Die Antriebsart seines
Fluggeräts hat der Schweizer Diplomingenieur Silvain Michel den Forellen
abgeschaut. Diese Fische können mit wenig Energie sogar stromaufwärts
schwimmen: Indem sie ihren Rumpf auf die eine Seite biegen und gleichzeitig die
Schwanzflosse in die entgegengesetzte Richtung schlagen, schlängeln sie
schneller als einen Meter pro Sekunde durch das Wasser.
Die Antriebsart seines Fluggeräts hat der Schweizer Diplomingenieur Silvain Michel den Forellen abgeschaut. Diese Fische können mit wenig Energie sogar stromaufwärts schwimmen: Indem sie ihren Rumpf auf die eine Seite biegen und gleichzeitig die Schwanzflosse in die entgegengesetzte Richtung schlagen, schlängeln sie schneller als einen Meter pro Sekunde durch das Wasser. Der wellenförmige Antrieb vermeidet die Bildung von Turbulenzen, wie sie beispielsweise hinter Booten mit Schiffsschraube entstehen, und könnte auf diese Weise auch die Luftschiffe schneller und energiesparender bewegen. Denn bei der Vorwärtsfahrt eines solchen zigarrenförmigen Flugkörpers bilden sich aufgrund seines großen Querschnitts stark bremsende Luftverwirbelungen hinter dem Rumpf. Ein schnelleres und effizienteres Vorankommen von Luftschiffen ist also auf herkömmliche Art nicht möglich. „Die Fortbewegungsart der Forellen sollte auch bei Zeppelinen funktionieren, denn Luft und Wasser gehorchen den gleichen Strömungsgesetzen“, sagt Silvain Michel, der an der Eidgenössischen Materialprüfungs- und Forschungsanstalt Empa in Dübendorf arbeitet. Dafür aber muss sich das Fluggerät auch aus eigener Kraft rhythmisch verformen können. Um dies zu erreichen, hat der Forscher einem kleinen Prototyp künstliche Muskeln aus elektroaktiven Polymeren eingesetzt, die sich wie echte Muskeln zusammenziehen und entspannen. Grundlage dieser Technik sind verformbare elektrostatische Kondensatoren, die elektrische Energie in mechanische umwandeln. Sie bestehen aus elastischen Polymerfolien, die auf beiden Seiten mit elektrisch leitendem Graphit beschichtet sind. Wenn Spannung anliegt, wirken zwischen den beiden Graphitschichten so starke Kräfte, dass das Polymer gequetscht wird und zur Seite ausweichen muss. Je nachdem, wie man die Spannung anlegt, können die künstlichen Muskeln den Rumpf in die gewünschten Richtungen ziehen. Michel will die geplanten biegsamen Luftschiffe ganz mit Polymerfolien überziehen und an jeder Stelle wechselseitige Spannungen anlegen. Dadurch kann eine Wellenbewegung auf der Außenhaut des Flugkörpers erzeugt werden, die nach ersten Berechnungen ausreicht, ihn anzutreiben.
