Wärmestrom im freien Fall

Wenn sich am Dienstag, den 12. September 2017 der Airbus A310 „Zero-G“ vom Flughafen Bordeaux in die Lüfte hebt, werden auch Forscher der Brandenburgischen Technischen Universität Cottbus-Senftenberg (BTU) mit einem strömungs­mechanischen Experiment an Bord sein. Es ist die 30. Parabelflug­kampagne des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR). Der Lehrstuhl Aerodynamik und Strömungs­lehre von Christoph Egbers konnte sich zum siebten Mal einen Platz für die Durch­führung von Experimenten im freien Fall sichern.

Das BTU-Team um Projektleiter Martin Meier, Marcel Jongmanns, Markus Helbig und Vilko Ostmann reist bereits am 2. September nach Bordeaux, um zwei eigens mit aufwendiger Technik bestückte Experimente für die Parabel­flüge vorzubereiten. „Dass wir bei der diesjährigen Parabel­flugkampagne insgesamt vier Flüge zur Verfügung haben, ist für uns ein großer Vorteil“, freut sich Egbers. Denn so könnten die Wissenschaftler in je zwei Flügen mit zirka sechzig Parabeln Vergleichswerte zu zwei unterschiedlichen Versuchs­aufbauten sammeln.

In den 22 Sekunden Schwerelosigkeit, die pro Parabel zur Verfügung stehen, erzeugen die Forscher ein eigenes, künstliches Kraftfeld. Dazu legen sie an einen Zylinderspalt zehn Kilovolt Spannung an. Diese Hoch­spannung sorgt dafür, dass dort während einer Parabel nur noch radial gerichtete Kräfte wirken. „Dieser Grund­aufbau ist in beiden Experiment­boxen der gleiche. Was die Boxen unterscheidet, ist die Art, wie wir die Vorgänge im Zylinderspalt dokumentieren. In einem Aufbau messen wir im Wesentlichen die Temperatur­verteilung, im anderen kommt ein Laserlicht­schnitt­verfahren zum Einsatz, das uns aufschlussreiche Strömungs­bilder liefern soll“, so Martin Meier. Beide Experimente sollen Aufschluss geben, wie sich der Wärmetransport optimieren lässt. Das ist zum einen für die strömungs­mechanische Grundlagen­forschung interessant, liefert aber auch Erkenntnisse für die Entwicklung effizienterer Wärme­tauscher in unterschiedlichsten Bereichen.

Damit während der Flüge vom 12. bis 15. September alles reibungslos abläuft, haben die Forscher ein Jahr intensiv an der Unterbringung des Versuchs­aufbaus in den begrenzten Raum der Experimental­boxen gearbeitet. An Bord des Airbus 310 gelten höchste Sicherheits­bestimmungen, die allen Teilnehmern eine penible Dokumentation der verbauten Technik abverlangt. Dazu muss die Programmierung des voll­automatisierten Versuchs­ablaufs funktionieren, damit die Zeit der Schwerelosigkeit perfekt genutzt wird. Die Flug­kabine teilt sich das BTU-Team mit einem Großprojekt des DLR sowie sieben weiteren, größtenteils universitären Forschungs­teams. Dass Studenten der BTU am Parabel­flug teilnehmen können, ermöglicht auch dieses Jahr eine finanzielle Zuwendung des Fördervereins BTU Cottbus-Senftenberg e.V.

BTU / DE