Matthias Hippen untersuchte die Aerodynamik der Flugobjekte bei der traditionellen Sportart Hornussen.
Beim Hornussen handelt es sich um eine traditionelle Schweizer Sportart, bei der das Flugobjekt, auch Hornuss genannt, so weit wie möglich geschlagen werden soll. Durch die Verwendung von kohlefaserverstärkten Schläger erhöhte sich auch die Flugweite. Um das Spiel interessanter zu gestalten muss das Flugobjekt, auch Hornuss genannt, weniger weit fliegen.
Abb. 1: Strömungsmessung im Windkanal
Abb. 2: Simulation der Stabilität während des Fluges
Aufgabenstellung
Vorausgegangen war eine Untersuchung des momentanen Stands. In dieser wurde eine Abschussgeschwindigkeit des Hornuss von bis zu 75 m/s und eine Rotationsgeschwindigkeit von über 3500 U/min gemessen. Ziel dieses Projekt war die Überprüfung der Simulation mit einem Windkanal-Experiment. Zusätzlich sollen neue Materialien spritzgegossen und ihre Dämpfungseigenschaften während des Abschlags überprüft werden.
Abb. 3: Stosszahl der verschiedenen Materialien
Ergebnisse
Bei vier verschiedenen Formen, darunter auch der originale Hornuss, wurden weitere Untersuchungen durchgeführt. Dabei war das Rotationsverhalten und die Stabilität während des Fluges von Interesse. Besonderes Verhalten zeigte die Form, wie sie in Abb. 2 gezeigt ist. Mit höherer Strömungsgeschwindigkeit fällt die Rotationsgeschwindigkeit nicht ab, sondern erhöht sich weiter. Bei einer maximalen Umströmungsgeschwindigkeit von 110 m/s kommt es jedoch zum unkontrollierten Flugverhalten. Rotationsverhalten und Windwiderstandskraft wurden im Windkanal-Experiment mit denen der Simulation verglichen und zeigten wenig Abweichung. Um die Dämpfungseigenschaften abzuschätzen zu können sind zehn Materialien in der ursprünglichen Form spritzgegossen worden. Beim abschliessenden Schlagtest sind die unterschlichen Stosszahlen ersichtlich (siehe Abb. 3) Um Material und Form beliebig kombinieren zu können, wurde auf Basis eines Excel-Programmes die Flugbahn berechnet (Abb. 4).
Abb. 4: Programmoberfläche des Excel-Programmes
Projektinformation
Diplomand | Matthias Hippen |
Auftraggeber | |
Experte | Marc Wintermantel |
Examinator | Prof. Dr. Daniel Weiss, Marvin Rüppel |