DRINGEND Hilfe für ein NASA-Projekt gesucht: 15 Kilo Nutzlast mit einem Drachen heben.

    Liebe Drachen-Community,


    ich bin Teil eines spannenden Projektes, was ich selbst zusammen mit einer Professorin der Universität Honolulu (Prof. Shadia Habbal) vor einem Jahr aus der Taufe gehoben habe, was ich hier kurz umreißen möchte. Unsere Machbarkeitsstudie wird von der NASA finanziert. Erst einmal unser akutes Anliegen:

    Wir benötigen Hilfe von Drachen-Enthusiasten, die sich zutrauen, mit ihren Kites unsere wissenschaftliche Nutzlast in die Luft zu befördern. Die Nutzlast wiegt im Moment 15 kg und wurde im letzten Jahr extra dafür entwickelt, unter einem Drachen zu hängen und während einer totalen Sonnenfinsternis die Sonne autonom zu beobachten und spektroskopische Untersuchungen der Sonnencorona (so etwas wie die Athmosphäre der Sonne) durchzuführen.

    Unser Partner für die Drachenseite des Projekts hat gestern aufgegeben. Wir benötigen nun schnelle Hilfe in Form eines oder mehrerer Drachen, die unserer Nutzlast Flügel verleihen! Dei Bedingungen dafür sind schwierig, denn die kommende Sonnenfinsternis ist bereits am 20. April diesen Jahres in Australien. Zielflughöhe sind mehrere 1000 Meter, jedoch wären wir unter den gegebenen Umständen auch mit ein paar 100 Metern glücklich. Um die Fluggenehmigung soll es hier nicht gehen, die ist seit Monaten in Arbeit und wir befinden uns in enger Abstimmung mit den australischen Behörden.

    Wir wenden uns daher an alle Enthusiasten, die wirklich ernst gemeinte Beiträge zu unserem Problem leisten können. Aufgrund des engen zeitlichen Rahmens bleibt leider kaum Zeit etwas zu bauen. Aber vielleicht existiert ja in euren Kreisen bereits etwas, was diese Kriterien erfüllt? Falls das Limit bei 10 kg liegt, würden wir das evtl schaffen, indem wir einige funktionale Komponenten weglassen würden. Eventuell könnten mehrere Drachen gekettet werden, um die nötige Zugkraft zu erzeugen?

    Wir erwarten zu dieser Jahreszeit in Australien Windgeschwindigkeiten um die 13-20 km/h. Möglicherweise in den Morgenstunden, wenn die Finsternis beginnt, etwas mehr.

    Die Leine könnte unter Umständen von unserem bisherigen Partner zur Verfügung gestellt werden (3000m Dyneema 150DaN)


    Inhaltlich geht es bei dem Projekt und reine Grundlagenforschung im Bereich Sonnenphysik. Unsere Nutzlast besteht zum einen Teil aus einem Spektrometer, was das Licht der Corona ein seine spektralen Bestandteile zerlegt, zum anderen aus einer beweglichen Spiegelanordnung, die das Sonnenlicht von jeder Position des Himmels in das Inneren des Spektrometers leitet. Das Projekt ist eine Machbarkeitsstudie und soll zeigen, dass es prinzipiell möglich ist, mit einem Drachen als Beobachtungsplattform wissenschaftliche Daten während einer Sonnenfinsternis zu erheben. Der Drachen scheint das große Fragezeichen zu sein. Vielleicht könnt Ihr uns helfen!


    Ich würde mich sehr freuen, von euch Antworten oder Hinweise auf Ansprechpartner zu bekommen!

    Falls sich aussichtsreiche Vorschläge abzeichnen, würden wir gerne einen Flugtest organisieren. Falls sich abzeichnet, dass Aussicht auf Erfolg besteht, stehen Mittel für die technische Realisierung und Reisekosten nach Australien zur Verfügung! Leider drängt die Zeit sehr...


