Der Styrling-Motor
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DVD 5

Robert Stirling und der Stirling-Motor

Das Thema alternative Energieversorgung ist heute wichtiger als je zuvor und dieser Trend beschert auch einer 190 Jahre alten Erfindung neue Aufmerksamkeit: dem Stirling-Motor, benannt nach seinem Erfinder Reverend Robert Stirling.
Obwohl die Prinzipien der Thermodynamik noch nicht bekannt sind, kennt Stirling bereits die Eigenschaften von Gasen, sich bei Wärme auszudehnen und bei Kälte zusammen zu ziehen. Auf diesem Prinzip beruht die Funktion des Stirling-Motors.
Aber neben der wesentlich verbesserten Sicherheit hat der Stirlingmotoren gegenüber den Dampfmaschinen auch einen geringeren Brennstoffverbrauch. Eine der größten Vorteile des Stirling-Motors ist, dass er jeden beliebigen Brennstoff nutzen kann.

Rudolf Diesel und der Dieselmotor

Anfang des 20.Jahrhunderts verschwinden die Dampfmaschinen nach und nach in die Museen: Dieselmotoren übernehmen ihre Rolle. Sie sind kleiner, effektiver und überall einsetzbar. Erfinder und Namensgeber des neuen Motors ist der Ingenieur Rudolf Diesel.

Diesel gelingt es, innerhalb von 15 Jahren, einen Motor zu entwickeln, der die Dampfmaschine ersetzen kann. 1898 ist in der Zündholzfabrik in Kempten ein erster Dieselmotor im Einsatz – der Beginn eines Verkaufsschlagers.

Der Grund dafür liegt in der Effektivität des Dieselmotors. Er bringt bei gleichem Energieverbrauch mehr Leistung als alle anderen damals gebräuchlichen Maschinen.

Frank Whittle, Hans von Ohain und das Strahltriebwerk

Die ersten Flugzeuge waren Propellerflugzeuge: Sie sind einfach zu bauen und die erreichten Geschwindigkeiten waren Anfang des 20.Jahrhunderts ausreichend.

Es ist der Brite Frank Whittle, der über einen Antrieb nachdenkt, der für mehr Geschwindigkeit geeignet wäre und bis in eine Höhe von 35000 Meter arbeiten könnte. Seine geniale Idee: Er will den nötigen Schub direkt durch Verbrennung von Luft und Treibstoff in einer Brennkammer erzeugen. Anstatt die Abgase einfach verpuffen zu lassen, nutzt Whittle den entstehenden Abgasstrahl für den Vortrieb.

Zur gleichen Zeit aber arbeitet Hans Pabst von Ohain in Deutschland an einem ganz ähnlichen Projekt: er erfand den Turbinenantrieb. 1939 ist es soweit: Das erste Flugzeug der Welt mit Strahlturbinenantrieb erhebt sich zu einem tadellosen Probeflug in die Luft.

William Robert Grove und die Brennstoffzelle

Das Prinzip der Brennstoffzelle ist schon über 160 Jahre alt. Aber die „galvanische Gasbatterie", die der britische Physiker William Grove bereits 1839 beschreibt, gilt heute als Zukunftstechnologie. 1839 präsentiert Grove während eines Vortrages vor der Royal Institution in London eine funktionsfähige Brennstoffzelle. Er taucht zwei Platinelektroden in Schwefelsäure und umgibt die eine mit Wasserstoff, die andere mit Sauerstoff. Er kann somit einem außen angelegten Stromkreis mit Hilfe eines Galvanometers einen Stromfluss feststellen: Damit ist die Brennstoffzelle erfunden. Für die Umwelt ist die Brennstoffzelle aber erst dann ein richtiger Gewinn, wenn es gelingt, als Energiequelle für die Wasserstoffherstellung mittels Elektrolyse Solar-, Wind- oder Wasserkraft zu benutzen.

Daniel Bernoulli und die Hydrodynamik

Warum fliegt ein Flugzeug überhaupt? Was hält es in der Luft? Wie funktioniert ein Parfumzerstäuber? Es ist oft unangenehm, wenn der Duschvorhang beim Duschen immer näher kommt und irgendwann am Körper klebt. Was ist der Grund dafür? Hinter all diesen Phänomenen steckt ein physikalisches Gesetz, das ein Schweizer Mathematiker und Physiker im frühen 18. Jahrhundert als erster erkannte. Schon für die Zarin, Katharina die Große nutzte er seine Kenntnisse für den Bau von Wasserspielen und Springbrunnen am Petersburger Hof. Darüber hinaus beschäftigt er sich intensiv mit dem Strömungsverhalten von Flüssigkeiten und experimentiert mit unterschiedlich dicken Rohren und der Fließgeschwindigkeit des Wassers. Der für das Strömungsverhalten von Flüssigkeiten stehende Begriff „Hydrodynamik" wird von Daniel Bernoulli erstmals verwendet und er gibt damit einem neuen Teilbereich der Physik seinen Namen.

Carl von Linde und die Kühltechnik

Der Erfinder des gleichen Prinzips, das auch heute noch in Kühlschränken angewendet wird, kommt aus Bayern: Carl Linde wird 1842 in Oberfranken geboren. Nach seinem Maschinenbau-Studium arbeitet er zunächst als Ingenieur und wird später außerordentlicher Professor an der Polytechnischen Schule in München. Sein Interesse galt der Wärmelehre. Linde entwirft eine Kältemaschine, die auf einem Kreislaufprinzip basiert. Die neue Maschine entzieht der Umgebung so viel Wärme, dass es sogar möglich ist, aus Wasser Kunsteis zu erzeugen. Für diese Kühlmaschine erhält Linde 1877 die deutschen Reichspatente. Um die zunächst geringe Nachfrage nach seinen Kühlmaschinen zu kompensieren, gründet Linde eigene Eisfabriken. Und schon bald ist die Nachfrage nach Blockeis riesig und schon bald hält die Kühltechnik Einzug in alle möglichen Bereiche, z.B. die Kühlung in Molkereien und 1913 wird der erste Kühlschrank für den Hausgebrauch in den USA verkauft.