EAP-Luftschiff der Empa nimmt an Regatta in Berlin teil

Schnelligkeit und Wendigkeit sind in der Nacht vom 9. Juni 2007 in Berlin gefragt. Das Empa-Team um Silvain Michel von der Abteilung „Mechanical Systems Engineering“ nimmt mit seinem aktuellen Modell des EAP-Prallluftschiffs (engl. EAP-Blimp) im Rahmen der „Langen Nacht der Wissenschaften“ an einer Luftschiffregatta teil – „ein Anlass zwischen guter Unterhaltung und Technologietransfer“, wie Michel erklärt. Und obwohl sich die Wissenschaftsnacht vor allem an die breite Öffentlichkeit richtet und die Regatta neben Wissenschaftlern hauptsächlich Luftschiff-Spezialisten und Erfinder anzieht, ist die Veranstaltung für das Empa-Team ein wichtiger Termin. Das Luftschiffrennen bietet die Möglichkeit, die Technologie der elektroaktiven Polymere (EAP) und das Know-how der Empa in diesem Bereich anschaulich vorzuführen; mit dem Ziel, mögliche Industriepartner auf die Empa aufmerksam zu machen.

Ein weiterer Schritt in Richtung bionischer Antrieb

Beim aktuellen Blimp-Modell übernehmen elektroaktive Polymere die Höhen- und Seitensteuerung. „Mit einem Wenderadius von zwei Meter haben wir das Optimum zwischen Manövrierbarkeit und Flugstabilität erreicht“, sagt Michel. Dazu sind die elektrisch aktivierbaren elastischen Polymerfolien als Scharniere im Leitwerk des Luftschiffs angebracht. EAP können elektrische Energie direkt in mechanische Arbeit umwandeln, indem sich die Polymerfolie unter einer elektrischen Spannung flächig ausdehnt. Dies geschieht lautlos und mit einem Wirkungsgrad von bis zu siebzig Prozent äusserst energieeffizient. Somit bietet sich diese Technologie nicht nur für die Steuerung an, sondern auch für den Antrieb, für den beim aktuellen Modell noch ein Elektromotor mit Propeller sorgt.

Einer Forelle gleich

In Zukunft soll die EAP-Technologie Luftschiffen ermöglichen, sich einer Forelle gleich „schwimmend“ – und ohne Propeller – durch die Luft fortzubewegen. Dazu verschmelzen EAP mit der Hülle des Luftschiffs und machen diese beweglich. Experimente der Empa-WissenschaftlerInnen haben ergeben, dass dadurch ein dem Schwanzschlag der Forelle nachempfundener „Biege-Dreh-Schlag“ möglich ist, der das Luftschiff vorwärts bewegt. Die benötigte elektrische Energie könnte aus Solarzellen auf der Oberseite der Luftschiffhülle kommen. Die grossen Vorteile eines solchen bionischen Antriebs wären Lautlosigkeit und Sparsamkeit. „Dank diesen Eigenschaften erhoffen wir uns Chancen für ein Nischenprodukt, das beispielsweise für Tierbeobachtungen oder für Überwachungen bei Konzerten oder Fussballspielen eingesetzt werden kann“, blickt Silvain Michel in die Zukunft. Damit diese Realität werden kann, müssen die Empa-ForscherInnen als nächsten Schritt bei den EAP-Aktoren die Lebensdauer verlängern beziehungsweise die Zuverlässigkeit verbessern.