    Es wäre toll, wenn sich aus unserer Anfrage etwas entwickeln würde!

    Vielen Dank schon jetzt an alle, die sich etwas dazu überlegen!


    Bestens, Benedikt


    Gerne auch per Email melden unter: benej@gmx.de

    Also das Thema gehört eindeutig in den Bereich Lifter oder KAP - da gibt es hier zweifellos erfahrene Kollegen (ich leider nicht).

    Das Gewicht sollte wohl nicht das Problem sein, mir stellen sich eher andere Fragen...

    Welche Winde herrschen in hunderten oder tausenden Meter Höhe?

    Kann ich einen Kite fliegen, den ich nicht sehe?

    Wird bei Einleinern nicht eher eine dehnbare Leine verwendet statt Dyneema?

    Ist das nicht eher was für einen Fesselballon?


    Bin gespannt, wem hier im Forum was konkretes dazu einfällt und drücke die Daumen!


    Stephan

    Im Einsatz: Tinker Bee • Spiderkites Neon • Sigma Spirit 2.0 • HQ Symphony Speed 2.0 • Sigma Fun 2.0 Quad Mod • Cooper Nexxt One 150 • Spiderkites Mono 2.0 • HQ Alpha 2.5 • Revolution 1.5 EXP • Feine Drachen Basic • Korvo KQKs • Revopolo UL • Div. Vierleiner Eigenbauten
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    Mehrere 1000m als Einleiner ist eine Herausforderung die bei 15Kg Nutzlast schwer bis unmöglich wird. Die Australier haben versucht den Höhenrekord für Einleiner zu brechen. Der liegt bei etwas über 6000m mit einem Single Drachen, kein Gespann. Dazu wurde ein Delta Conyne mit 20KM Dynema Schnur verwendet. Der Drachen hat mit dem Gewicht der Schnur mehr als Genug zu tun. Da geht keine Nutzlast mehr. Hier kann man sich das Projekt ansehen:


    https://www.kitesite.com.au/kiterecord/index.html

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    Nehmt einen Ballon.

    Hallo, ich habe hier noch einen Link zu höhenrekorden:


    Wettermuseum - Drachenweltrekord


    Hier wurden Hargrave Kastendrachen oder Schirmdrachen benutz ich meine auch als Gespann die Drachen haben einen stabilen Flug und einen hohe Zugkraft.


    Dyneema als Flugleine ist insofern ganz gut weil sie leicht ist und bei dieser Länge kommt es dann doch auch auf das Gewicht der Schnur an.
    Eine Nutzlast von 15 kg halt ich prinzipell für möglich. Die Nutzlast müsste mit Hilfe eines Gimbals stabiliert werden und so gitt will solte der Drachen nich genau vor der Sonne stehen, sonst wird eine Sonnenbeobachtung unmöglich. Diese würde ich allerdings gerne an der gespannten Flugschnur hochziehen statt sie gleich mit dem Drachen steigen zu lassen.


    Die Bruchlast der Leine wäre für mein Gefühl erwas gering da würde ich gerne gefühlt das Doppelte nehmen. Wie gesagt, ist nur mein Gefühl.


    Also grundsätzlich halte ich das für möglich und durchführbar, allerdings kann man sowas nach meinem Empfinden nicht in einem Monat aus dem Boden stampfen.


    Das Projekt ist sehr interressant und wenn ich nicht einen 40h Job auszufüllen hätte würde mich sowas reizen.


    Gruß Carsten


    P.S. hier noch ein Video von einem bestehenden Drachensystem zum Heben einer Person. Das Cody Man lifting system

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    Kann man das nicht mit einer entsprechend dimensionierten Drone viel zuverlässiger machen? Wenn ich das richtig verstanden habe geht es um ein ziemlich schmales Zeitfenster. Sich dann von passendem Wind bei diesem Planungsaufwand abhängig zu machen erscheint mir irgendwie .... bizzarr

    Hallo,


    ihr habt euch eine Aufgabe gesetzt, die ein extrem wetterabhängiges Trägersystem nutzt, dass ein nur wenige Minuten dauerndes lokales Ereignis aufzeichnen soll. Welche Grundlagen wollt ihr da erforschen.


