Titel des Projekts: Bodeneffekt

Mannschaft: Príncipe Felipe_Grundeffekt

Calle de Finisterre   Madrid   Spanien   6 Alter des Schülers: 14-15 Jahre alt

Können wir ein Fahrzeug entwickeln, das weniger Emissionen verursacht?

Nachdem wir uns den EO-Browser und die Gase Methan, Kohlenmonoxid, Stickstoffdioxid und Schwefeldioxid angeschaut hatten, waren wir überrascht, wie hoch die Konzentrationen in Madrid sind. So beträgt die NO2-Konzentration in Madrid 59,4 μg/m3 und in Toledo etwa 2 μg/m3. Obwohl diese Städte nahe beieinander liegen, ist der Unterschied in der Konzentration schädlicher Gase beträchtlich, fast 30 Mal größer. Diese hohen Gaskonzentrationen können verschiedene Krankheiten verursachen, und deshalb haben wir uns überlegt, wie wir die Emissionen von Schadstoffen verringern können. Wir glauben, dass wir dieses Ziel erreichen können, indem wir ein Fahrzeug entwerfen, das den Bodeneffekt nutzt, um sich mit höherer Effizienz fortzubewegen und so den Kraftstoffverbrauch und damit auch den Ausstoß dieser Gase zu verringern.
Als wir überlegten, wie wir dieses Problem lösen könnten, entdeckten wir, dass ein Fahrzeug, das den Bodeneffekt nutzt, um sich fortzubewegen, weniger Emissionen verursachen könnte. Bodeneffektfahrzeuge fliegen in Bodennähe, und während sie sich bewegen, wird Luft zwischen den Flügeln und der Oberfläche, über die sie fliegen, eingeschlossen. Da sie den Boden nicht berühren, erleiden sie keine Reibungsverluste mit der Oberfläche, und dieses Luftpolster, das unter den Flügeln entsteht, erzeugt noch mehr Auftrieb. Das ist sehr hilfreich, denn es verringert die Energie, die benötigt wird, um sich mit einer bestimmten Geschwindigkeit fortzubewegen, und aus diesem Grund würde ein Fahrzeug, das den Bodeneffekt nutzt, weniger umweltschädliche Gase ausstoßen. Wir hoffen, dass der Einsatz von Fahrzeugen, die den Bodeneffekt ausnutzen, die Schadstoffemissionen verringern könnte.

Wir haben die EO-Browser-Bilder analysiert, um die Konzentration von Methan, Kohlenmonoxid, Stickstoffdioxid und Schwefeldioxid in Madrid zu untersuchen. Und wir haben all diese Daten mit den Werten der CO- und NOx-Konzentrationen in Barrio del Pilar von 2010 bis 2023 verglichen, die beide sehr hoch sind. Wir haben die Daten vom 'Portal de calidad del aire de Madrid' und 'AEMET Open Source' heruntergeladen.
Viele dieser schädlichen Gase werden von Fahrzeugen ausgestoßen. Durch die Entwicklung eines speziellen Fahrzeugs, das weniger Emissionen erzeugt, könnten wir diese reduzieren. Dazu werden wir uns den Bodeneffekt zunutze machen, der dadurch entsteht, dass ein Flugzeug nahe am Boden fliegt. Er reduziert die Wirbel um die Tragflächen, was den Luftwiderstand verringert und den Auftrieb erhöht. Dadurch wird weniger Treibstoff für die Fahrt benötigt, was wiederum die Emissionen des Fahrzeugs verringert.
Wir könnten die Auswirkungen des Bodeneffekts auf den Energieverbrauch eines Fahrzeugs messen, indem wir ein Flugzeug mit einem Stromsensor zur Messung der Energie, die zur Aufrechterhaltung einer konstanten Geschwindigkeit erforderlich ist, und einem Abstandssensor bauen, um diese Tests in einer konstanten Höhe durchzuführen und die Beziehung zwischen der Höhe über dem Boden und dem Energieverbrauch zu prüfen, obwohl wir einige Simulationen durchgeführt haben, um diese Werte zu erhalten, ohne das eigentliche Fahrzeug bauen zu müssen.
Wir haben die Energie analysiert, die ein Fahrzeug beim Fliegen in und aus dem Bodeneffekt benötigt. In den folgenden Diagrammen sehen wir, dass das Fahrzeug in Bodennähe weniger Widerstand und mehr Auftrieb erfährt.

Durch die Entwicklung und den Bau neuer Fahrzeuge, wie das in diesem Projekt vorgestellte, können wir die Schadstoffemissionen verringern und unsere Zukunft verbessern.

https://sites.google.com/view/ground-effect-vehicle/introduction?authuser=2

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Die Projekte werden von den Teams erstellt und sie übernehmen die volle Verantwortung für die gemeinsamen Daten.
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