Transcript Schwerelosigkeit durch Parabelflug

Facharbeit W-Seminar
Astrophysik
„Schwerelosigkeit durch
Parabelflug mit einem
Modellflugzeug“
Von Manuel Gröger
Gliederung
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Theoretischer Teil
- Nutzung in der Geschichte
- Definition: Schwerelosigkeit
- Arten der Herstellung von Schwerelosigkeit
- Technisches zur Parabelbahn/ Parabelflügen
- Forschung und Experimente
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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)
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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
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
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Parabelflug
Falltürme
Tauchgänge
Bremer Fallturm
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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
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Wasser relativ hohe Dichte (Vergleich zu Luft)
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Durch Gewichte wird Auftrieb ausgeglichen
→ Annähernde Schwerelosigkeit
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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
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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
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Veranschaulicht sichtbar das Eintreten der
Schwerelosigkeit
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Sehr billig ca. 15€
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Unkompliziert zu handhaben
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Sehr großen Luftwiderstand
Ungünstige Verlagerung des Schwerpunktes
Negat. Einfluss auf die Strömung zum Seitenruder
→ fehlende Stabilität
2. G-Log Messgerät
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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
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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/thu
mbnails/Fallturm.jpg.6999.jpg
 http://mdsmallorca.de/pictures/tauchen_lernen/abtauchen.jpg
 http://berlinadmin.dlr.de/HofW/nr/066/Galileo_ErdeM
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