    Ein Physiker erklärt euch die Kräfte einen Drachen zum Fliegen verhelfen und in welche Richtungen diese wirken.

    Je mehr Leine ihr habt, desto senkrechter wird sie sich am Drachen ausrichten. Wo hängt die Last? Genau dort, wo auch die Leine ist. Das wird sich wunderbar verwickeln und schon hängt die Last nicht mehr am Drachen, sondern ist Teil der Leine. Ich hoffe mal die Messgeräte können die einwirkenden Kräfte ( Rotationen und Neigungen ) kompensieren.

    Das Problem der Leine kann nur umgangen werden, wenn die Last innerhalb der Waageleinen angebracht wird. Leider ist das sehr nah am Drachen, so dass optische Messungen weitgehend durch diesen verdeckt werden.


    Lasst euch einfach ausrechnen, bei welchen Wetterbedingungen welche Höhe erreicht werden kann, bevor euch die Leine des Drachens stört und nutzt dann ein Trägersystem ohne Verbindung nach unten um die Messungen durchzuführen.


    Ein Drachen ist aus meiner Sicht das am wenigsten geeignete vorhandene Trägersystem für eine solche Messung.


    Ich wünsche euch trozdem viel Glück mit dem Projekt. Bitte lass uns wissen, wenn ich mich irre.


    Viele Grüsse

    Carsten

    Speed: Truxxal 195, Tavor 110, Leponex 135, Lycos 1.4, 3 St. 1.6 (rt ,gn und sw) und 2.0
    Trick: X Std und UL, TNT Std Comp, Tranfer xt.s UL, EOL, Utopia, 2 St.Trick Tail UL, Siron, NSR, NSR Kona, MiniMaster UL, Day&Night, Magnet, Lentus Std+ und UL, Black Perl UL, Easy reloaded, Infinity, Slide
    sonstiges: Rev m-vtd, Topas 2.2, Delta Hawk, 4D, Speed Wing std und xl, Aviv, S-Kite 0.9 und XS, Nano, Like a Rolling Stone, 3er Gespann?


    abzugeben: Magma II 2.0 Special Edition

    Eclipse-Bene Es wäre evtl. hilfreich zu wissen, weshalb der bisherige Kite-Partner aufgegeben hat. Wenn es sich um Detailprobleme handelt, finden sich hier evtl. Spezialisten, die dafür eine Lösung haben. Das Spektrum im Forum ist ja recht groß...


    Viele Grüße

    Stephan

    Im Einsatz: Tinker Bee • Spiderkites Neon • Sigma Spirit 2.0 • HQ Symphony Speed 2.0 • Sigma Fun 2.0 Quad Mod • Cooper Nexxt One 150 • Spiderkites Mono 2.0 • HQ Alpha 2.5 • Revolution 1.5 EXP • Feine Drachen Basic • Korvo KQKs • Revopolo UL • Div. Vierleiner Eigenbauten
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    Naja - Die Sonnenfinsternis beginnt so um 02:00 UTC. Das ist in Western Australia ca. um 10h - nicht gerade frühe Morgenstunden.

    Beste Grüße
    Jürgen


    (No trees were harmed in posting this message, however a significant number of electrons were terribly inconvenienced.)

    Hallo!


    Ich möchte zu den einzelnen Posts kurz Stellung nehmen:


    Natürlich haben wir die Verwendung eines Ballons in Erwägung gezogen uns aber bewusst dagegen entschieden, da Ballons an der Leine nur sinnvoll zu nutzen sind, wenn entweder kein Wind weht oder wenn der Ballon ohne Leine geflogen wird. Ein Ballon im Wind an der Leine ist recht schnell wieder am Boden. Ohne Leine können wir nicht fliegen, da wir unsere Nutzlast nicht irgendwo suchen möchten.

