(Facharbeit Physik Leistungskurs, Januar 2008)

Facharbeit über Zugdrachen-Antriebssytem

Umweltfreundlicher Antrieb für Schiffe von SkySails






Systemkomponenten des Antriebssystems





Beschaffenheit und Eigenschaften des Zugdrachens



Der Drachen besteht aus den Materialien PA, Nylon und Polyester. Diese Materialien sind hochfest und witterungsbeständig. Der Zugdrachen gleicht im Wesentlichen einem Gleitschirm. Er ist wie dieser doppelwandig und durch Zellzwischenwände in Längskammern eingeteilt. Durch Öffnungen an der Stirnseite des Zugdrachens können sich diese Längskammern mit Luft füllen.

Diese Zellzwischenwände bestimmen das Profil des Zugdrachens, also die Form des Querschnitts des Körpers. Damit der Zugdrachen gleichmäßig mit Luft gefüllt ist und an jeder Stelle der gleiche Staudruck herrscht, aber nicht jede Kammer eine eigene Öffnung an der Stirnseite hat, befinden sich in den Zellzwischenwänden Druckausgleichsöffnungen, wie auf Skizze 1 zu sehen ist.
An den Zellzwischenwänden ist der Leinenbaum befestigt, der zwischen der Steuergondel und dem Zugdrachen gespannt ist und dem Zugdrachen, von vorne gesehen, seine Form gibt.

Der mit Luft gefüllte Zugdrachen hat nun die gleiche Wirkung wie ein Flugzeugflügel: Er erzeugt Auftrieb, wenn Luft von vorne an ihn anströmt. Durch diese anströmende Luft bleibt der Zugdrachen während des Betriebs immer Luftgefüllt, bedingt durch den an den Öffnungen der Vorderkante erzeugten Staudrucks.

An den beiden seitlichen Enden befinden sich (auf Abb. 6 blau gekennzeichnet) Stabilisatoren, die dafür sorgen, dass der Zugdrachen in den Wind gerichtet bleibt und nicht um seine Hochachse (Achse in Zugseilrichtung) rotiert.

Veränderungen am Profil und an der Form des Zugdrachens, wodurch die Steuerung des Drachens möglich wird, können mit der im Folgenden beschriebenen Systemkomponente erzeugt werden.


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