Fribourg Freiburg Challenge: Komplexe Physik und Simulationsprogramm

2015 fieberten wir alle mit dem Freiburger Team des Fribourg Freiburg Challenge mit, das am Ballonwettbewerb Gordon Bennett Cup mitmachte (Story Fribourg Freiburg Challenge: Abenteuer und Innovation stehen auf dem Programm). Diese sportliche Herausforderung, die von Laurent Sciboz, Nicolas Tièche und ihrem Team am Boden bestritten wurde, verlangt eine intensive Vorbereitung sowohl auf körperlicher und geistiger als auch auf technischer Ebene. Einige Tage vor dem Start der Auflage 2016 in Deutschland können wir mit der Hochschule für Technik und Architektur Freiburg, die Instrumente zur Simulation der Ballonfahrt entwickelt hat, abheben.

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Komplexe Physik
Die Bewegung des Ballons resultiert aus dem Zusammenspiel der aerostatischen und aerodynamischen Kräfte sowie der Schwerkraft. Jede dieser Kräfte selbst hängt von einer Vielzahl physikalischer Phänomene ab. Die Hochschule für Technik und Architektur Freiburg hat verschiedene dieser Phänomene berechnet und gemessen, um ein Simulationsprogramm zu schreiben, das den Verbrauch des Wasserstoffs und des Ballasts optimiert. Nur mit diesen beiden Elementen steuern die Ballonfahrer Ihr Fahrzeug.

Schemas und Erklärungen des Simulationsprogramms
Bild 1 zeigt die Temperatur im Innern des Ballons. Auch wenn die Umgebungsluft unter 0°C fallen kann, heizt sich der Wasserstoff im Innern des Ballons auf mehr als 40°C auf (rote Zone oberer Bereich)
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Bild 2 zeigt die Gasströmungen im Innern des Ballons, bei Sonneneinstrahlung in einem Winkel von 45°.
figure2
In Bild 3 erkennt man den Ballonkorb mit einer Messeinrichtung zum kontrollierten Ballastabwurf.
figure3
Die Graphik 4 zeigt den gemessenen Verlauf der Flughöhe beim Ballastabwerfen.
figure4

Team HEIA-FR: Richard Baltensperger, Vincent Bourquin, Gabriel Gnägi, Gregory James, Ales Janka, Sylvain Julmy, Pierre Kuonen, Steve Nuoffer, Jean-Luc Robyr, Nicolas Schroeter.

Links:
Internetseite Fribourg Freiburg Challenge
Internetseite Haute école d’ingénierie et d’architecture de Fribourg

Fotos und Schemas: ©Fribourg Freiburg Challenge

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Redaktion

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