Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Mit weltweit einzigartiger Katapultanlage von 0 auf 175 km/h in einer Viertel Sekunde

01.12.2004


Uraufführung in Bremen: weltweit einzigartige Katapultanlage im Fallturm Bremen - Forschungsministerin Edelgard Bulmahn und Staatsrat Rainer Köttgen drücken am 2. Dezember den Startknopf zum Jungfernflug


Mit einer weltweit einzigartigen Katapultanlage stößt das Zentrum für angewandte Raumfahrttechnologie und Mikrogravitationsforschung (ZARM) an der Universität Bremen in eine neue technische Dimension vor. Denn im Gegensatz zur bisherigen Praxis "schießen" die Wissenschaftler die Experimentierkapsel im Fallturm künftig zunächst nach oben, bevor sie wieder fällt. Dadurch lässt sich der für Forschungszwecke wichtige Zustand der Schwerelosigkeit von bisher 4,74 auf rund 10 Sekunden ausdehnen. Diese Versuchsdauer ließe sich mit dem bisherigen System nur in einem Fallturm von mindestens 500 Meter Höhe erreichen. Den Startknopf zum Jungfernflug am 2. Dezember drücken Bundesforschungsministerin Edelgard Bulmahn und Staatsrat Rainer Köttgen.

In einem zehn Meter tiefen Abschussraum unterhalb des Fallturms ist der größte Teil der Katapultanlage eingebaut. Beim ersten Blick in den Raum fallen sofort die zwölf riesigen, sonnengelben Druckluftbehälter auf, die die gesamte Anlage dominieren. Sie sind radial um das zentrale Führungsrohr angeordnet, in dem sich der kolbenförmige Katapulttisch befindet. Insgesamt füllt das Katapultsystem den Raum fast vollständig aus. Unterhalb des Abschussraums ist in einem zwölf Meter tiefen Schacht der Hydraulikbremszylinder eingelassen. Er ist durch eine Kolbenstange mit dem Katapulttisch verbunden.


Alle Komponenten sind Teil eines weltweit einzigartigen Antriebssystems. Dessen Prinzip ist mit einer Spritze vergleichbar, bei der man die vordere Öffnung mit einem Finger zuhält und gleichzeitig den Kolben mit der anderen Hand nach unten zieht. Dabei entsteht ein Unterdruck, durch den der Kolben wieder nach oben schnellt, sobald man ihn loslässt. Bei der Katapultanlage bewegt der mit Öl betriebene Hydraulikbremszylinder den Katapulttisch genauso nach unten wie die Hand den Spritzenkolben. Je mehr Öl in den Zylinder hineingepumpt wird, desto tiefer zieht die Kolbenstange den Katapulttisch in das zentrale Führungsrohr hinein - solange bis er die Ausgangsposition erreicht hat. Dort hält der Hydraulikbremszylinder ihn solange fest, bis über Ventile kontrolliert sehr schnell große Mengen Öl abgelassen werden. Dadurch sinkt die Haltekraft schlagartig stark ab und der Kolben schießt nach oben. Oder anders ausgedrückt: Die Hand lässt den Spritzenkolben los - er schnellt hoch. Im Fallturm erzeugt die Druckdifferenz von etwa 3 bar zwischen den zwölf Druckluftbehältern und dem Vakuum der Fallröhre die erforderliche Antriebskraft. Sie beschleunigt den Katapulttisch innerhalb von einer Viertel Sekunde auf 175 Stundenkilometer. Dies entspricht im Mittel ungefähr der 20-fachen Erdbeschleunigung.

Auf dem Katapulttisch steht die Experimentierkapsel, die abhebt, wenn der Hydraulikbremszylinder die Abschussvorrichtung nach sieben Metern Beschleunigungstrecke innerhalb von rund zwei Metern definiert abbremst. Die Abhebegeschwindigkeit von 175 Stundenkilometer ist so berechnet, dass die Kapsel kurz vor der Turmspitze stoppt, wieder fällt und - so wie bisher - in dem mit stecknadelkopfgroßen Styroporkugeln gefüllten Auffangbehälter landet. Das ist so, als ob man einen Ball senkrecht nach oben wirft, er genau auf derselben Linie nach unten fällt und man ihn dann wieder auffängt.

Das beschriebene Antriebsprinzip ist somit denkbar einfach. Im Detail sind die notwendigen Lösungen allerdings eine große Herausforderung für die beteiligten Ingenieure gewesen. Das einzigartige Katapultsystem wurde in Kooperationen mit Unternehmen aus Norddeutschland wie Lingk & Sturzebecher aus Stuhr, R&M EMS GmbH aus Cloppenburg und Mahrenholtz & Partner aus Hannover gebaut. Der Hydraulik- und Leichtbau-Spezialist Lingk & Sturzebecher ist beispielsweise für die gesamte Hydraulik und Leichtbaukonstruktion der Katapultanlage verantwortlich. Zudem haben die Mitarbeiter von Lingk & Sturzebecher durch ihr Hydraulik-Spezialwissen bereits in der Katapultentwicklung einen entscheidenden Beitrag geleistet. R&M EMS GmbH aus Cloppenburg fertigte die Druckluftbehälteranlage und das Führungsrohr an. Mahrenholtz & Partner lieferte die Regelhardware und programmierte die Software für die Regelungstechnik des Katapults.

