Flugzeugantrieb von morgen
Wie funktioniert ein Flugzeugantrieb?
Forschungsfrage
Wie kann mit einfachsten Materialien ein kleiner Elektromotor gebaut werden?
Hier geht’s zum ForschungsprotokollDas brauchst du:
- 2 x Neodym-Magnete
- 1 x Schraube aus Eisen
- 1 x Kupferdraht mit Isolierung
- 1 x AA-Batterie
- Seitenschneider oder Cuttermesser
1
Schneide ein etwa 20 cm langes Stück vom Draht ab. Damit Strom durch den Draht fließen kann, müssen von jeder Seite etwa 2 cm der Isolierung abgetrennt werden. Nimm dazu den Seitenschneider oder das Cuttermesser zur Hilfe und schneide ganz vorsichtig in die Isolierung. Achte darauf, dass du nicht in den Draht schneidest. Bist du einmal rum, kannst du die Isolierung abziehen.
2
Platziere die Schraube mit dem Kopf nach unten mittig auf die beiden Magnete. Die Schraube sollte jetzt von den Magneten angezogen werden und so stehen bleiben.
3
Halte die Batterie an das andere Ende der Schraube. Die Schraube muss dabei einen der beiden Pole der Batterie berühren.
4
Halte die Batterie fest und ziehe sie langsam nach oben, sodass die Schraube mitsamt Magneten in der Luft schwebt.
5
Nimm den Draht, halte ein Drahtende an den oberen Pol der Batterie und fixiere es mit dem Zeigefinger.
Achtung:
Die Geschwindigkeit des Motors variiert, je nachdem wie stark der Draht an die Magnete gedrückt wird.
6
Drücke das andere Ende des Drahtes mit der freien Hand ganz leicht an die Seite der Magnete, bis sich die Schraube zusammen mit den Magneten dreht.
Probiere es aus:
Den ersten Schritt darf aufgrund der scharfkantigen Werkzeuge nur ein Erwachsener durchführen. Je nachdem, wie die Batterie gehalten wird, ändert sich die Drehrichtung des Motors.
Wenn du wissen willst, wie das Flugzeug angetrieben wird, lies weiter.
Welche Phänomene stecken hinter dem Experiment?
Die Batterie liefert Strom – aber er fließt nur, wenn ihre beiden Pole miteinander verbunden werden. Dafür sorgt der Draht, der sie über die Magnete und die Schraube in Kontakt bringt. Der Stromkreis ist also geschlossen und der Strom fließt. Dabei wandern Elektronen durch den Draht. Unterwegs werden sie durch das Magnetfeld abgelenkt. Man kann sich das wie einen unsichtbaren Strudel vorstellen, der schließlich auch die Schraube in Drehbewegung versetzt.
Das kennst du aus dem Alltag
Du weißt bestimmt, dass Batterien Strom liefern: etwa in vielen Spielzeugen wie in ferngesteuerten Autos. Und du weißt auch, dass Magnete eine Anziehungskraft ausüben. In diesem Versuch wirken diese beiden Sachverhalte zusammen.
So wird dieses Phänomen in der Luft- und Raumfahrt genutzt
Der winzige Elektromotor zeigt im Kleinen, was in der Luftfahrt im ganz großen Maßstab angestrebt wird. Das Stichwort heißt „elektrisches Fliegen“. Statt mit Flugbenzin werden dabei die Triebwerke mit Strom angetrieben. Der Vorteil ist offensichtlich: Beim „elektrischen Fliegen“ entstehen keinerlei schädliche Abgase. Erste kleinere Flugzeuge haben auf diese Weise schon Testflüge absolviert auf dem Weg zu einer umweltfreundlichen und klimaneutralen Luftfahrt der Zukunft.
