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Windkanal-Anlage

Größter Ventilator der Welt sorgt für Schwerelosigkeit beim Indoor-Skydiving

| Redakteur: M.A. Bernhard Richter

Anstatt wie üblich mehrere kleine Ventilatoren einzusetzen, soll eine Skydiving-Anlage mit nur einem einzelnen großen Ventilator betrieben werden. Allerdings wurde ein derartiger Ventilator noch nie für eine Indoor-Skydiving genutzt.

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Schon nach kürzester Zeit konnten die Flight Instructors mit Probeflügen im neu errichteten Skydiving-Kanal starten.
Schon nach kürzester Zeit konnten die Flight Instructors mit Probeflügen im neu errichteten Skydiving-Kanal starten.
(Bild: TLT-Turbo GmbH)

Fallschirmsprünge werden vor allem durch unerwartete Luftbewegungen und die schwierige Landung zum gesundheitlichen Risiko für den Springer. Zudem ist der finanzielle Aufwand für einen einzelnen Sprung verhältnismäßig hoch.

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Nicht so beim Indoor-Skydiving: Ventilatoren erzeugen einen kontrollierten Luftstrom, der nur minimale Turbulenzen aufweist, sodass sich die Sportler keinerlei Gefahren aussetzen und besonders realistische Trainingsbedingungen vorfinden. Auf diese Weise – und durch den im Vergleich zum richtigen Fallschirmspringen geringer ausfallenden Kosten (und Angstschweiß) – eignet sich die Trendsportart für nahezu jede Altersklasse und erfreut sich zunehmender Beliebtheit.

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In Europa gibt es mittlerweile zahlreiche Möglichkeiten für Indoor Skydiving-Aktivitäten – so auch den „Flyspot“ im polnischen Katowice. Die Anlage hebt sich jedoch deutlich von den meisten anderen Einrichtungen dieser Art ab: Anstatt mehrere Ventilatoren für die Erzeugung des Luftstroms zu installieren, sollte in diesem Fall nur ein einziger großer Ventilator montiert werden. Die enormen Abmessungen – der Außendurchmesser beträgt sechs Meter – stellten jedoch ein Novum im Bereich von Skydiving-Anlagen dar. Deshalb beauftragte die Indoor Skydiving Germany Group (ISG), welche die Planungen für die Einrichtung in Katowice übernommen hatte, den Industrieventilatoren-Hersteller TLT-Turbo GmbH mit der Konstruktion eines Ventilators.

Großventilator senkt Energieverbrauch und Unfallrisiko

Im Vorfeld der konkreten Planungen für die Anlage erarbeitete ISG zunächst ein neues Konzept. Dieses umfasste anstatt üblicherweise vier kleineren Ventilatoren den Einsatz von nur noch einem einzigen Modell. „Das hat zum einen den Vorteil, dass ein einzelner Ventilator einen vergleichsweise hohen Wirkungsgrad erreicht und damit weniger Energie verbraucht als mehrere kleine Ventilatoren. In der Folge lassen sich damit die Betriebskosten deutlich senken“, erklärt Andreas Kuhn, Projektmanager bei der TLT-Turbo GmbH. „Zum anderen verläuft die Luftströmung gleichförmiger und macht das Skydiving für den Sportler noch sicherer.“

Ob und inwiefern das Konzept überhaupt realisierbar war, klärte die Forschungs- und Entwicklungsabteilung von TLT-Turbo zunächst in einer Machbarkeitsstudie. „Im August 2016 wurden wir schließlich damit beauftragt, einen entsprechenden Ventilator mit sechs Metern Außen-Durchmesser zu konstruieren“, erklärt Kuhn. „Gemäß des neuen Konzeptes von ISG war die Hauptvorgabe, dass sich die Luftgeschwindigkeit stufenlos regeln lässt. Außerdem war es wichtig, dass sich die Luft möglichst gleichförmig über den gesamten Querschnitt der Flugkammer verteilt – und das im optimalen Fall frei von Schwingungen und störenden Turbulenzen.“

Maximal 300 km/h in der Luftkammer

Für TLT-Turbo war es der erste Auftrag dieser Art: Das Einsatzgebiet Indoor-Skydiving war komplettes Neuland für die erfahrenen Ventilatorenhersteller. Gleichwohl plant, konstruiert und produziert das Unternehmen bereits seit Jahren erfolgreich unter anderem Windkanal-Ventilatoren für namhafte Betriebe, etwa aus der Automobil- und Luftfahrtindustrie. „Der Hauptunterschied zwischen einem gewöhnlichen Windkanal-Ventilator und einem Modell, das beim Skydiving eingesetzt wird, besteht in der vertikalen Ausrichtung“, erläutert Kuhn. „Durch diese Anordnung ändern sich insbesondere die Belastungen auf die Motorwelle. Hier kann zwar die Biegung außer Acht gelassen werden, dafür treten jedoch hohe axiale Belastungen auf.“