Die wissenschaftlichen Vorteile der verdoppelten Flugzeit liegen auf der Hand: In den knapp zehn Sekunden Schwerelosigkeit in exzellenter Qualität steigt die Messgenauigkeit noch weiter an und die Forscher können Prozesse über einen längeren Zeitraum beobachten.

Weitere Informationen:

ZARM-Fallturmbetriebsgesellschaft mbH
Ralf Baur
Tel. 0421/218-4107, Fax 0421/218-2521
E-Mail: ralfbaur@uni-bremen.de

Ralf Baur | Universität Bremen
Weitere Informationen:
http://www.zarm.uni-bremen.de

Weitere Berichte zu: Fallturm Hydraulikbremszylinder Katapultanlage Lingk

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Eine Extra-Sekunde zum neuen Jahr
08.12.2016 | Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB)

nachricht Heimcomputer entdecken rekordverdächtiges Pulsar-Neutronenstern-System
08.12.2016 | Max-Planck-Institut für Radioastronomie

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Rätsel um Mott-Isolatoren gelöst

Universelles Verhalten am Mott-Metall-Isolator-Übergang aufgedeckt

Die Ursache für den 1937 von Sir Nevill Francis Mott vorhergesagten Metall-Isolator-Übergang basiert auf der gegenseitigen Abstoßung der gleichnamig geladenen...

Im Focus: Poröse kristalline Materialien: TU Graz-Forscher zeigt Methode zum gezielten Wachstum

Mikroporöse Kristalle (MOFs) bergen große Potentiale für die funktionalen Materialien der Zukunft. Paolo Falcaro von der TU Graz et al zeigen in Nature Materials, wie man MOFs gezielt im großen Maßstab wachsen lässt.

„Metal-organic frameworks“ (MOFs) genannte poröse Kristalle bestehen aus metallischen Knotenpunkten mit organischen Molekülen als Verbindungselemente. Dank...

Im Focus: Gravitationswellen als Sensor für Dunkle Materie

Die mit der Entdeckung von Gravitationswellen entstandene neue Disziplin der Gravitationswellen-Astronomie bekommt eine weitere Aufgabe: die Suche nach Dunkler Materie. Diese könnte aus einem Bose-Einstein-Kondensat sehr leichter Teilchen bestehen. Wie Rechnungen zeigen, würden Gravitationswellen gebremst, wenn sie durch derartige Dunkle Materie laufen. Dies führt zu einer Verspätung von Gravitationswellen relativ zu Licht, die bereits mit den heutigen Detektoren messbar sein sollte.

Im Universum muss es gut fünfmal mehr unsichtbare als sichtbare Materie geben. Woraus diese Dunkle Materie besteht, ist immer noch unbekannt. Die...

Im Focus: Significantly more productivity in USP lasers

In recent years, lasers with ultrashort pulses (USP) down to the femtosecond range have become established on an industrial scale. They could advance some applications with the much-lauded “cold ablation” – if that meant they would then achieve more throughput. A new generation of process engineering that will address this issue in particular will be discussed at the “4th UKP Workshop – Ultrafast Laser Technology” in April 2017.

Even back in the 1990s, scientists were comparing materials processing with nanosecond, picosecond and femtosesecond pulses. The result was surprising:...

Im Focus: Wie sich Zellen gegen Salmonellen verteidigen

Bioinformatiker der Goethe-Universität haben das erste mathematische Modell für einen zentralen Verteidigungsmechanismus der Zelle gegen das Bakterium Salmonella entwickelt. Sie können ihren experimentell arbeitenden Kollegen damit wertvolle Anregungen zur Aufklärung der beteiligten Signalwege geben.

Jedes Jahr sind Salmonellen weltweit für Millionen von Infektionen und tausende Todesfälle verantwortlich. Die Körperzellen können sich aber gegen die...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Firmen- und Forschungsnetzwerk Munitect tagt am IOW

08.12.2016 | Veranstaltungen

NRW Nano-Konferenz in Münster

07.12.2016 | Veranstaltungen

Wie aus reinen Daten ein verständliches Bild entsteht

05.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Einzelne Proteine bei der Arbeit beobachten

08.12.2016 | Biowissenschaften Chemie

Intelligente Filter für innovative Leichtbaukonstruktionen

08.12.2016 | Messenachrichten

Seminar: Ströme und Spannungen bedarfsgerecht schalten!

08.12.2016 | Seminare Workshops