Eine Höhenplattform ist ein relativ großes Luftschiff, das vielleicht 150 Meter lang ist und das man sich mit einem Durchmesser von vielleicht 30 bis 40 Metern vorstellen kann. Und dieses große Luftschiff steht in 20 Kilometern Höhe am Himmel, ist also vom Boden aus sichtbar und wird dort an einer Stelle gehalten durch einen elektrischen Antrieb, der durch Solarstrom gespeist wird.
Schon damals gab es Zweifel, ob man einen geeigneten Stoff für die Hülle des riesigen Luftschiffes finden würde, der einerseits minus 60 Grad Celsius Kälte und die bis zu 100 Kilometer in der Stunde schnellen Winde jahrelang aushalten muss. Andererseits die großen Spannungen, die durch Antrieb und Leitwerk auf die Haut wirken. Professor Bernd Kröplin vom Institut für Statik und Dynamik der Luft- und Raumfahrtkonstruktionen an der Universität Stuttgart dazu:
Dieses Problem haben wir auf eine ganz andere Weise gelöst, denn wir haben die Konstruktion, die damals ja ein großes langgestrecktes ziemlich dickes luftschiffartiges Gebilde war, geändert. Wir haben das durch eine Kette von Körpern ersetzt. Mehrere Ballone könnte man sagen, die aber lang gestreckt sind, die aneinander befestigt sind. Das Ganze wurde dann mit einer übergeordneten Steuerung versehen, so dass man diese Ballonkette stabil fliegen kann. Jeder dieser Ballone ist dann angetrieben. Wir nennen das Ganze "Airchain", also eine Kette in der Luft.
Die Airchain hat kein Leitwerk wie normale Luftschiffe, sondern bewegt sich eher wie eine Schlange oder ein Aal im Wasser dadurch, dass die einzelnen Glieder die Stellung zueinander verändern. Dass das funktioniert, konnte bereits gezeigt werden:
Wir haben einen Prototyp und der fliegt auch und macht eine Flugerprobung, aber der Prototyp fliegt noch nicht in 20.000 Metern Höhe, sondern zurzeit bodennah in 5000 Metern. WIr führen jetzt Erprobungen vom Hubschrauber oder von Heißluftballons aus.
Das Luftschiff wird nach wie vor durch Elektromotoren angetrieben. Die sollten den Strom tags von Solarzellen und nachts aus Brennstoffzellen beziehen. Dabei sollten die Solarzellen tagsüber auch Elektrolyseure antreiben, die das Wasser spalten, also Wasserstoff und Sauerstoff erzeugen. Nachts würden in der Brennstoffzelle daraus dann wieder elektrischer Storm und Wasser.
Wir verfolgen das Konzept nach wie vor. Ich glaube auch, dass es ein gutes Konzept ist. Aber die Solarzellenentwicklung ist noch nicht so weit fortgeschritten, dass wir schon effiziente Dünnschichtzellen hätten, die so etwas tun können. Elektrolyseure, die Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff zerlegen, sind noch zu schwer.
Das ursprüngliche Konzept hätte der Höhenplattform einen sehr langen Aufenthalt an ihrem Standort erlaubt, weil man dank der Solarzellen immer neue Energie an Bord gewonnen hätte. Da sich das nicht so rasch verwirklichen lässt, hat sich Professor Kröplin vorerst mit einem Kompromiss angefreundet:
Wir nehmen also Wasserstoff als Antriebsmedium in einem Kryotank, weil es die größte Energiedichte hat, und werden daraus also die Antriebsenergie sowohl für den Antrieb, als auch für die elektrotechnische Versorgung aller Bordsysteme einschließlich Telekommunikation nehmen.
Das verkürzt natürlich die Einsatzdauer der "Airchain", die vom Hubschrauber auf 4000 Meter geschleppt, erst dort starten, und bei der Rückkehr dort vom Hubschrauber eingefangen werden soll. Damit will man den Platzbedarf am Boden gering halten. Die Erprobung soll vor allem 2005 erfolgen. Und wann ist der erste Einsatz?
China ist sehr dahinter her, uns nach China zu bringen, um dort zur nächsten Olympiade präsent zu sein. Das ist wahrscheinlich aber ein bisschen optimistisch...
