ein symbol nimmt gestalt an

EIN SYMBOL NIMMT GESTALT AN
Nach vier Jahren Forschungsarbeiten, Studien, Berechnungen und Simulationen
ist das Projekt Solar Impulse nun in seine konkrete Phase getreten: Die
Konstruktion des ersten Prototyps mit 61 Metern Spannweite und der
Bezeichnung HB-SIA. Mit diesem Flugzeug sollen die Arbeitshypothesen in der
Praxis getestet sowie die Auswahl der Technologien und Konstruktionsverfahren
überprüft werden. Sind die Ergebnisse überzeugend, kann der HB-SIA 2010 den
ersten 36-stündigen Flug ohne Treibstoff absolvieren, was einem vollständigen
Tag-Nacht-Tag-Zyklus entspricht.
ZWEI FLUGZEUGE FÜR DEN ERFOLG
Die Konstruktion des ersten Prototyps, des HB-SIA, hat im Juni 2007 begonnen und
dauert bis zum Sommer 2009. Die Testflüge finden voraussichtlich im Herbst 2009 statt
- mit dem Ziel, im Jahre 2010 den ersten Nachtflug durchzuführen.
Danach folgt die Entwicklung eines zweiten Flugzeugs, mit dem mehrere, aufeinander
folgende 24-Stunden-Zyklen geflogen werden sollen, so dass im Jahr 2012 die
Überquerung des Atlantiks und danach der Flug rund um die Welt erfolgreich
durchgeführt werden können.
DIE MISSION DES HB–SIA
Bei diesem Flugzeugprototyp ist das Instrumentenbrett auf das Wesentliche reduziert.
Das Cockpit verfügt über keinen Druckausgleich, so dass der Prototyp nicht über 8500
Meter Höhe fliegen kann. Mit ihm soll eine erste Optimierung von Energieverbrauch,
Gewicht, Leistung und Beherrschbarkeit erfolgen. Sein Ziel ist nicht der Flug rund um die
Welt; das würde seine Konfiguration gar nicht erlauben. Er hat dennoch mehrere
Zielsetzungen:
 Überprüfen der Ergebnisse der numerischen Simulationen, der Technologiewahl und
der Konstruktionstechniken.
 Testen eines noch unerforschten Flugleistungsbereichs, in dem noch nie ein Flugzeug
mit diesen Grössen-, Gewichts- und Geschwindigkeits-eigenschaften geflogen ist.
 Speicherung von genügend Sonnenenergie während des Tages, um die Machbarkeit
eines vollständigen Tag-Nacht-Tag-Zyklus nachzuweisen (Flug von 36 Stunden).
BEISPIELHAFTE ENERGIEEFFIZIENZ
Die heute verfügbaren Solarflugzeuge sind nicht für die Speicherung von Energie
ausgelegt und müssen daher bei ungenügender Sonneneinstrahlung (bei Wolken oder in
der Nacht) landen. Damit zeigen sie die Grenzen der Solarenergie auf... Andere Projekte
zielen auf die Entwicklung ferngesteuerter Solardrohnen oder Flugzeugen mit
Wasserstoffmotoren ab. Solar Impulse will das grossartige Potenzial der erneuerbaren
Energien aufzeigen und legt deshalb die Messlatte noch viel höher: Es will einen Piloten
in die Lage versetzen, völlig ohne Treibstoff bei Tag und Nacht zu fliegen.
Wie aber kann eine solche Aufgabe bewältigt werden, wenn mit den heute verfügbaren
Technologien und Wirkungsgraden jeder Quadratmeter photovoltaischer Zellen dem
Propeller lediglich eine konstante Leistung von 28 Watt über 24 Stunden liefern kann,
was der Leistung einer elektrischen Glühbirne entspricht? Mit anderen Worten: Wie kann
ein Flugzeug mit der Energie fliegen, die gerade für die Beleuchtung eines
Supermarktschaufensters ausreicht? Ohne die Optimierung des gesamten Flugzeugs
und ohne eine drastische Reduzierung seines Energieverbrauchs ist das unmöglich.
