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Facharbeit W-Seminar Astrophysik „Schwerelosigkeit durch Parabelflug mit einem Modellflugzeug“ Von Manuel Gröger

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Facharbeit W-Seminar Astrophysik

„Schwerelosigkeit durch Parabelflug mit einem

Modellflugzeug“

Von Manuel Gröger

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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

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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)

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1980er:

- Zunehmend mehr Flugzeuge im Einsatz für die Wissenschaft:

→ Erkenntnisse in Biologie, Medizin, Physik, Materialforschung

→ Entwicklung neuer Geräte, angepasst an die Schwerelosigkeit

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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

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Arten der Herstellung von Schwerelosigkeit

Parabelflug Falltürme Tauchgänge

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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.

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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

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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

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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),

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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

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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

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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

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Der Beweis

- Videobeweis Eigenbau

- Wertetabelle G-Logger

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Quellen

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

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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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