Harburg
Stade

Der 26-Stunden-Helikopter

Sie entwarfen das siegreiche Konzept eines Spezial-Helikopters (v.l.) Prof. Wilm Unckenbold, Hagen Hagens Nick Neubert, Malte Blask und Rouven Weg

Sie entwarfen das siegreiche Konzept eines Spezial-Helikopters (v.l.) Prof. Wilm Unckenbold, Hagen Hagens Nick Neubert, Malte Blask und Rouven Weg

Foto: Angelika Hillmer / HA

Stader Studentenentwerfen ein Fluggerät, das einen Tag in der Luft bleiben kann – und gewinnen 2. Preis in internationalem Designwettbewerb.

Es ist die Geschichte vom David gegen viele Goliaths: Ein Team vom kleinen Hansecampus Stade der Privathochschule PFH Göttingen hat bei einem internationalen Studentenwettbewerb alle bis auf einen Mitbewerber aus großen Universitäten auf die Plätze verwiesen – mit dem Konzept eines neuartigen Hubschraubers, der einen Tag lang in der Luft bleiben kann. Vier Bachelor-Studenten nahmen an einem Wettbewerb der American Helicopter Society (AHS) teil und belegten Platz zwei.

„Alles begann vor einem Jahr. Im Studium kam eine Praxisphase, und wir waren auf der Suche nach einem Projekt“, sagt Nick Neubert. „Ein Dozent riet, uns online in einem Fachnetz für Luftfahrttechnik umzuschauen, dort werden regelmäßig Studentenwettbewerbe ausgeschrieben – so kamen wir zu den Hubschraubern.“

Der 21-Jährige erzählte seinem Studienkollegen und Mitbewohner Malte Blask (22) davon, der sofort dabei war. Zusammen fanden sie zwei weitere Mitstreiter aus ihrem Bachelor-Jahrgang, Hagen Hagens (20) und Rouven Weg (21).

Die Aufgabe des Wettbewerbs war anspruchsvoll: Es galt, einen Helikopter mit bislang unerreichten Eigenschaften zu entwickeln. Er soll mindestens 24 Stunden ohne Tankstopp in der Luft bleiben und zudem 80 Kilogramm – also etwa das Gewicht eines Menschen – tragen können. Vergleichbare Fluggeräte, die autonom oder ferngesteuert unterwegs sind, gibt es nicht. Kleinere Quadrocopter und sonstige mit Rotoren ausgestatteten Drohnen fliegen elektrisch und können sich nur rund eine halbe Stunde in der Luft halten.

Die vier angehenden Ingenieure machten sich ans Werk und lasen sich intensiv in die Materie ein. Da sie an der PFH in Kooperation mit dem benachbarten Airbus-Werk Stade Werkstoff-Technologie, speziell Composites (Verbundwerkstoffe) studieren, sind sie mit Leichtbaukonstruktionen vertraut. Aber von der Aerodynamik von Hubschraubern und über die verschiedenen Optionen eines energiesparenden Antrieb wussten sie zunächst wenig. „Wir haben uns alle Informationen zusammensuchen müs­sen. Das Internet reichte dazu nicht aus, wir brauchten Fachlektüre“, erzählt Malte Blask.

Zunächst entschied sich das Team für eine koaxiale Konstruktion, bei der zwei gegenläufig drehende Hauptrotoren übereinander in derselben Achse angeordnet sind. Diesem Hubschraubertyp trauten die Studenten im Vergleich zu fünf weiteren am ehesten zu, die Aufgabe zu lösen. Sie nannten das Fluggerät Ephemeron (griechisch für eintägig).

Um die Effizienz des Antriebs zu verbessern, bekamen die Rotoren in der Designstudie einen Ummantelungsring (Duct). Doch noch fehlte das Herzstück: der Motor. Der Klassiker, ein Elektromotor, fiel aus, weil der für die lange Flugzeit benötigte Akku viel zu schwer wäre. Auch Turbinen kamen nicht in Frage, weil selbst die kleinsten Typen viel zu leistungsstark sind.

„Wir haben uns für eine Flug-Dieselmotor entschieden. Der hat einen geringen Verbrauch, und der Treibstoff ist günstig“, sagt Rouven Weg. „Und Diesel ist fast überall verfügbar. Das ist angesichts eines potenziellen Anwendungsfelds in der Katastrophenhilfe wichtig“, ergänzt Hagen Hagens.