Einzig ein Fluggerät mit einer im Vergleich zu seinem geringen Gewicht
überdimensionalen Spannweite kann langsam genug fliegen, um mit der zur Verfügung
stehenden Energie auszukommen: 61 Meter auf 1500 kg und 45 km/h! Die Ingenieure
von Solar Impulse mussten also auf Basis der neuen Technologien einen vollkommen
neuartigen Flugzeugtyp entwickeln, bei dem alles neu ist, alles anders: Aerodynamik,
Struktur, Herstellungsmethoden, Antrieb, Flugleistungsbereich...
In einigen seiner Eigenschaften ähnelt er den grossen Tragflächenflugzeugen, in
anderen eher den Segelfliegern. Er kombiniert die Spannweite des Airbus A340 mit der
Flächenbelastung von Gleitschirmen und Deltaseglern. Bei gleicher Grösse muss seine
Struktur achtmal leichter sein als die des besten derzeitigen Segelflugzeugs, woraus sich
folgende Probleme ergeben:
 Wie kann man eine Struktur mit dieser Spannweite und mit einem so geringen
Gewicht bauen?
 Wie findet man das Gleichgewicht zwischen Stabilität und Beherrschbarkeit oder in
anderen Worten: Wie wird ein Flugzeug dieser Grösse und mit einer so geringen
Flächenbelastung steuerbar?
MUSTERBEISPIEL HOCHSTEHENDER
TECHNOLOGIE
Damit das Projekt erfolgreich durchgeführt werden kann, muss durch die Kombination
komplexer Experimente und numerischer Simulationen bislang Unmögliches geleistet
werden.
Zu diesem Zweck wurde an den beiden Standorten Dübendorf und Lausanne ein
multidisziplinäres Team von 50 Spezialisten aus sechs Ländern zusammengestellt, zu
dem sich rund hundert externe Berater gesellen. Gemeinsam sorgen sie mit ihren sehr
spezifischen Erfahrungen für die Schaffung der notwendigen Synergien. Die Umsetzung
ihres äusserst atypischen Pflichtenhefts konnten sie aber erst angehen, nachdem die
Anforderungen der Designer, der Lieferanten, der Konstrukteure und der Piloten bekannt
waren. So galt es, Forschungsinitiativen zu lancieren und neue Lösungen in zahlreichen
Sektoren zu finden, wie in der Konzeption, der Aerodynamik, der Energieeffizienz, der
Struktur, der Verbundwerkstoffe und der Herstellungsverfahren. Und dies jeweils nicht
nur für die einzelnen Bestandteile, sondern auch im Hinblick auf die Optimierung des
Gesamtsystems.
Ein gutes Beispiel ist die extreme Genauigkeit, die beim Einsatz der Verbundwerkstoffe
erreicht werden muss: So musste Kohlenstoff von einigen Zehnteln Millimeter Stärke auf
Strukturen von bis zu 20 Metern Länge verwendet werden. Oder wie André Borschberg,
CEO des Projekts, meint: "Alles was nicht zerbricht, ist potenziell zu schwer!"
Ebenso mussten die zerbrechlichen Solarpanels und ihre Flexibilität im Flug aufeinander
abgestimmt werden. Wie können die Zellen als Energiegeneratoren und gleichzeitig als
Flügeloberfläche eingesetzt werden, ohne dass sie zerbrechen, wenn das Flugzeug
durch Turbulenzen fliegt?
All diese Fragen sind natürlich auch eine Herausforderung an das Management:
Wagemutige und kreative Individualisten in einem Team zusammenzuschweissen und
Lieferanten zu motivieren, ihre Grenzen zu überschreiten.
EIN SYMBOL FÜR UNSERE GESELLSCHAFT Für Bertrand Piccard, Initiator und Präsident des Projekts, stellt dieses Flugzeug ein
Symbol für die neuen Technologien dar. Und er ist davon überzeugt, dass unsere
Gesellschaft in der Lage ist, diese Technologien zur sinnvollen Nutzung der
Energiereserven unseres Planeten einzusetzen.
In diesem Sinne hat Solar Impulse ein äusserst passendes Leitbild: Die Sonne
ermöglicht zwar das Fliegen, aber der Impuls muss erst noch gegeben und an diejenigen
übertragen werden, die ihn empfangen und weitergeben wollen.
Letztlich zeigt das Projekt, dass die Abenteuer der Zukunft und die Suche nach einer
besseren Lebensqualität Hand in Hand gehen müssen.