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Sky Lounge

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von Daniel Depian, Hannes Mair

betreuer: Ursula Ender

Inhaltsverzeichnis

IDEE

MindManager Übersicht
Ablaufschema
  • Neues einzigartiges Hotelkonzept, mit Kapsel (Kokons) die frei herumfliegen und verschiedene Destinationen (in der näheren Umgebung (ca,50km) andocken können


  • Neuartiges Raumgefühl, kein Lärm, unbeobachtet, schwebend, höher als das höchste Gebäude


  • Standorte: Megacities wie Tokio, Hongkong…


  • Im Kokon befindet sich die Larve als kleine Einheit, die das eigentliche "Hotelzimmer" bildet


  • Bodenstation mit Rezeption, Einstiegsluke, Service und Platz für die temporäre Aufbewahrung der schwebenden Kokons


  • Die Docking Station sind verschiedenen vorprogrammierte Destinationen in der Stadt wo sich der Hotelgast andocken kann. (Park, Sehenswürdigkeit, Restaurant, Aussichtspunkt...)


FUNKTIONSPRINZIP

Prallluftschiff

Für unseren Anwendungszweck, ein fliegendes Hotelzimmer im städtisch urbanen Raum  zu erschaffen, eignet sich das Prallluftschiff am besten. Vorteile des Prallluftschiffes gegenüber Halbstarr- bzw. Starrluftschiffen:

- Kein inneres starres Gerüst (durch Absaugen des Traggases kann sich das Luftschiff auf kleinsten Raum verstauen lassen)

- einfacher im Aufbau und leichter in der Ausführung

Aufbau eines Prallluftschiffes


Auftrieb:

Mit Auftrieb wird eine Kraft bezeichnet, die eine Flüssigkeit oder ein Gas auf einen Körper (oder auf ein Gasvolumen) ausübt. Man unterscheidet den entgegen der Schwerkraft wirkenden statischen Auftrieb vom rechtwinklig zur Anströmung wirkenden dynamischen Auftrieb.

Statischer Auftrieb:

Ballons steigen auf, weil sie mit einem Traggas (meist Helium oder heiße Luft) gefüllt sind, das eine geringere Dichte hat als die umgebende Luft. Ist die Masse aller Bestandteile des Ballons (Eigenlast + Nutzlast) geringer als das Gewicht der verdrängten Luft so steigt der Ballon.

Fazit: Um 1kg Masse schweben zu lassen benötigt es 1m³ Helium.


Antrieb:

Als konventionelle Antriebe kommen in Luftschiffen Benzinmotoren, Dieselmotoren sowie Turbinen in Frage. Diese herkömmlich angetriebenen Luftschiffe haben Nachteile. Sie weisen einen schlechten Wirkungsgrad aus, vergeuden also Energie, und sind laut.

Dieses Problem wollten wir mit einem neuen fortschrittlichen Antriebskonzept lösen. So soll unser Luftschiff wie ein Fisch im Wasser sozusagen durch die Lüfte „schwimmen“. Die Fortbewegung des Fisches im Wasser kann eins zu eins auf die Luft übertragen werden. Denn egal ob Fisch im Wasser oder Luftschiff in der Luft, beide bewegen sich – physikalisch betrachtet – in einem Fluid und unterliegen daher denselben fluiddynamischen Gesetzmäßigkeiten.

Der Flossenschlag

Fortbewegung mittels Flossenschlag

Die Fortbewegung unseres Luftschiffes soll durch das Nachahmen eines Fischflossenschlages gelingen. Um dies zu ermöglichen, sind Elektroaktive Polymer – Streifen (EAP-Streife) an Hülle, Schwanz- und Seitenflosse angebracht. Werden diese nun, durch das anlegen einer elektrischen Spannung, aktiviert ändern sie ihre Längen und die Flosse kann so den «Biege-Drehschlag» – die Flossenbewegung eines Fisches– ausführen. So kann das Luftschiff mit geringen Energieaufwand durch die Lüfte schwimmen.


