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Akamodell Stuttgart gewinnt Air Cargo Challenge

18. August 2017; Jonas Gude (jonas.illg@iag.uni-stuttgart.de)

Der studentische Wettbewerb „Air Cargo Challenge“ wird seit 2007 mit internationalen Teilnehmern ausgetragen. Ziel war es in diesem Jahr, mit einem ferngesteuerten Flugzeug eine möglichst hohe Nutzlast so schnell wie möglich um einen Kurs, bestehend aus zehn 100m-Stre­cken, zu transportieren. Nach 2009 und 2013 konnte die studentische Gruppe Akamodell Stuttgart e. V. den Wettbewerb nun zum dritten Mal gewinnen. 2011 und 2015 wurde der Wettbewerb zusammen von Aka­modell und Euroavia in Stuttgart ausgerichtet. Der diesjährige Wettbe­werb fand vom 8. bis 11. August in der kroatischen Hauptstadt Zagreb statt.

Das Team der Akamodell, bestehend aus Studierenden und Doktoranden der Studiengänge Luft- und Raumfahrttechnik sowie Maschinenbau unter der Schirmherrschaft von Prof. Andreas Strohmayer vom Institut für Flugzeugbau, konnte die Anforderungen mit ihrem aus Faserverbundwerkstoffen gebauten Flugzeug am besten in die Praxis umsetzen. Neben der Flugaufgabe wurden ein schriftlicher Bericht sowie ein Vortrag bewertet. Zusätzlich zum Siegerpokal erhält die Akamodell ein Preisgeld in Höhe von 1.000 Euro. Angetreten waren Teams von Universitäten aus ganz Europa, Ägypten und China. Passend zum internationalen Charakter des Wettbewerbs war auch das Team der Akamodell mit Mitgliedern aus Deutschland, Frankreich, Bulgarien, Griechenland und Schweden international aufgestellt. Da dem Gewinnerteam der Air Cargo Challenge die Ehre zu Teil wird, den kommenden Wettbewerb auszurichten, ist die Wahrscheinlichkeit groß, dass der Wettbewerb 2019 wieder in Stuttgart stattfindet. 

Elektrischer Antrieb und Startstrecke vorgegeben

Um Vergleichbare Bedingungen für alle Teilnehmer zu schaffen, war der elektrische Antriebsstrang, bestehend aus Motor, Propeller und dreizelligem Lithium-Akku vorgegeben. Die elektrische Eingangsleistung beträgt etwa 500 W. Eine zusätzliche Vorgabe war, dass das Flugzeug zerlegt in eine Kiste mit den Maßen 1 m x 0,5 m x 0,4 m passen muss. Das Flugzeug musste mit der aus Stahlplatten bestehenden Nutzlast innerhalb von 60 m Rollstrecke abheben. Nach 30 Sekunden Steigflug erfolgte der Einflug in den Oval-Kurs mit 100 m Abstand zwischen den Scheitelpunkten. Diesen galt es, zehn Mal zu umrunden. Die Punktzahl für den Flug wurde nach einer Formel mit der Nutzlast im Zähler und der Zeit für den Streckenflug im Nenner ermittelt. Die zwei besten von insgesamt sechs Flügen bildeten das Endergebnis der Flugwertung.

Teammitglieder

Teammitglieder der Akamodell Stuttgart (von links nach rechts): Aikaterini Gatou, Ruben Bühler, Matthias Schmid, Markus Schygulla, Markus Janzer, Svetozar Karaivanov, Jonas Gude, Thorn Schleutker, Kevin Kettler, Christian Molter, Lucas Kugler und Sabrina Maier.