In diesem Fall gibt es daneben noch die Besonderheit, dass sich der Motor auf Wunsch des Motorenherstellers in Strömungsrichtung gesehen vor dem Laufrad befindet und nicht wie üblich im Schatten des Laufrades. Außerdem wurden die Laufschaufeln möglichst lange und schmal konstruiert, um ein turbulenzloses Strömungsverhalten erzielen zu können. Der Ventilator erreicht nun eine installierte Leistung von 1.350 kW und erzeugt eine maximale Strömungsgeschwindigkeit über 300 km/h in der Flugkammer.

Montage über Dach in 15 m Höhe

Bereits im März 2017 wurde der Ventilator vom Fertigungsstandort in Zweibrücken nach Katowice geliefert und dort montiert. Aufgrund der schwierigen örtlichen Verhältnisse musste der Motor über Dach in das Gebäude eingebracht werden. Erst dort konnten die Komponenten zusammengebaut werden. Dies stellte hohe Anforderungen an die Arbeitssicherheit, da eine Absturzsicherung und ein 15 m hohes Gerüst für das Anheben des Bauteils notwendig waren. Dafür lieferte TLT-Turbo einen eigens für die Installation konstruierten Montageträger.

Der Einbau wurde in zwei Schritten durchgeführt. „Zunächst wurde der aus vier Teilen bestehende Nachleitapparat montiert, der drei Ringsegmente sowie einen Abströmkörper umfasst. Anschließend folgte die Installation des Aktivteils“, berichtet Kuhn. Besonders der zweite Schritt erforderte großes Fingerspitzengefühl vom Montageteam: „Der Zusammenbau des Aktivteils mit Einbaumotor und Laufradnabe musste besonders vorsichtig und präzise durchgeführt werden. Während der Motor von oben eingefahren wurde, mussten gleichzeitig die sensiblen Kabel ins Gehäuse der Hohlleitschaufeln eingezogen werden.“ Bei dieser Aktion durften vor allem die Motor- und Signalkabel nicht geknickt werden, die direkt mit dem Motor verbunden sind. Eine Beschädigung hätte ansonsten zur Folge gehabt, dass der komplette Motor zur Überprüfung an den Hersteller hätte gesendet werden müssen, was den Zeitplan komplett durcheinander gebracht hätte.

Projekt ermöglicht Einstieg in neue Geschäftsfelde

Das 50 t schwere Aktivteil wurde dagegen seitlich durch eine Gebäudeöffnung über ein Tragwerk mit Schienen zur Einbauposition transportiert. Schließlich konnten die sechs Kohlefaserschaufeln hinzugefügt werden. Gleichzeitig begannen bereits die IBN-Tätigkeiten sowie die Durchführung von ersten Prüfungen und Einstellungen. Schon nach kürzester Zeit konnten die Flight Instructors mit Probeflügen im neu errichteten Skydiving-Kanal starten. Da die engen Zeitpläne – trotz der schwierigen Umstände und kurzfristig geänderter Kundenwünsche – eingehalten werden konnten, waren am Ende alle Beteiligten mit dem Projektablauf sehr zufrieden.

Insgesamt stellte die Beauftragung die Ingenieure von TLT-Turbo vor große Herausforderungen, da für den Skydiving-Ventilator viele Neuentwicklungen notwendig waren, die bei gewöhnlichen Industrieventilatoren nicht zum Einsatz kommen. Gleichzeitig sichert sich das Unternehmen dadurch einen Einstieg in neue Geschäftsfelder. Durch die sehr gute Zusammenarbeit mit ISG beim ersten gemeinsamen Projekt erhielten die Ventilatoren-Experten bereits weitere Aufträge – darunter zwei Engineering-Beauftragungen über insgesamt drei Maschinentypen sowie zwei Fertigungsaufträge über zwei Großventilatoren mit ebenfalls sechs Metern Durchmesser. „Das neue Aufgabenfeld bietet natürlich auch unseren Ingenieuren besondere Anreize, unser umfassendes Know-how auf ungewöhnlichen Gebieten unter Beweis stellen zu können“, berichtet Kuhn abschließend.

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