Elektroaktive Polymere (EAP)

Aufbau eines EAP-Aktuators

EAP sind Polymere die beim Anlegen einer Spannung ihre Länge ändern oder eine Biegebewegungen ausführen können. Sie gehören zur Klasse der Smart Materials (Werkstoffe deren Eigenschaften sich durch elektrische Spannung, Magnetfelder, Licht oder Wärme gezielt verändern lassen können)


Sie zeichnen sich durch:

  • niedrige Herstellungskosten
  • geringes Gewicht und
  • eine einfache Miniaturisierbarkeit aus


Energie

Aufbau Solarmodul

Energie wird nicht nur für den Antrieb sondern auch für alle anderen Komponenten wie Ballonettlüfter, Ballonettventile, Licht, Strom, Heizung und die komplette Bordelektrik zur Steuerung und Überwachung des Schiffes benötigt.

Die Versorgung des Luftschiffes mit elektrischer Energie soll mit einer Photovoltaikanlage gewährleistet werden. Die PV-Anlagen liefert, je nach Sonneneinstrahlung (Bewölkung, Tageszeit) ständig wechselnde Leistung, die unter Umständen auch auf null abfallen kann. Um die Stromversorgung dauerhaft zu gewährleisten muss die Sonnenenergie über ein Zwischenreservoir gespeichert werden. Diese Aufgabe übernehmen die Flugakkus.

Energiegewinnung

Photovoltaikanlagen bestehen aus einer Vielzahl von Solarzellen, die Strahlungsenergie direkt in elektrische Energie umwandeln können.

Je nach Einsatzgebiet gibt es eine Reihe von verschiedener Solarzelltypen (monokristallin, polykristallin, amorph, …) die unterschiedlichen Eigenschaften haben. Für unseren Anwendungszweck kamen nur die CIS Dünnschichtzelle in Frage.

Vorteile:

  • Kann auf die Hülle mittels Polyimidfolie aufgedampft werden
  • Geringes Gewicht
  • Semitransparent
  • können breites Spektrum des Lichts nutzen


Steuerung

manueller Betriebsmodus

Ein Luftschiff, das sich autonom im Raum bewegen soll, benötigt eine Vielzahl an Informationen über sich und seine Umwelt. Die Sensoren des Luftschiffs liefern dem entsprechend Information über Position (GPS), Orientierung (Erdmagnetfeld Kompass), Temperatur und Druck.

Der Hotelgast kann das Luftschiff soll über 2 Flugmodi steuern:

  • Automatische Modus

Dabei soll der Benutzer über eine Software verschiedene Andockstationen auswählen können, die dann vom Luftschiff eigenständig ohne weiteres Eingreifen angeflogen werden.

  • Manuelle Steuerung

Im manuellem Betriebsmodus  kann der Benützer sich mit seinem Kokon individuell mittels Bilderkennung im städtischen Raum navigieren.  Dabei erfasst das Luftschiff mittels Scanner die Landschaft aus der Luft und navigiert anhand Landmarken und identifizierten Objekten.

ENTWURFSSTUDIEN

Die Hülle des Kokon entspricht dem Prinzip einer pneumatischen Konstruktion (Formfindung unter Innendruck).

Die 3 Grundprinzipien einer pneumatischen Konstruktion sind:

  • Es ist eine dichte, zugfeste Membran vorhanden, die ein bestimmtes Volumen umschließt.
  • Das vorhandene Volumen wird durch Gas (Luft) aufgefüllt.
  • Die eingeschlossene Gas (Luft) steht im Vergleich zur Umgebung unter einem nahezu konstanten Überdruck
Entwurfsstudien
Entwurfsergebnis
Aerodynamische Form


FERTIGUNGSPROZESS & TECHNISCHE DETAILS

DARSTELLUNG


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Attribute

Depian Daniel, Mair Hannes | Ender Ursula | HB2 | Sky Lounge | 08SS Datei:Render6.jpg

Fakten zu Sky LoungeRDF-Feed
BetreuerEnder Ursula  +
ImageRender6.jpg  +
LVHB2  +
Semester08SS  +
TitelSky Lounge  +
VerfasserDepian Daniel  + und Mair Hannes  +
Persönliche Werkzeuge