Studentische Teams konstruieren und bauen selbst

Da die Regeln für den alle zwei Jahre ausgetragenen Wettbewerb jedes Mal leicht variiert werden, muss das Flugzeug für ein optimales Ergebnis von Grund auf neu ausgelegt und gebaut werden. Dazu waren neben den im Studium erworbenen Kenntnissen aus Flugzeugentwurf, Aerodynamik, Flugmechanik, Elektrotechnik, Strukturmechanik und Konstruktion umfangreiche praktische Erfahrungen erforderlich, die von den Mitgliedern der Akamodell während zahlreicher Projekte gesammelt wurden. Zu Beginn des Auslegungsprozesses wurde vom Team der Akamodell eine Simulation eines gesamten Flugs erstellt, um den Entwurf durch Variation von Parametern wie Spannweite und Flügelfläche zu optimieren. Verfeinert wurde die Konstruktion mit einem eigens entwickelten Tragflügelprofil, das sowohl einen hohen Maximalauftrieb als auch einen geringen Minimalwiderstand aufweist. Bewusst wurde bei der Auslegung jedoch nicht das theoretische Optimum anvisiert, sondern im Hinblick auf Flugeigenschaften und Wendigkeit ein etwas kleineres Flugzeug mit einer Spannweite von 3,9 m und einer Flügelfläche von 1,2 m² gewählt. Dieser Weg stellte sich im Nachhinein als goldrichtig heraus, konnte doch das Team „Fly Hard“ der Akamodell München die volle Leistung ihres deutlich größeren Flugzeugs mit über fünf Meter Spannweite nicht in der Praxis abrufen.

Der Aufbau von Tragflächen und Rumpf erfolgte als Kohlefaser-Sandwich in CNC-gefrästen Formen. Durch konsequenten Leichtbau konnte ein sehr niedriges Abfluggewicht (ohne Nutzlast) von 3,2 kg erreicht werden.

Mit 10,2 kg Nutzlast und 80 km/h zum Sieg

Mehr als das Dreifache des Leergewichts (10,2 kg) konnte als Zuladung transportiert werden. Beim entscheidenden Flug wurde der ovale Kurs in 62 Sekunden zehn Mal umrundet, was einer Durchschnittsgeschwindigkeit von über 80 km/h entspricht. Konnten einige Teams die maximale Nutzlast noch leicht überbieten, machte sich während des Fluges das widerstandsarme Design bezahlt: mit der Geschwindigkeit des Stuttgarter Flugzeugs konnte die Konkurrenz nicht mithalten. Da das Team der Akamodell Stuttgart bereits mit den Punkten aus technischem Bericht und Vortrag in Führung lag, war der Sieg zu keinem Zeitpunkt gefährdet. Spannender war das Rennen um die Plätze zwei und drei. Am Ende war das Siegertreppchen mit der Akamodell Stuttgart und zwei Teams der Akamodell München komplett süddeutsch besetzt. Der undankbare vierte Platz ging nach ebenfalls sehr guter Leistung an das Team der Universität Udine aus Italien, bei dem Professor Luca Casarsa selbst an den Steuerknüppeln stand.

Akamodell Stuttgart feiert 2018 40-jähriges Bestehen

Die Akamodell Stuttgart e. V., gegründet 1978, ist die älteste akademische Modellflugsportgruppe in Deutschland. Ziele der als gemeinnütziger Verein eingetragenen studentischen Gruppe sind die Förderung des Modellflugsports sowie die Ergänzung der universitären Lehre durch praktische Erfahrungen. Zentrum der Vereinsaktivitäten ist die von der Universität zur Verfügung gestellte Werkstatt auf dem Campus Vaihingen. Umfangreiche Einzel- und Gruppenprojekte finden regelmäßig Anerkennung durch vordere Platzierungen bei nationalen und internationalen Wettbewerben.

Die Akamodell Stuttgart dankt ihren Unterstützern

Ohne die Unterstützung durch zahlreiche Fördervereine und Sponsoren wäre die Teilnahme der Akamodell Stuttgart an der Air Cargo Challenge nicht möglich gewesen. Besonderer Dank geht an dieser Stelle an die Vereinigung der Freunde der Universität Stuttgart e. V., den Verein der Freunde der Luft- und Raumfahrttechnik der Universität Stuttgart e. V. sowie an die Universität Stuttgart für das zur Verfügung stellen der Räumlichkeiten.

Kontakt

Jonas Gude, Teamleiter Air Cargo Challenge, Institut für Aerodynamik und Gasdynamik (IAG), 0711 685 62751, jonas.gude@iag.uni-stuttgart.de

Matthias Schmid, 1. Vorsitzender Akamodell Stuttgart e.V., 0711 685 62098, mail@akamodell.de