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Technik

"Das Konzept ermöglicht es damit, den Schub in Richtung und Größe beliebig einzustellen"

Die Grundlage des Antriebskonzepts liegt im Wirkprinzip des von Ernst Schneider, einem in Mähren geborenen und in Österreich tätigen Erfinders und Ingenieurs. Ursprünglich war die Technik als regelbare Wasserturbine konzipiert. Gemeinsam mit dem Technikkonzern Voith GmbH wurde das Konzept wenig später in einen flexiblen Schiffsantrieb umgewandelt und als Voith-Schneider-Propeller (VSP) zum Patent angemeldet. Der wesentliche Unterschied des VSP zum herkömmlichen Propeller liegt in der Lage der Drehachse, die sich relativ zur Schubrichtung befindet.

Während einer Rotorumdrehung wird das Rotorblatt zyklisch geschwenkt und durchläuft zweimal die neutrale Blattanstellung. Der Wert der Auslenkung des Offsets von der Drehachse des Rotors bestimmt die Größe des Auftriebes und die Position des Offsets bestimmt die Richtung des Auftriebsvektors. Das Konzept ermöglicht es damit, den Schub in Richtung und Größe beliebig einzustellen, ohne die Drehzahl zu verändern.

Diese Art der Steuerung ermöglicht den damit ausgestatteten Schiffen eine extrem hohe Manövrierfähigkeit durch eine sehr feine Dosierung des Schubs und extrem schnellen Wechsel der Schubrichtung. Ein mit zwei oder mehr VSP ausgestattetes Schiff kann sich in jede Richtung bewegen oder am Stand drehen. Aus diesem Grund wird der Antrieb vor allem bei Schleppfahrzeugen, Doppelendfähren, Fahrgastschiffen, Schwimmkränen und solchen Fahrzeugen eingesetzt, die eine hohe Manövrierfähigkeit benötigen.

Details zum Konzept finden Sie unter: https://de.wikipedia.org/wiki/Voith-Schneider-Antrieb

"Vom Wasser in die Luft – komplett unterschiedliche Voraussetzungen"

Die Idee einen Cyclogyro oder Zykloidalpropeller als Antrieb für Fluggeräte einzusetzen, lässt sich ebenfalls bis in die Zeit von Ernst Schneider zurückverfolgen. Einer der Pioniere in diesem Zusammenhang war der deutschstämmige Erfinder Frederick Kurt J. Kirsten, der in den USA, zeitweilig auch gemeinsam mit William Boeing daran forschte und entwickelte. Sie ließen sich unter anderem die „Cycloidal Flying Machine“ und einen „Propeller for Aircraft“ patentieren. Daneben entstand noch eine Vielzahl weiterer Konzepte, die aber allesamt nicht von Erfolg gekrönt waren. Kirsten hat seine Patente schlussendlich auch an die Voith GmbH verkauft.

Ein wesentlicher Unterschied zwischen dem Einsatz als Antrieb in der Schifffahrt zur Anwendung in der Luftfahrt liegt in den Eigenschaften der eingesetzten Medien. Während man beim dichten Medium Wasser mit geringen Drehzahlen operieren kann und die Größe und Gewicht der Ausführung eine untergeordnete Rolle spielen, ist die benötigte Drehzahl bei Fluganwendungen ungleich höher und damit die Belastung auf die notwendigen Leichtbau-Werkstoffe enorm. Fehlende Möglichkeiten zur Berechnung und Simulation von Belastungen sowie taugliche Werkstoffe haben die damaligen Versuche zum Scheitern verurteilt.

Rund um die Jahrtausendwende lebten die Bemühungen wieder auf und eine Vielzahl an unterschiedlichen Konzepten wurde entwickelt, aber die wenigsten umgesetzt und vorerst hatte es kein Prototyp geschafft, den nötigen Schub für einen Testflug zu generieren. Die NASA, Bosch Aerospace, Airbus und andere etablierte Player der Luft- und Raumfahrtindustrie, haben sich ebenfalls mit dem Konzept auseinandergesetzt, schlussendlich aber Ihre Bemühungen eingestellt bzw. der Öffentlichkeit nicht mehr zugänglich gemacht. Neben kommerziell orientierten Unternehmen begannen auch Forschungseinrichtungen und Universitäten, das Thema wissenschaftlich aufzuarbeiten. Wer sich schlussendlich den weltweit ersten Flug mit einem ausschließlich mit Cyclogyro-Rotoren betriebenen Fluggerät auf die Fahnen heften darf, ist nicht einwandfrei belegt – IAT 21 hat es jedenfalls geschafft.