    Außerdem sind mir keine Ballonexperimente bekannt, die optisches Tracking machen. Das Leipziger UFZ mit ihrem Fesselballon macht Aerosolmessungen etc, das sind Sensoren, die nicht nach etwas ausgerichtet werden müssen.

    In unserem Fall kommt jedoch optisches Tracking zur Anwendung (mit einer Drehscheibe, die zwei verstellbare Spiegel trägt, um jeden beliebigen Punkt am Himmel unabhängig von der Position des Drachens und der Windrichtung beobahcten zu können). dafür benötigen wir auch den Wind, der an unserer Nutzlast vorbeiweht und sie über eine Seiten/Höhenruder im Wind stabilisiert. Das Drehmoment, was unsere Drehscheibe erzeugt, muss vom unteren Teil der Nutzlast aufgenommen werden und mithilfe der Ruder abgefangen werden. Um einen Ballon herrscht Windstille, da ist das sehr viel schwieriger.


    Die Nutzlast ist übigens an dem Punkt, wo die Leinen des Drachens zusammenlaufen aufgehängt und hängt (um eine Abschattung der Sonne durch den Drachen zu verhindern) etwa 30m unterhalb. Sie ist durch ein weitere horizontal Leine an der nach unten gehenden Schnur abgespannt um zusätzlich Richtungsstabilität zu bekommen (um das entstehende Drehmoment des Tracking zusätzlich abzufangen und ein Trudeln zu verhindern).


    Das Team um Robert Moore hatte unter anderem die Vorgabe, dass sie nur einen einzigen Drachen nehmen durften, das sie ja den Rekord für einen Einzeldrachen brechen wollten. Der Höhenrekord für eine Kette liegt aber deutlich höher und wurde mit nicht unerheblicher Nutzlast aufgestellt (die damaligen meteorologischen Instrumente, die sie trugen, waren richtige mechanische Datenlogger, die ihre Messergebnissen auf Papier gemalt haben).


    Wenn man die Experimente als Vorbild nehmen möchte, bräuchten wir ein paar große Kastendrachen, die Hintereinander geschaltet werden.


    Unsere Partner haben ein 8qm Double Delta Conyne-drachen verwendet. Angeblich sollte der 20kg schaffen, er hat aber schon bei 2 kg aufgegeben.Da unsere Partner die Leinenspannung gemessen hatte, haben sie draus gefolgert, dass der Drachen deutlich mehr Last hoch wuchten kann. Aber der Zusammenhang ist wohl nicht so trivial wie gedacht.


    Gibt es unter den Lifter-Experten jemanden, der dazu Aussagen machen kann? Wenn mein Drachen mit 50kg zieht, wie viel gewicht kann ich dann dran hängen ohne dass er abstürzt? Berechnet sich das nur über die beiden Vektoren der schrägen Seilrichtung und der vertikalen Gravitation? Muss, um besser Lasten zu heben der Anstellwinkel des Drachens verändert werden?



    Soweit erstmal!

    Danke für die Diskussionsbeiträge!


    Bestens, Benedikt

    Ich denke mit den präziseren Angaben läßt sich die Aufgabe besser definieren.


    Die Argumente bzgl. eines Ballons kann ich nachvollziehen.


    Was die Zugkraft / Traglast des Drachens angeht, denke ich, dass der Wind hier der kritische Faktor ist. Ein 8qm-Kite bei 2 Bft. zieht natürlich wesentlich weniger als bei 5 Bft. Die Größe alleine ist nicht entscheidend, deshalb verwenden wir Lenkdrachenflieger Kites unterschiedlicher Größe. Und der Wind ist weder zum gegeben Zeitpunkt noch in der Höhe vorab abschätzbar. Als Drachenflieger würde ich sagen, hier herrscht Trial-and-Error: verschiedene Drachen zum Einsatz mitnehmen und den jeweils passenden vor Ort auswählen.


