Auf den Spuren Otto Lilienthals - Modul „Aerodynamik und die Kunst des Fliegens“ zum zweiten Mal am Start

15.02.2012

Ein Rumpfteil, das ist die dicke Hartschaumplatte, Tragflügel, die lange dünne, und ein Höhenleitwerk, die kurze: drei zurecht geschnittene Platten aus Depron liegen vor Gerrit, Jannick, Niklas und Marian sowie eine Aufgabe: Die Oberstufenschüler des Gymnasiums Ohmoor sollen mit Stecknadeln einen flugfähigen Wurfgleiter basteln. Gerrit zückt den Taschenrechner: „Ich berechne das mit dem Sinussatz“, tönt der 17-Jährige und grinst. Das soll ein Scherz sein. Aber einer der beweist, dass die Ausführungen von Professor Detlef Schulze bei den jungen Zuhörern angekommen sind.

Geschichte und Wissenschaft

Dabei hatte der Leiter des Department Fahrzeugtechnik und Flugzeugbau an der Hochschule für Angewandte Wissenschaften, HAW Hamburg, in seiner Eröffnungsvorlesung ganz auf Physik und Mathematik verzichtet und stattdessen die Geschichte der Luftfahrt präsentiert. Doch der „Traum vom Fliegen“ und damit die Ideen da Vincis oder Berblingers, des „Schneiders von Ulm“, können erst zur „Faszination Fliegen“ werden, als sich mit Otto Lilienthal eine wissenschaftliche Herangehensweise bei der Entwicklung von Flugapparaten durchsetzt. „Physik verstehen, daraus Gesetze ableiten und schließlich ein Produkt mit ganz bestimmten Eigenschaften entwerfen, das macht der Ingenieur und das ist auch unser Ansatz hier in diesem Projekt“, betont Professor Schulze.

Auf den Spuren Otto Lilienthals
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Zwei Schulen erarbeiten sich den Aufbau

Das Projekt endet in einem Wurfgleiterwettbewerb im Mai und an diesem Dienstagvormittag in der HAW fällt der Startschuss: Die Physikprofilschüler der Gymnasien Ohmoor und Margaretha-Rothe (MRG) haben sich zu schulinternen Arbeitsgruppen zusammengefunden und testen einen ersten Wurfgleiterbau. Ein wissenschaftliches Kompendium von Professor Schulze dient als Grundlage: „Das sollen sich die Schüler selbst erarbeiten, aber ein paar Grundlagen wie Drehmoment, die sonst nicht im Rahmenplan stehen, habe ich auch im Unterricht durchgenommen“, sagt Physiklehrer Guido Thamm vom MRG.

Die Brücke zwischen Schule und Uni

Das Kompendium ist anspruchsvoll, wissen Lehrer und Hochschulprofessor: „Aber lasst euch von den Formeln nicht abschrecken“, ermuntert Schulze. „Ihr werdet Euch daran gewöhnen, wenn ihr damit arbeitet.“ Eine mathematische Formel hat eine physikalische Bedeutung und verliert das Mysteriöse, wenn man diese anwendet, so die Botschaft des Ingenieurs. „Das ist eine super Sache“, findet auch Guido Thamm. „Die Schnittstelle zwischen Schule und Universität wird mit Leben gefüllt.“ Der Physiklehrer hat seine Schüler schon in das Kalkulationsprogramm Excel eingeführt und ist sicher, dass die Berechnungs- und Konstruktionsphasen gut laufen werden: „Man hat meistens einen guten Mathematiker in der Gruppe und einen, der gut bauen kann.“

Auf den Spuren Otto Lilienthals
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Vielversprechende Gruppeneinteilung

Daniela misst, Leonie baut, Urs studiert das Kompendium und Tim lässt fliegen. So sieht die Verteilung im „gemischten MRG-Team“ aus. Die Gruppe startet als erste einen Flugversuch im Flur vor dem Seminarraum: Steil schnellt der Flieger nach oben, kippt dann nach hinten und landet unsanft auf dem Flügel: „Wie ein Boomerang“, sagt Leonie. Der Schwerpunkt muss verlagert werden, ist sich die Gruppe einig. Leonie greift zu weiteren Stecknadeln: „Vorsicht, der Flieger hat nur ein gewisses Tragvermögen“, gibt Tutor Volker Schüller zu bedenken. „Wenn ihr noch mehr Gewicht drauflegt, nehmt ihr dem Flieger den Auftrieb.“

Entwicklung durch Versuche

Der angehende Flugzeugbauer zeigt der Gruppe, wo der Auftrieb auf das oberste Viertel des Tragflügels wirkt und wo es den Flieger wieder nach unten zieht. „Wenn ihr den Tragflügel weiter nach hinten setzt, müsste es ein ganzes Stück besser fliegen“, so Schüller. „Habe ich doch gesagt“, tönt Urs mit dem Kompendium in der Hand. „Ist ja gut“, entgegnet Leonie genervt und befreit den Wurfgleiter von den vielen Nadeln. Daniela markiert den Auftriebspunkt mit einem Bleistiftstrich, während Tim den Schwerpunkt ausbalanciert. „Probiert es einfach mal aus“, ermuntert Schüller. „Genauer kriegt ihr das später mit den Rechnungen heraus.“

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Fehler verstehen und beheben

Inzwischen hat Gerrits Gruppe schon zwei Flieger fertig gestellt und auch die anderen Teams sind längst in der Optimierungsphase angekommen. „Ich würde jetzt gerne aus jeder Gruppe eine Person nach vorne bitten mit einem Flieger. Wir sollten versuchen zu verstehen, warum sie gut oder eben noch nicht so gut fliegen“, läutet Professor Schulze die Abschlussrunde ein. Tim geht als erster nach vorne, erzählt von dem Bemühen um die Schwerpunktverlagerung und startet einen Wurf: Der Flieger bäumt sich auf und kippt um. „Wir haben eigentlich immer noch dasselbe Problem“, konstatiert Tim. Detlef Schulze gibt noch einen anderen Hinweis: „Das Höhenleitwerk gleicht nicht genug aus.“

Spielerische Einführung in die Ingenieurskunst

Damit macht der Aerodynamik-Professor zugleich deutlich: Es geht nicht um ein Spielzeug, sondern um ein Flugzeug und damit echte Ingenieurskunst. Und für diese haben alle Schüler zum Projektstart eine Menge Anregungen mitnehmen können, egal, ob ihr Erstlingswerk nun eine Bruchlandung oder einen Höhenflug hingelegt hat.

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