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28.11.2003 – 13:32

EPFL - Ecole Polytechnique Fédérale

EPFL: Ein fliegendes Labor für eine Reise um die Welt und durch die Welt der Wissenschaft

Lausanne (ots)

Einmal um die Welt dank der Sonne: Für dieses
Unterfangen wird Bertrand Piccard in den Genuss der 
spitzentechnologischen Forschung der als wissenschaftliche Beraterin 
von Solar Impulse tätigen EPFL gelangen. Nachtflug, optimale 
Energienutzung, Ultraleichtigkeit und Sicherheit: Diese Leistung 
stellt eine Vielzahl von technologischen Herausforderungen an die 
nachhaltige Entwicklung und die Beziehung zwischen Mensch, Maschine 
und Umwelt. Nachfolgend einige Beispiele von Forschungsthemen und 
deren möglichen Anwendungen in der Gesellschaft.
«Die Verbesserung des Wirkungsgrades der von uns zusammen mit 
kanadischen Forschern entwickelten Herzprothese oder des 
elektrischen Systems des Solarflugzeugs verlangt den gleichen 
Ansatz: die Berücksichtigung hunderter, gleichzeitig zu 
optimierender Faktoren», erklärt Prof. Yves Perriard, Leiter des 
Labors für integrierte Antriebe. Alle Parameter, von der Form der 
Propeller bis zum Durchmesser des Motors, werden in Frage gestellt. 
Die Festlegung eines optimalen Systems gestützt auf diese 
unterschiedlichen Elemente erfordert Analysemethoden mit 
fortgeschrittenen mathematischen Algorithmen. Sie werden es auch 
erlauben, die bestmögliche Herzprothese zu entwickeln.
Kälte als Antrieb für den Motor Auch der beste Pilot muss sich mit 
den rund neun Stunden Tageslicht begnügen, um aufzutanken. Deshalb 
müssen der Wirkungsgrad optimiert und alle möglichen Energiequellen 
ausgeschöpft werden. Die von den elektronischen Bauteilen 
abgestrahlte Wärme kann zum Heizen des Cockpits verwendet werden. In 
grosser Höhe beträgt die Temperatur kaum mehr als 55 Grad. Yves 
Perriard möchte dieses unwirtliche Klima nutzen. «Je stärker der 
Magnet des Motors abgekühlt wird, desto grösser ist die magnetische 
Energie», hält er fest. Dieses noch nie bei so niedrigen 
Temperaturen getestete Prinzip sollte es ermöglichen, die Leistung 
des Elektromotors regelrecht zu «boosten».
Um in jeder Flugphase einen optimalen Energiewirkungsgrad zu 
erhalten, werden für das Flugzeug auch die laufenden 
Forschungsarbeiten über eine neue Generation von Sensoren genutzt. 
Dabei werden die Grenzen der Miniaturisierung elektromagnetischer 
Systeme gesprengt. Damit kann eine grössere Zuverlässigkeit der 
Herzprothesen sichergestellt werden, weil keine mechanischen 
Sensoren mehr eingebaut werden müssen.
Kostengünstige erneuerbare Energie Zur Verbesserung der 
Flugeigenschaften muss das Flugzeug ausserdem so leicht wie möglich 
sein. Yves Leterrier, Lehrbeauftragter am Labor für 
Verbundstofftechnologie und Polymere möchte ultraleichte und 
multifunktionale Werkstoffe entwickeln, welche die Solarzellen des 
Flugzeugs enthalten können. Diese Verbundstoffe werden sich auf die 
Arbeiten stützen, die er mit seinem Team im Rahmen des europäischen 
FLEXled-Projekts (Flexible Polymer Light Emitting Displays) 
durchführt. Es geht darum, mithilfe neuer Polymere ein flexibles, 
leichtes und widerstandsfähiges Substrat zu entwickeln, um 
Bildschirme herzustellen, die eine bestimmte Form wie die eines 
Armaturenbretts annehmen können.
Im Fall des Solarflugzeugs besteht die Absicht darin, solche 
transparenten Substrate zum Einschliessen der Solarzellen zu 
verwenden, wie sie von Prof. Michael Grätzel entwickelt werden. 
Diese Membranen werden die Oberfläche des Flugzeugs bedecken. Man 
geht dabei vom Modell des schwarzen Körpers aus, der die Eigenschaft 
besitzt, alle elektromagnetischen Strahlen, d.h. die gesamte 
Lichtenergie, aufzunehmen. Langfristig werden diese 
Forschungsarbeiten zur Entwicklung ultraleichter und kostengünstiger 
Systeme für das Gewinnen erneuerbarer Energie führen.
Pilot und Flugzeug werden eins Das Flugzeug zum Fliegen zu bringen 
ist nur ein Teil der Herausforderung. Der vom Team von Prof. Dario 
Floreano entwickelte Pilotenassistent lässt sich von den Gesetzen 
der Genetik, der natürlichen Selektion und den Systemen der 
neuronalen Netze leiten. Auf diese Weise erwirbt er eine gewisse 
Anpassungs- und Lernfähigkeit. Er kann eine grosse Menge an 
Informationen über das Flugzeug erheben, interpretieren und den 
Piloten warnen oder ihm ein Manöver empfehlen.
Prof. Floreano möchte auch sein langfristiges Projekt verfolgen, dem 
Menschen ein Leben in «symbiotischer Beziehung» mit der Maschine zu 
ermöglichen. «Das Flugzeug zeichnet den Stress sowie die psychische 
und emotionale Belastung des Piloten auf, der in Echtzeit über den 
Zustand des Flugzeugs, die Vibrationen der Maschine, den Druck etc. 
informiert wird.» Diese Symbiose soll es dem Piloten erlauben, die 
Bewegungen des Flugzeugs durch eigene Körperbewegungen zu steuern.
Interaktivere Rollstühle Die Maschine könnte lernen, den Piloten 
etwa alle vier Stunden zu wecken, dabei aber das Ende einer 
Tiefschlafphase abzuwarten, damit das Aufwachen angenehmer ist. Im 
Bereich der Behinderungen sind zahlreiche Anwendungen dieser 
symbiotischen Systeme vorstellbar. Dario Floreano denkt 
beispielsweise an interaktivere Prothesen und Rollstühle.
Für den Vizepräsidenten der Forschung an der EPFL, Stefan Catsicas, 
«stellt Solar Impulse ein riesiges fliegendes Labor dar, das die 
Forschung in sehr unterschiedlichen Bereichen vorantreibt.» Es 
fördert grundlegende Projekte an der Schnittstelle zwischen 
klassischen Fachgebieten und den Technologietransfer zu praktischen 
Anwendungen.» Schliesslich ist Solar Impulse auch ein 
ausserordentliches Experimentierfeld für die Studenten, die konkrete 
Projekte im Rahmen dieses Vorhabens realisieren werden.
Weitere Informationen:
EPFL:
Nicolas Henchoz, Stellvertreter des Präsidenten der EPFL für
Kommunikation, +41 21 693 50 73,
+41 79 219 84 14
Grégoire Jotterand, attaché de presse, +41 21 693 21 06, +41 76 571 64 40
Solar Impulse:
Gérard Sermier, Medienverantwortlicher, +41 22 732 59 97

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