Erst bei Airbus in Bremen, jetzt in der eigenen Anlage in Weyhe: Heinz Hansen forscht in Windkanälen

Auf der Suche nach dem perfekten Flügel

Hat mehrere Jahre am eigenen Windkanal gearbeitet: Der Luftfahrtingenieur Heinz Hansen aus Leeste.
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Hat mehrere Jahre am eigenen Windkanal gearbeitet: Der Luftfahrtingenieur Heinz Hansen aus Leeste.

Weyhe – Mit Flügelprofilen von großen Fliegern kennt sich Heinz Hansen sehr gut aus: Der Luftfahrtingenieur aus Leeste hat in rund 35 Berufsjahren viel Zeit in Europas Windkanälen verbracht und war bei Airbus Leiter der Laminarforschung. Zwar ist der 67-jährige Aerodynamiker seit vier Jahren in Rente, doch er sucht weiterhin nach der perfekten Flügelform – nur eben nicht mehr für den Airbus-Konzern, sondern er forscht nun auf eigene Faust.

  • Heinz Hansen (67) aus Leeste hat einen eigenen Windkanal in einer Scheune gebaut.
  • Der Leester sucht für Segelflugmodelle das perfekte Flügelprofil.
  • Er forscht an Modellflugzeugen. Sie weisen spezielle Strömungsphänomene auf.

Seine Arbeit verfolgt jetzt ein anderes Ziel: Die neuen Flügel sollen nicht große Passagierjets in die Luft bringen, sondern ganz, ganz kleine Flugzeuge: Modellflugzeuge.

Die Herausforderung sei ähnlich groß, sagt er. Modellflugzeuge würden nämlich spezielle Strömungsphänomene aufweisen, die schwer zu berechnen seien. Heinz Hansen habe nach jahrelanger Bauzeit nun eine Anlage zur Verfügung, in der er Flügelprofile vermessen kann: ein privater Windkanal.

Der Weyher Ingenieur habe mehrere Jahre an einem eigenen Labor aus Holz, durchsichtigen Scheiben aus Kunststoff und einem sogenannten V2A-Stahl gebaut. „In Anlehnung an den Bremer Airbus-Windkanal“, ergänzt der Leester.

„Er ist vergleichbar mit dem der Uni Stuttgart.“ Diese Uni habe einen Kanal für Modellflieger, an dem laut Hansen viele Studenten ihre Diplom-Arbeiten geschrieben und Doktoranten geforscht hätten. Allerdings hätten die Schwaben im Vergleich zur Weyher Anlage mehr hochwertige Technik und Computersteuerung im Einsatz, um beim Flügel auftretende Auftriebs- und Widerstandskräfte zu messen. In der Wesergemeinde sei viel mehr Handarbeit gefordert. Das Sichtbarmachen von Rauchströmung gebe es in Weyhe noch nicht, aber das geplant.

Heinz Hansen hat in seine Anlage einen vermessenen Referenzflügel gespannt und dabei sehr ähnliche Werte ermittelt wie die Anlage in Stuttgart sowie Windkanäle der Uni Delft in Holland und Uni Illinois in den USA.

Hinter der Tür einer unscheinbar wirkenden Scheune im Weyher Ortsteil Ahausen verbirgt sich sein Windkanal, der so in Deutschland in privater Hand wohl einmalig sei. Er kenne keine vergleichbare Anlage. Der 67-Jährige komme rum und tausche sich mit anderen Wissenschaftlern aus. Heinz Hansen, hat Luft- und Raumfahrt an der RWTH Aachen studiert und nach eigenen Angaben diverse nationale und EU-Forschungsprogramme geleitet.

Seine Vorrichtung sei auf ein sehr spezielles Hobby ausgerichtet. Es gehe zum Beispiel um Flügelprofile für Segelflugmodelle von Wettkampfklassen, die aus einer bestimmten Höhe entweder möglichst lange oder möglichst weit fliegen müssen.

Heinz Hansen begann im Jahr 2017, die Anlage zunächst im Wohnzimmer zu bauen. Als auch später seine Garage nicht mehr ausreichte, um die Teile zu lagern, suchte er eine Halle. Fündig wurde er in Ahausen. Dort, wo er jetzt forscht, hatte zuvor ein Autoschrauber seine Werkstatt. Für Heinz Hansen sei der Bremer Luftfahrtpionier Henrich Focke Vorbild gewesen, der vor 60 Jahren begann, einen privaten Windkanal zu bauen. Henrich Focke, Mitbegründer von Focke-Wulf und Konstrukteur des ersten voll steuerbaren Hubschraubers, errichtete seine Anlage in der Nähe des Bremer Hauptbahnhofs. Im Gegensatz zu dem 1960 errichteten Labor des Luftfahrtpioniers ist der Windkanal des Weyhers vollgestopft mit Hightech. Einige Bauteile musste er sogar aus dem Ausland besorgen.

Zum Beispiel kam eine 1,4 Quadratmeter große Wabe aus Aluminium aus Italien. Sie werde zwar in Deutschland hergestellt, aber nicht an Privatkunden in kleiner Stückzahl verkauft. Diese Aluwabe sei aber ein wichtiges Bauteil. Sie ist in einen Rahmen eingespannt und soll am Anfang der Anlage für eine gleichmäßige Luftströmung sorgen.

Hinter der Aluwabe wird die Luft durch drei Siebe geschickt, um sie dann in eine Düse zu leiten. „Am Einlauf strömt die Luft mit drei Metern pro Sekunde ein und wird im Inneren der Anlage um den Faktor zehn verstärkt.“ Dort wird die Luft beschleunigt und tritt mit einer Geschwindigkeit von bis zu 45 Metern pro Sekunde in den sogenannten Messquerschnitt. Das sei auch schon die maximale Geschwindigkeit. Der Windkanal bei Airbus in Bremen könne erheblich größere Geschwindigkeiten erzeugen. „Da untersucht man Flügel in Landesituationen“, so Hansen.

Ihm gehe es in Weyhe darum, die sich verändernden Werte anzuschauen, wenn der sogenannte Anstellwinkel des Flügelprofils verändert wird und dabei die Kräfte gemessen werden. „Das geschieht mit Kraftsensoren, die ähnlich funktionieren wie eine Körperwaage, nur dass die Instrumente kleiner und präziser sind. Sie sind im Messlabor kalibriert worden.“

„Ein Modellflugzeug fliegt nie bei konstanten Werten“, sagt Hansen. Der Pilot am Boden ändert über die Fernsteuerung stets Geschwindigkeiten und durch die Ruder den besagten Anstellwinkel. „Weil sich die Lage des Flügels im Raum also stets ändert, ändern sich auch die Kräfte.“

Den in der Messstrecke eingespannten Flügel könne man von außen bewegen. Sensoren übertragen die Werte aus der kalten Scheune über Kabel an einen Rechner in einem geheizten Nebenraum. Seine Ehefrau Anne Hansen hilft dort als Forschungsassistentin mit und verändert zum Beispiel nach den Anweisungen ihres Mannes die Drehzahlen des Hochleistungsventilators.

Der Aerodynamiker möchte sein Wissen weitergeben und bei Interesse Schulen die Möglichkeit zur Projektarbeit anbieten.

Von Sigi Schritt

Ein Musterflügel im Windkanal.
Fungiert als Forschungsassistentin: Anne Hansen.

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