... nicht nur, weil das Fluggerät gründlich erprobt werden soll, sondern vielleicht auch, weil Professor Kröplins Team vermutlich noch weitere Verbesserungen einfallen werden.
Schon damals gab es Zweifel, ob man einen geeigneten Stoff für die Hülle des riesigen Luftschiffes finden würde, der einerseits minus 60 Grad Celsius Kälte und die bis zu 100 Kilometer in der Stunde schnellen Winde jahrelang aushalten muss. Andererseits die großen Spannungen, die durch Antrieb und Leitwerk auf die Haut wirken. Professor Bernd Kröplin vom Institut für Statik und Dynamik der Luft- und Raumfahrtkonstruktionen an der Universität Stuttgart dazu:
Dieses Problem haben wir auf eine ganz andere Weise gelöst, denn wir haben die Konstruktion, die damals ja ein großes langgestrecktes ziemlich dickes luftschiffartiges Gebilde war, geändert. Wir haben das durch eine Kette von Körpern ersetzt. Mehrere Ballone könnte man sagen, die aber lang gestreckt sind, die aneinander befestigt sind. Das Ganze wurde dann mit einer übergeordneten Steuerung versehen, so dass man diese Ballonkette stabil fliegen kann. Jeder dieser Ballone ist dann angetrieben. Wir nennen das Ganze "Airchain", also eine Kette in der Luft.
Die Airchain hat kein Leitwerk wie normale Luftschiffe, sondern bewegt sich eher wie eine Schlange oder ein Aal im Wasser dadurch, dass die einzelnen Glieder die Stellung zueinander verändern. Dass das funktioniert, konnte bereits gezeigt werden:
Wir haben einen Prototyp und der fliegt auch und macht eine Flugerprobung, aber der Prototyp fliegt noch nicht in 20.000 Metern Höhe, sondern zurzeit bodennah in 5000 Metern. WIr führen jetzt Erprobungen vom Hubschrauber oder von Heißluftballons aus.
Das Luftschiff wird nach wie vor durch Elektromotoren angetrieben. Die sollten den Strom tags von Solarzellen und nachts aus Brennstoffzellen beziehen. Dabei sollten die Solarzellen tagsüber auch Elektrolyseure antreiben, die das Wasser spalten, also Wasserstoff und Sauerstoff erzeugen. Nachts würden in der Brennstoffzelle daraus dann wieder elektrischer Storm und Wasser.
Wir verfolgen das Konzept nach wie vor. Ich glaube auch, dass es ein gutes Konzept ist. Aber die Solarzellenentwicklung ist noch nicht so weit fortgeschritten, dass wir schon effiziente Dünnschichtzellen hätten, die so etwas tun können. Elektrolyseure, die Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff zerlegen, sind noch zu schwer.
Das ursprüngliche Konzept hätte der Höhenplattform einen sehr langen Aufenthalt an ihrem Standort erlaubt, weil man dank der Solarzellen immer neue Energie an Bord gewonnen hätte. Da sich das nicht so rasch verwirklichen lässt, hat sich Professor Kröplin vorerst mit einem Kompromiss angefreundet:
Wir nehmen also Wasserstoff als Antriebsmedium in einem Kryotank, weil es die größte Energiedichte hat, und werden daraus also die Antriebsenergie sowohl für den Antrieb, als auch für die elektrotechnische Versorgung aller Bordsysteme einschließlich Telekommunikation nehmen.
Das verkürzt natürlich die Einsatzdauer der "Airchain", die vom Hubschrauber auf 4000 Meter geschleppt, erst dort starten, und bei der Rückkehr dort vom Hubschrauber eingefangen werden soll. Damit will man den Platzbedarf am Boden gering halten. Die Erprobung soll vor allem 2005 erfolgen. Und wann ist der erste Einsatz?
China ist sehr dahinter her, uns nach China zu bringen, um dort zur nächsten Olympiade präsent zu sein. Das ist wahrscheinlich aber ein bisschen optimistisch...
... nicht nur, weil das Fluggerät gründlich erprobt werden soll, sondern vielleicht auch, weil Professor Kröplins Team vermutlich noch weitere Verbesserungen einfallen werden.