Der Eintagsflieger nahm allmählich Gestalt an. Der Prototyp eines passenden 150 PS starken Motors war bald gefunden: ein Sternmotor des Erfinders Michael Zoche (Zoche aero-diesel). Unter das Fluggerät platzierte das Ephemeron-Team eine Box, in der ein Mensch vom Format der Testperson Nick Neubert annähernd bequem sitzen kann.

Darauf hätten die Studierenden gern verzichtet, aber so waren nun einmal die Anforderungen. Sie sehen ihren Lufttransporter eher als unbemanntes Flugobjekt. Mit einem speziellen Radargerät ausgestattet könnte er über unwegsamem Gelände Minen suchen und deren Lage auf Karten einzeichnen.

Er könnte auch, etwa nach einem Erdbeben, über einem Katastrophengebiet als riesiger Lichtmast platziert werden, um die nächtliche Suche nach Opfern zu erleichtern. Oder als Relais-Station dienen für eine gute Mobilfunk-Kommunikation im Katastrophengebiet.

Nach einem guten halben Jahr und schier endlos vielen Berechnungen fassten die vier Tüftler die Daten ihres virtuellen Fluggeräts in einer 20-seitigen Präsentation zusammen. Ephemeron kann bis zu 26 Stunden in der Luft stehen oder in der Zeit – mit Tempo 60 – rund 1500 Kilometer Flugstrecke zurücklegen. Er ist rund drei Meter hoch passt in einen Container.

Kurz vor dem Ziel drohte das Projekt zu scheitern

Kurz vor dem Ziel drohte das ganze Unternehmen noch zu scheitern: Die vier Studenten hatten fast bis zur letzten Minute an ihrem Wettbewerbsbeitrag gefeilt, der spätestens am 31. Mai, 23.59 Uhr (Zeitzone US-Ostküste), per E-Mail bei der AHS eingetroffen sein musste. „Wir hatten mit verschiedensten Software-Programmen gearbeitet.

Beim Hochladen unseres Beitrags in das E-Mail-Programm sind uns dann einige Formeln verrutscht“, erzählt Neubert. Hektisch wurden hilfsweise Bildschirm-Fotos hinzugefügt – am 1. Juni um 6.57 Uhr Stader Ortszeit ging die elektronische Post ab, drei Minuten vor Toresschluss jenseits des Atlantiks.

Die Sendung kam an und mit ihr das Konzept des Teams. Dieses nahm erstmals an dem Wettbewerb teil und kommt von einem Ableger einer kleinen Privathochschule, der pro Semester 16 bis 20 Studierende zählt. Da fühlte sich der zweite Platz unter einem Dutzend Mitbewerbern fast wie ein Sieg an.

„Wir haben große amerikanische Universitäten hinter uns gelassen“, freut sich Hagens, „darunter den ewigen Zweiten des Wettbewerbs, das Georgia Institute of Technology (mit 25.000 Studierenden, die Red.).“ Nur dem Team des Seriensiegers, der Universität von Maryland, musste Ephemeron den Vortritt lassen.

Jetzt wollen die Studenten einen knapp menschengroßen Prototypen des Eintagsfliegers bauen. Werkzeuge, Material und Werkstatt stellen ihnen die PFH und Airbus zur Verfügung. Dennoch wird Geld gebraucht, etwa zur Anschaffung des Motors. Das Preisgeld von umgerechnet rund 1000 Euro wird für den Bau nicht ausreichen. „Wir sind bereits auf Sponsorensuche“, sagt Nick Neubert.

CFK-Campus

Die PFH wurde 1995 in Göttingen gegründet als staatlich anerkannte private (Fach-)Hochschule, die Führungskräfte in Schlüsseltechnologien ausbildet. Sie hat zwei Außenstellen, darunter den Hansecampus Stade mit Schwerpunkt Verbundwerkstoffe (Composites).

Der Studiengang läuft dual, also kombiniert mit einer Ausbildung oder einem Praktikum bei einem Industrieunternehmen. In Stade ist dies vorwiegend Airbus mit dem benachbarten Werk. Dieses ist spezialisiert auf die Produktion von Bauteilen aus kohlenstofffaserverstärkten Kunststoff (CFK).

Das CFK-Valley Stade ist ein Aus- und Weiterbildungszentrum, an dem auch geforscht wird. Im Mittelpunkt steht der Verbundwerkstoff CFK. Zum Zentrum gehören der PFH Hansecampus Stade, die Berufsbildenden Schulen Buxtehude und das Berufsbildungswerk Cadenberge Stade. Die Adresse deutet auf den bedeutenden Nachbarn hin: Airbus-Straße 6.