    So, ist jetzt unfundiertes Geschwafel, das euch vermutlich schon klar ist... :rolleyes:


    Ich hoffe, es gibt hier im Forum KAP- oder Lifter-Spezialisten, die ihre Erfahrung und Fachwissen beisteuern können.


    Viel Erfolg!

    Stephan

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    Die Nuthlast soll also direkt am Waagepunt des Drachens eingehängt werden und dann ca 30m nach unten hängen.

    Das Problem wird sein, wie oben schon erwähnt, das bei langer Flugschnur diese parabenförmig durchhängt. Das bedeutet, dass die Flugschnur ab den waagepunkt des Drachens fast im 90grad winkel nach unten zeigt. Also wird sich die schnur der nutzlast wahrscheinlich mit der flugschnur verheddern.

    Desweitern wird ein Drachen wahrscheinlich nie so still am Himmel stehe, das eine präzise Ausrichtung der Spiegel unmöglich wird.


    ein dubbledeltaconyne ist denke ich einfach der falsche Drache. Ich würde definitiv einen kastendrachen dafür nehmen.


    ich bin echt gespannt und würde mich freuen über die Fortschritte des Projekts auf dem laufenden gehalten zu werden.


    Gruß Carsten

    Hi Carsten,


    das die Schnur parabelähnlich nach unten hängt stimmt, jedoch wird sich ein Drachen mit Nutzlast nicht im Zenith stabilisieren, sondern unter flacherem Winkel, da er einen größeren Anstellwinkel benötigt um die Last zu tragen (falls ich die Flugmechanik richtig verstehe)


    Unsere Nachführung mit den Spiegeln ist recht schnell und robust, darüber machen wir uns keine Sorgen mehr!


    By the way: hat der Double Delta Conyne auch einen deutschen Namen?


    Ich halte allein aus historischen Gründen einen Kastendrachen auch für die richtige Wahl und würde die benötigte Zugstärke über die Anzahl der Drachen in einer Kette an die Windverhältnisse anpassen.


    Die Frage ist also: Wer kann große Kastendrachen bauen? Hat jemand so was auf Lager? Will jemand da mal einen Kanister dranhängen und langsam auffüllen um zu ermitteln, wieviel er schafft? das wäre die Hilfe, die wir jetzt gebrauchen könnten!

    Ja da hast du schon recht. wir sagen dir alle nur warum es nicht geht. das willst du ja nicht hören.

    jetzt kommt das aber.

    die meisten kastendrachen haben eine Waage mit nur einer Ebene, das bedeutet, dass der Drachen sich den anstellwinkel selbst sucht. Der Anstellwinkel ist also oft nicht einstellbar.

    Selbst wenn der Drachen mit Last nicht in den Zenit steigt sonder "tiefer" am Himmel steht, ist die Parabel der Schnur nur breiter. d.h. je höher der Drache steigt sind wir trotzdem bei einer fast senkrechten flugschnur unter dem drachen.


    es gab da mal jemanden aus coesfeld. der hatte einen cody in den Farben blau rot und gelb, der hatte 150er Zellen. wenn da jemand den Kontakt hat. der wäre bestimmt verrückt genug mit nach Australien zu kommen.


    Gruß Carsten

    Hier hab ich ein Video von den cody gefunden er hat sogar 160er Zellen.


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    Gruß Carsten

    In den Kommentaren zum Video auf YT hat Klemens ein paar Antworten geschrieben:

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    Klemens Brumann


    Klemens Brumann

    vor 1 Jahr der Cody hebt bei starkem Wind locker eine erwachsene Person

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    Viele Grüße

    Stephan

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    Ich will an dieser Stelle auch noch ein paar Gedanken zu dem Thema loswerden. Ob das nun zielführend ist kann ich aber nicht sagen.


