Seite, Höhe, Quer, Motor Material: Balsaholz (versch. Stärken), Bespannfolie, Stahldraht,

Anlenkrohre, Fahrwerkräder, Epoxydharz, Leim Sekundenkleber;

Antriebsmotor (Brushless), Propeller, Graupner Empfänger, Fahrtenregler, Antriebsakku (Lipo), 3 Servos (Höhe, Seite, Quer),

Technische und Praktische Hilfsmittel

1. Eigenbau

+ Veranschaulicht sichtbar das Eintreten der

Schwerelosigkeit

+ Sehr billig ca. 15€

+ Unkompliziert zu handhaben

- Sehr großen Luftwiderstand- Ungünstige Verlagerung des Schwerpunktes- Negat. Einfluss auf die Strömung zum Seitenruder

→ fehlende Stabilität

2. G-Log Messgerät

+ Keinerlei Einwirkungen auf Strömung zum Seitenruder

+ Ideale Platzierung genau im Schwerpunkt möglich

+ Geringes Gewicht

+ Geringe Kosten

+ Schwerkraft in allen 3 Raumachsen, zu jedem Zeitpunkt messbar.

+ Bis zu 27 Messungen pro Sekunde

- „Nur“ tabellarische und graphische Veranschaulichung- Teilweise kompliziert zu programmieren

Mögliche Störfaktoren

Abweichungen von der optimalen Flugbahn (Wurfparabel) Mangelnde Geschwindigkeit des Flugzeugs Es wird nur eine geringe Höhe erreicht (maximale Sichtweite)

→ Hohes Absturzrisiko, direkt nach dem Scheitel,

da Strömungsabriss!

• Mangelnde Kompetenz des Piloten

Der Beweis

- Videobeweis Eigenbau

- Wertetabelle G-Logger

Quellen

Literatur www.dlr.de www.planet-wissen.de DLR- Broschüre DMFV Fachzeitschrift

Quellen

Bilder: http://www.decisions.ch/logo/salamander_2.png http://www.pressedienst.bremen.de/fastmedia/12/

thumbnails/Fallturm.jpg.6999.jpg http://mds-mallorca.de/pictures/tauchen_lernen/

abtauchen.jpg http://berlinadmin.dlr.de/HofW/nr/066/

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