Solarflugzeug wurde komplett auf Basis digitaler Modelle entwickelt

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SPN Schwaben Präzision Fritz Hopf GmbH

CADFEM Germany GmbH

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Dassault Systemes Deutschland GmbH

Herausforderung: Sicherheit und Komfort

Der Weg zum Ziel hatte für das Team viele technische Herausforderungen. Die Sicherheit und der Komfort der Piloten hatten dabei natürlich oberste Priorität, schließlich werden sie fünf Tage und Nächte ununterbrochen in einem Flugzeug sitzen, das auf bis zu 8.000 Meter steigen kann – eine Flughöhe, in der Sauerstoffmangel im Gewebe potenziell tödliche Folgen hat. „Für das optimale Layout und die Ergonomie beim Cockpit-Design haben wir auf 3D-Experience-Applikationen zurückgegriffen“, sagt Schär. „Die Piloten haben viele Stunden im Cockpit trainiert: sitzen, sich bewegen, einfache Übungen ausführen, essen und schlafen. Dadurch haben wir das Cockpit Stück für Stück optimiert, damit André und Bertrand so sicher und bequem wie möglich fliegen können.“

5 Tage ununterbrochen in der Luft

Eine weitere Schwierigkeit besteht darin, das Flugzeug ununterbrochen für fünf Tage und Nächte in der Luft zu halten. „Seine einzige Energiequelle ist die Sonne; damit es also in der Luft bleibt, muss das Flugzeug mit sehr wenig Energie auskommen und über eine große Spannweite verfügen“, erläutert Borschberg. „Solar Impulse 2 wiegt gerade mal 2.300 Kilogramm und ist damit so leicht wie ein PKW, hat aber eine Spannweite von 72 Metern – länger als eine Boeing 747. Mithilfe digitaler Simulation konnten wir das richtige Verhältnis zwischen Spannweite und Gewicht für einen solchen Langstreckenflug bestimmen.“

Von Grund auf neu gebaut

Schließlich musste das Team von Solar Impulse noch die richtigen Komponenten finden. Diese mussten leichter und widerstandsfähiger sein als alles, was üblicherweise auf dem Markt verfügbar war. „Zu Beginn des Projekts haben wir bei Flugzeugherstellern angefragt, ob sie dieses Flugzeug für uns bauen könnten. Die Antwort war schlicht: ‚Nein, unmöglich‘“, so Borschberg. „Wir mussten also nach neuen Technologien und Lösungen suchen, die außerhalb der Luftfahrttechnik zu finden waren, und sie zum ersten Mal überhaupt in ein Flugzeug integrieren. Wir mussten ein absolut revolutionäres Solarflugzeug von Grund auf neu bauen. Das wäre ohne 3D-Experience schlicht nicht machbar gewesen“, sagt Borschberg.

Validierter Platzbedarf dank 3D-Modell

Dank des 3D-Modells konnten die Ingenieure auch den Raumbedarf im Transportflugzeug bestimmen, mit dem das zerlegte Flugzeug zu seinem Startflughafen transportiert werden sollte. „Mit Catia konnten wir sicher sein, dass ausreichend Raum vorhanden war“, so Schär. „Der Platz in einem Transportflugzeug ist begrenzt, also haben wir mit 3D-Experience-Anwendungen Simulationen in 3D durchgeführt, um den vorhandenen Raum optimal nutzen zu können. Wir haben die 3DS-Anwendungen sogar für die Entwicklung der Transport-Einrichtungen verwendet, die nötig sind, um das Flugzeug sicher zu transportieren, als auch für die mobilen Geräte und Ausrüstungen der Bodencrew.“

Die Grenzen des Machbaren neu definiert

Solar Impulse 2 absolvierte ihren Jungfernflug im Juni 2014 und ist zu einer Reihe von Testflügen gestartet, bevor es im März 2015 auf die fünfmonatige, 35.000 Kilometer lange Reise um die Welt ging (wir berichteten). Am 21. April ist die Solar Impulse 2 in Nanjing gelandet, nächster Halt ist Hawaii

Solar Impulse wird den Piloten nicht nur ein einmaliges Abenteuer bescheren, sondern soll auch beweisen, dass erneuerbare Energien die Welt verändern können. Dass der Schutz der Umwelt keine unlösbare Aufgabe ist, die langweilig sein muss oder notwendigerweise zu einem niedrigeren Lebensstandard oder eingeschränkter Mobilität führt. „Wir wollen zeigen, dass man mit alternativen Energiequellen Großes vollbringen kann“, meint Piccard. „Erforschung und Entdeckungen können die Menschen inspirieren. Im 20. Jahrhundert ging es dabei noch darum, neue Gebiete zu erobern. Im 21. Jahrhundert sollte es hingegen darum gehen, die Lebensqualität zu verbessern. Genau dies trifft auf erneuerbare Energien zu: Saubere Technologien, die unsere Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen reduzieren. Die Umwelt zu retten und Pioniere unseres eigenen Lebens zu werden, in der Art unseres Denkens und Verhaltens: Darum geht es bei Solar Impulse.“ (mz)

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