    Meine Praxis in Großdrachen endet bei einer 12m² Kap-Foil nach Beuthnagel. Das ist eine stablose Parafolie. Die steht bei passenden Wind in einem Winkel von 60-70° zum Bodenanker. Gemessen habe ich das nicht, nur geschätzt. Der Zug an der Leine und die Hebekraft sind hier völlig unterschiedlich. Der Zug kann je nach Wind über 100kg erreichen. Die Hebekraft ist aber nur ein Bruchteil davon. Hier kommt es auch darauf an wo die Last sitzt. Ich verwende meist große Windspiele in Bodennähe. Hier geht die Leine flach zum Windspiel und von da steil zum Drachen. In eurem Fall ist das umgekehrt. Ihr wollte die Last möglichst steil weit nach oben bekommen. Aus dieser Überlegung muss der Drachen einen großen Lift haben was man meiner Meinung nur mit Drachen erreicht die eine mehrschencklige Waage haben (oben, unten). Das hat Carsten ja auch schon erwähnt.


    Hier würde ich zu einer großen Lifter Foil greifen die >16m² hat. evt 24m² oder sogar 32m². Keine Flowform, da diese nur eine Waage Ebene haben. Vom Transport und Aufbau sind diese Drachen Prinzipbedingt unproblematisch. Der Cody ist hier in Sachen Tragkraft und Flugwinkel natürlich ein ganz anderes Kaliber. Der Steht steiler aber dafür bedarf es mehr Logistik beim Transport und Aufbau. Das gute Stück ist nicht in 5 Minuten flugfertig. Es gibt noch andere geeignete Kastendrachen, die sich schon vor über 100 Jahren bewährt haben. Aber die kauft man nicht mehr eben von der Stange.


    Die Last sollte mit einem Picavet (https://en.wikipedia.org/wiki/…graphy#Picavet_suspension) aufgehängt werden. Das sollte passend Dimensioniert sein. Die Last würde ich im oberen Zehntel der Leine einhängen um dem Drachen genug spiel zu geben und den Start zu erleichtern. Die Last sollte dem Wind möglichst wenig Fläche bieten. Horizontaler Wind auf die Last drückt den Leinenwinkel runter was der Drachen mit mehr Hebekraft kompensieren muss.


    Bei Drachen dieser Größe ist die Leine auch nicht unproblematisch. Wenn Ihr 1000m erreichen wollt muss man sich mit Herstellern auseinander setzen die so etwas am Stück anfertigen können. Da der Drachen nicht Senkrecht steht benötigt ihr deutlich mehr Leine. Das muss man ausrechnen aber ich denke 2km sollten das schon sein. Bei der Kraft dieser Großdrachen kommt hier aufgrund des Gewichts bei der Länge nur Dyneema in Frage. Alles andere wird zu dick (Winddruck) und zu schwer. Welche Stärke man da braucht muss man wohl ausmessen. Der Codybesitzer kann sicher dazu was erzählen. Ich fliege meine 12m² Kap-Foil an 3mm Dyneema, die 900KG Bruchlast hat. Ja, man hat gern Reserven :) 2mm würden das bei mir wohl auch locker tun.


    Um dann so einen Großen Drachen handhaben zu können wird man um eine motorische Winde wohl nicht drum rum kommen. Man sieht ja bei dem Rekordversuch was die da für einen Aufwand getrieben haben nur um die Leine zu handhaben. Stellt euch mal eine Leine vor, an der 100-200kg ziehen. Manuell kriegt ihr das nicht mehr gezogen. Beim ziehen steigt auch noch der Druck an der Leine. Dieser sollte gemessen werden um die Last beim einholen nicht zu überschreiten. Die Winde muss auch verankert werden. Das ganze Thema Seil/Winde ist eine separate Herausforderung in meinen Augen.


    Ich drück euch die Daumen.