3 Ein Servoantrieb zieht in Längsrichtung alternierend an den beiden Flanken und bewegt so den Flügel auf und ab. Was kompliziert klingt, ist tatsächlich ein einfaches Prinzip, das in unserem Fall dem Air_ray die volle Kraftentfaltung des Schlagflügels ermöglicht. Ergänzt wird diese Struktur durch einen torsionssteifen Mittelholm,dervonRainerMugrauerentwickeltwurde.Dieser dient als AuflagefüreinenServoantrieb,deram äußerenEndedes Mittelholms montiert ist. Mit diesem Servoantrieb kann der Schlagflügel in seiner Querachse verdreht werden.Dadurch wird das Rückwärtsfliegen des Air_ray’s möglich. Das Höhenruder ist ebenfalls als einemittelsServoantrieb angetriebeneFin RayStrukturausgeführt. Festo zeigt bei diesem Projekt, wie das Vorbild der Natur zu neuen Lösungen inspirieren kann. Der Bewegungsablauf kommt dem des biologischen Vorbilds schon sehr nahe. Flugfiguren, wie sie von Vögeln ausgeführt werden, sind möglich. Kamerabilder können live vom Air_ray übertragen werden. Die Diagnose der Betriebszustände ist online möglich. Der Einsatz von Strukturen, die der Natur nachempfunden wurden, können auch in der Automation zu neuen Lösungen führen. Schlagflügel Air_ray hat den Mantarochen als Vorbild, der mit seiner dem Schlagflügel ähnlichen Konstruktion schon seit vielen Jahrtausenden in den Weltmeeren schwimmt. Die Form des Mantarochens hat sich in vielen Evolutionsschritten strömungsoptimiert. Air_ray ist eine ferngesteuerte Hybridkonstruktion aus einem mit Helium gefüllten Ballonett und einem Schlagflügelantrieb. Das Ballonett ist eine gasdichte Hülle aus aluminiumbedampfter “PET Folie”, mit einem Gewicht von 22 Gramm pro qm. In diese Hülle können 1,6 cbm Helium eingefüllt werden. Da 1 cbm Helium ca.1 Kilogramm Auftrieb erzeugt, darf der Air_ray 1,6 Kilogramm Gesamtmasse nicht überschreiten. Luft hat eine Dichte von 0,0012 kg/dcm3 bei 20 Grad Celsius auf Meeresspiegelhöhe, im Vergleich dazu hat Wasser eine Dichte von ca. 1kg/dcm3. Der Dichteunterschied zwischen diesen beiden Medien führt beim Bau des Air_ray dazu, dass die Konstruktion extrem leicht sein muss. Erst dadurch wird es möglich, mit dem Auftrieb des Heliums den Air_ray annähernd in der Luft zu halten, ihn also im Luftmeer schwimmen zu lassen, wie dies beim Mantarochen im Wasser möglich ist. Der Vortrieb wird durch einen Schlagflügelantrieb realisiert. Der durch einenServoantrieb aufund ab bewegbare Flügel besteht aus einer Struktur, wie man sie in der Schwanzflosse vieler Fische findet. Die Struktur selbst besteht aus einer alternierenden Zug- und Druckflanke, die mit Spanten gelenkig verbunden ist. Wenn eine Flanke mit Druck beaufschlagt wird, wölbt sichdiegeometrische Struktur von selbst entgegender einwirkendenKraftrichtung.Diese StrukturträgtdenNamenFinRayEffect® undwurde von Leif Kniese entwickelt. Sie wird beim Air_ray als aktive Struktur eingesetzt.
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