Festo-Konstrukteure entschlüsseln Vogelflug

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Eine Besonderheit des SmartBird ist die aktive Verdrehung der Flügel und die Tatsache, dass er ohne zusätzliche Auftriebshilfen auskommt. Die Zielvorgaben für den Bau des SmartBird waren eine energie- und ressourceneffiziente Gesamtstruktur mit minimalem Gesamtgewicht, begleitet von einer Funktionsintegration von Vor- sowie Auftrieb in den Flügeln und der Flugsteuerung im Rumpf- und Schwanzbereich.

Weitere Anforderungen waren eine hervorragende Aerodynamik, eine hohe Leistungsdichte im Antrieb sowie eine maximale Agilität des Flugobjektes. Entstanden ist dabei ein intelligentes biomechatronisches Gesamtsystem.

Das agiert in der Praxis vor allem energieffizient: Vor- und Auftrieb werden, wie beabsichtigt, ausschließlich durch das Schlagen der beiden Flügel erzeugt und benötigen dabei lediglich rund 23 Watt Leistung. Dies bei einem Gesamtgewicht von ca. 450 Gramm und einer Flügelspannweite von zwei Metern. Bei Messungen konnten elektromechanische Wirkungsgrade bis 45 % und aerodynamische Wirkungsgrade bis zu 80 % ermittelt werden.

So ist der SmartBird ein tolles Beispiel für die Funktionsintegration, den ressourceneffizienten extremen Leichtbau und die optimale Nutzung der Strömungsphänomene in der Luft. Er wird für die weitere Optimierung zukünftiger Zylinder- und Ventilgenerationen wichtige Ansätze liefern. Die On-Board-Elektronik ermöglicht eine präzise Ansteuerung der Flügel.

Zusätzlich können die Steuerparameter in Echtzeit eingestellt und optimiert werden. Die Steuerung des Ablaufs von Flügelschlag und Verdrehung erfolgt im Millisekunden-Takt und bewirkt optimale Strömungsverhältnisse der Luft an den Flügeln. Das Flugmodell SmartBird kommt dabei in der Außenhülle ohne rotierende Teile aus und schließt damit die Gefahr von Verletzungen aus.

So setzt es einen Ansatz fort, der bereits bei der Entwicklung des Bionischen Handling-Assistenten eine wichtige Rolle spielte: Die Mensch-Maschine-Interaktion. Diese läuft sowohl beim Bionischen Handling-Assistenten als auch beim SmartBird ohne ein Risiko für den Menschen ab. Damit reiht sich der SmartBird von Festo in die Liste zukunftsweisender Technologien ein, die auch in der Praxis eine Anwendung finden sollen. Mögliche Einsatzgebiete reichen von Hubflügelgeneratoren zur Energiegewinnung bis zu Stellantrieben in der Prozessautomation. (ud)

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