Die Antriebsart seines
Fluggeräts hat der Schweizer Diplomingenieur Silvain Michel den Forellen
abgeschaut. Diese Fische können mit wenig Energie sogar stromaufwärts
schwimmen: Indem sie ihren Rumpf auf die eine Seite biegen und gleichzeitig die
Schwanzflosse in die entgegengesetzte Richtung schlagen, schlängeln sie
schneller als einen Meter pro Sekunde durch das Wasser.
Der wellenförmige
Antrieb vermeidet die Bildung von Turbulenzen, wie sie beispielsweise hinter
Booten mit Schiffsschraube entstehen, und könnte auf diese Weise auch die
Luftschiffe schneller und energiesparender bewegen. Denn bei der Vorwärtsfahrt
eines solchen zigarrenförmigen Flugkörpers bilden sich aufgrund seines großen
Querschnitts stark bremsende Luftverwirbelungen hinter dem Rumpf. Ein
schnelleres und effizienteres Vorankommen von Luftschiffen ist also auf
herkömmliche Art nicht möglich.
"Die Fortbewegungsart der Forellen sollte
auch bei Zeppelinen funktionieren, denn Luft und Wasser gehorchen den gleichen
Strömungsgesetzen", sagt Silvain Michel, der an der Eidgenössischen
Materialprüfungs- und Forschungsanstalt Empa in Dübendorf arbeitet. Dafür aber
muss sich das Fluggerät auch aus eigener Kraft rhythmisch verformen können. Um
dies zu erreichen, hat der Forscher einem kleinen Prototyp künstliche Muskeln
aus elektroaktiven Polymeren eingesetzt, die sich wie echte Muskeln
zusammenziehen und entspannen. Grundlage dieser Technik sind verformbare
elektrostatische Kondensatoren, die elektrische Energie in mechanische umwandeln.
Sie bestehen aus elastischen Polymerfolien, die auf beiden Seiten mit
elektrisch leitendem Graphit beschichtet sind. Wenn Spannung anliegt, wirken
zwischen den beiden Graphitschichten so starke Kräfte, dass das Polymer
gequetscht wird – und zur Seite ausweichen muss. Je nachdem, wie man die
Spannung anlegt, können die künstlichen Muskeln den Rumpf in die gewünschten
Richtungen ziehen. Michel will die geplanten biegsamen Luftschiffe ganz mit
Polymerfolien überziehen und an jeder Stelle wechselseitige Spannungen anlegen.
Dadurch kann eine Wellenbewegung auf der Außenhaut des Flugkörpers erzeugt
werden, die nach ersten Berechnungen ausreicht, ihn anzutreiben.