Sammlung 3D – eine C-35 im Zürcher Windkanal


Dieses Flugzeugmodell stammt aus dem ehemaligen Institut für Aerodynamik. Rund 430 Objekte, darunter weitere Flugzeugmodelle und andere aerodynamischen Forschungsmodelle, wurden 2019 an die Sammlung wissenschaftlicher Instrumente und Lehrmittel übergeben. Viele dieser Objekte wurden entweder im grossen Windkanal oder im Überschallkanal, für den das Institut weltweite Bekanntheit hatte, getestet.

Institut für Aerodynamik 

Das Institut für Aerodynamik wurde 1934 gegründet. Bereits Ende der 1920er Jahre formulierte das eidgenössische Militär das Bedürfnis nach einer Versuchsanstalt für Luftfahrt. Nach langen Verhandlungen wurde 1930 beschlossen, am Maschinenlaboratorium der ETH ein aerodynamisches Laboratorium einzurichten, das Jakob Ackeret als ausserordentlicher Professor für Aerodynamik leitete. 1934 wurde das Laboratorium zum Institut umgewandelt und Ackeret zum ordentlichen Professor ernannt. Er gilt bis heute als einer der bedeutendsten Aerodynamiker der Schweiz.

Forschung im Windkanal 

Ackeret konnte das Institut mit modernen Messeinrichtungen ausstatten, darunter auch den grossen Windkanal mit einem Durchmesser von 3 x 2.1m und einer maximalen Geschwindigkeit von 320km/h. In den Windkanal wurden entsprechend verkleinerte Nachbildungen, also Modelle, von Flugzeugen, Propellern, Tragflächen, Kühlern etc. gestellt und verschiedene Komponenten getestet. So konnten ungünstige Formen am Modell erkannt und in kürzester Zeit Verbesserungen vorgenommen werden. Diese Erkenntnisse wurden dann mittels einer Übertragungsformel auf die Grossausführung übertragen.

Dass mit der Gründung des Instituts und dem Bau eines grossen Windkanals auch auf ein Bedürfnis des Militärs reagiert wurde, zeigt sich darin, dass der Windkanal bereits während der Feinabstimmung vom Militär beansprucht wurde. Bereits 1934 sollte das Institut ein neues Flugzeugmodell der Schweizer Luftwaffe testen: den zweisitzigen Doppeldecker C-35.

Die obigen Bilder zeigen zwei Flugzeugmodelle im Windkanal, links die C-35, in der Mitte die ab 1939 produzierten C-36. Die Modelle wurden kopfüber in den Kanal gehängt. An den Flugzeugen waren Seile befestigt, welche mit Waagen verbunden waren, die sich auf einer Plattform oberhalb des Windkanals befanden, im Bild rechts erkennbar. So konnten beispielsweise Auftrieb oder Widerstand gemessen werden.

Ein Schweizer Militärflugzeug

Die C-35 war eine Weiterentwicklung des niederländischen Jagdbombers Fokker C.V., der seit 1924 im Einsatz war. Produziert wurde die C-35 ab 1936 in den Eidgenössischen Konstruktionswerkstätten K+W in Thun (links im Bild). Der Erstflug erfolgte noch im selben Jahr. 88 Exemplare des Aufklärungs- und Bombenabwurfflugzeugs waren bis 1945 im Einsatz.

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3D – Digitalisierung

Objektauswahl
Die grossen Flugzeugmodelle mit einer Flügelspannweite von bis zu 160cm gehören zu den auffälligsten und eindrücklichsten Objekten in der Sammlung. Am Beispiel dieser Flugzeugmodelle lässt sich die Forschung im Windkanal in den 1930er und 40er Jahren gut aufzeigen, aber auch die Verflechtungen von Forschung und Militär in dieser Zeit. Aufgrund ihrer Grösse ist ein Transport der Modelle jeweils mit viel Aufwand verbunden. Das 3D-Modell erlaubt es, das Modell in einer Führung ausserhalb des Sammlungsdepots zu zeigen. Die wahre Grösse kann jedoch am Bildschirm nicht erfasst werden und das Original ist nach wie vor eindrücklicher und zugänglicher. Der Mehrwert für die Vermittlung der Sammlung kann damit eher als gering eingeschätzt werden. Doch vielleicht eröffnen sich andere Nutzungsmöglichkeiten im Bereich von Mixed oder Virtual Reality? Wir sind offen für Ideen: scientific-instruments@library.ethz.ch.

Photogrammetrie und Modellierung
Dank eines von ikonaut selbst hergestellten, grossen Drehtellers, konnte auch dieses Modell photogrammetriert werden. Das Flugzeug ist mit einem roten Lack bemalt, der stark reflektiert. Das Bild zeigt einen Zwischenschritt – deutlich erkennbar sind die vielen Löcher, die es aufgrund der Reflexionen gab. Der Scan konnte daher nur als Orientierung dienen, das Modell musste mehrheitlich manuell nachgebaut werden. Die Zeitung diente übrigens als Marker bzw. Referenzpunkt für die Bestimmung der einzelnen Positionen der Aufnahmen.

Metadaten

Bezeichnung:
Modellflugzeug C-35
Inventarnummer:
ETHZ_IFAe_0431
Datierung:
ca. 1934
Masse:
128cm x 162cm x 44cm
Material:
Holz, Metall
Modellierer:
ikonaut
Verfahren:
Photogrammetrie
Software:
Agisoft Metashape, Cinema 4D, 3D-Coat

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