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Landsberg

20.06.2018

Ein Landsberger Abiturient mit frischem Erfindergeist

Am Dominikus-Zimmermann-Gymnasium wurde ein Windkanal konstruiert. Seminarleiter Walter Kastenmeyer, Adrian Dörfler und Manfred Schulz von Elektror.
Bild: Romi Löbhard

Die Seminararbeit von Adrian Dörfler erinnert eigentlich an das Werk eines Ingenieurs. Er hat einen Windkanal konstruiert.

„Wie und warum fliegen Flugzeuge“: 14 Schüler des Landsberger Dominikus-Zimmermann-Gymnasiums (DZG) beschäftigten sich in einem so betitelten W-Seminar eineinhalb Jahre lang mit dieser Thematik. Nach einem gemeinsamen Auftaktausflug mit Seminarleiter Walter Kastenmeyer an die Hochschule München zur Ideenfindung stand für Schüler Adrian Dörfler das Thema seiner Seminararbeit fest: „Konzeption und Bau eines Windkanals.“

Er habe Adrian den Bau eines solchen Kanals in der Größe von etwa einem halben Meter vorgeschlagen, erzählte Kastenmeyer bei der Präsentation. Dass die Vorrichtung größer wurde, war laut Adrian Dörfler der Überlegung geschuldet, wofür der Windkanal im Schulunterricht eingesetzt werden könnte. Denn das stand von Beginn an fest: Die Seminararbeit sollte am DZG bleiben. In der Folge begann für den Seminaristen neben den üblichen Verpflichtungen eines Oberstufenschülers ein Jahr intensive Beschäftigung mit der Aufgabenstellung.

Der Windkanal benötigt mehr Energie

Am Beginn standen Überlegungen wie Funktion und Verwendungszweck. Adrian Dörfler, der Elektrotechnik oder Maschinenbau studieren möchte, wägte die zwei möglichen Bauarten gegeneinander ab. Bei der sogenannten „Göttinger Bauart“, benannt nach der Universität Göttingen, an der Ludwig Prantl den ersten deutschen Windkanal entwickelt hat, seien die geringen Betriebskosten von Vorteil. Allerdings wirkten sich hohe Baukosten und massiver Platzbedarf nachteilig aus. Dörfler entschied sich für die nach ihrem Erbauer Gustave Eiffel benannte Bauart. Der Energiebedarf sei bei dieser Bauweise zwar höher und auch die Lärmbelastung größer, allerdings spiele das bei den eher geringen Einsätzen in der Schule keine Rolle und die Vorteile – einfacher Aufbau, wenig Platzbedarf, geringe Baukosten – überwiegten.

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Geschweißt hat der Abiturient selbst

In der Folge ging es an die Umsetzung. Adrian Dörfler plante den Aufbau und machte sich auf die Suche nach Firmen, die er für die praktische Umsetzung benötigte. Alle Metalle für Gehäuse und Verkleidung konnte er bei der in Ummendorf ansässigen Geräte- und Maschinenbaufirma Stelzner nach seinen Vorgaben zuschneiden lassen. Der Ventilator, ebenfalls eine Maßanfertigung, wurde bei Elektror in Ostfildern gebaut. Dann ging es an den Aufbau. Dass er Schweißen schon bei seinem Opa in der Werkstatt gelernt hatte und auch mit seinem Vater schon öfter so arbeitete, kam dem Schüler entgegen.

Dörfler schweißte alle Teile für den Unterbau des Versuchs sowie die für die Beschleunigung der Strömung sowie Reduzierung von Geschwindigkeitsabweichungen und Längsturbulenzen notwendige Düse und die Plenumshalle, in der sich das zu testende Produkt befindet, selbst zusammen.

Ohne finanzielle Hilfe hätte es nicht geklappt

Für den Versuch hat Dörfler ein Stück Tragfläche aus dem Modellfliegerbau im etwa 50 mal 50 Zentimeter großen Plenumswürfel platziert. Bei einer von einem Ventilator produzierten Windgeschwindigkeit von bis zu 100 Stundenkilometern soll der Auftrieb nachgewiesen werden – oder einfach gesagt erklärt werden, warum Flugzeuge fliegen. Die Erklärung hat Daniel Bernoulli im 18. Jahrhundert bereits nachgewiesen und geliefert: Je höher die Geschwindigkeit eines Körpers, desto mehr nimmt der statische, also der Druck von oben ab. Der Druck von unten hingegen bleibt nicht nur gleich, sondern steigt auch noch wegen des abnehmenden statischen Drucks. Der Nachweis wird bei Adrian Dörflers Aufbau mit Röhren erbracht, in denen bei erhöhtem Druck farbige Flüssigkeit ansteigt. Zum Beweis wirft Adrian Dörfler den 7,5 Kilowatt starken Ventilator an – und es klappt.

Im Ingenieurbereich kommt der Windkanal oft zum Einsatz

Dass diese Seminararbeit überhaupt möglich war, sei der unbürokratischen und schnellen Unterstützung der Firma Elektror und der Frank Hirschvogel Stiftung zu verdanken, betonte Schulleiter Bruno Bayer bei der Präsentation. Elektror stiftete den Ventilator (2300 Euro), die Stiftung übernahm die Kosten der Metallarbeiten (2215 Euro).

In der Automobilindustrie, beim Flugzeugbau, der Konzeptionierung von Sportfährrädern und Bauwerken wird mit Modellen im Windkanal die Realität nachgestellt. Die Messstrecke des DZG-Windkanals ist so groß, dass Modellautos, Fahrradhelme und Flügelprofile darin getestet werden können.

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