Ein Team von Studenten der Universität Pisa in Italien hat kürzlich erfolgreich ein riesiges Papierflugzeug namens ICARUS gebaut und geflogen und damit offiziell den Guinness-Weltrekord für „das größte Papierflugzeug der Welt“ gebrochen. Der Papierflieger wurde am 25. Juni während der WMF – We Make Future-Veranstaltung im BolognaFiere, Italien, zertifiziert und präsentiert.

Der Bericht wies darauf hin, dass der Forschungs- und Entwicklungsprozess von ICARUS weit über das „Klassenzimmer“ hinausgeht

Es ist so einfach wie „Handarbeit“, hat sich aber nach und nach zu einer kompletten praktischen Übung in der Luftfahrttechnik entwickelt. Das Studententeam muss bei der Konstruktion gleichzeitig Stabilität, Gewicht, Steifigkeit und aerodynamische Leistung berücksichtigen und jeden Millimeter der Struktur und Größe nahezu „chirurgisch“ akribisch berücksichtigen.

Laut Guinness World Records-Zertifizierungsdaten hat ICARUS eine Rumpflänge von etwa 7 Metern, eine Flügelspannweite von 20,04 Metern und ein Gewicht von etwa 28,49 Kilogramm. Die Indoor-Flugweite beträgt 59 Meter und übertrifft damit erfolgreich den bisherigen Rekord, der 2013 von einem Team der Technischen Universität Braunschweig in Deutschland aufgestellt wurde. Das Projekt wird auch von dem Wissenschaftskommunikator und Schöpfer Jacopo D’Alesio (Benutzername Jakidale) unterstützt und unterstützt, der bei der Organisation und Dokumentation des gesamten Herstellungs- und Testflugprozesses mitgeholfen hat.

Jakidale sagte, als er zum ersten Mal mit dieser Gruppe von Studenten aus Pisa in Kontakt kam, sei er von dieser „scheinbar verrückten“ Idee angezogen worden – Papier und Kleber zu verwenden, kombiniert mit den Designideen der Tragflächen von Verkehrsflugzeugen, um ein Gigant zu erschaffen, das es noch nie gegeben hat. Seiner Meinung nach liegt die Bedeutung von ICARUS nicht nur im Größenrekord, sondern auch darin, dass es Papierflugzeuge vollständig in den Bereich der echten Technik überführt.

Hinsichtlich der spezifischen Struktur ähnelt die Designlogik von ICARUS eher der von herkömmlichen Flugzeugen, mit der Ausnahme, dass das Hauptmaterial von Metall auf Papier geändert wurde. Das Team verwendete Strukturen wie Holme, Rippen, Vorderkanten, Hinterkanten und Leitwerke, um die Flugstabilität im Rumpf aufrechtzuerhalten und sicherzustellen, dass dieser auch nach der Vergrößerung auf eine Flügelspannweite von 20 Metern noch kontrollierbare Steifigkeit und aerodynamische Eigenschaften aufweist.

Um die Gesamtfestigkeit zu erhöhen, ohne das Gewicht wesentlich zu erhöhen, verwendeten die Studenten laminiertes Papier, sich wiederholende modulare Komponenten und eine Gesamtgeometrie, die die Kraftübertragung erleichtert. Das Projektvideo zeigt, dass das Team mehrere Monate mit Berechnungen, Simulationen und Prototypentests verbrachte und den Entwurf ständig überarbeitete, bevor der endgültige Plan fertiggestellt wurde.

Laut Statistik des Studententeams wurden für den gesamten Papierflieger insgesamt etwa 300 Kilogramm Papier und etwa 60 Kilogramm Vinavil Pro-Kleber (teilweise in verdünnter Form) verbraucht. Bei der Materialkonfiguration wird für die tragenden Hauptteile dickeres Papier mit einem Gewicht von ca. 120 g/m² verwendet, während für die Außenhaut leichtes Papier mit einem Gewicht von ca. 40 g/m² verwendet wird, um ein Gleichgewicht zwischen Festigkeit und Gewicht zu erreichen.

Auf der Ebene des Strukturprozesses verklebte das Team das Papier zu einer Wabenstruktur und verbesserte so die Steifigkeit bei begrenztem Gewicht deutlich. Sie betonten, dass das Ziel nicht einfach darin besteht, „mehr Papier zu verbrauchen“, sondern die Materialien rational so anzuordnen, dass jeder Teil der Struktur bei geringerem Volumen größere Lasten tragen kann.

Nach den Regeln von Guinness World Records reicht es nicht aus, nur riesig zu sein, um den Titel „größtes Papierflugzeug“ zu gewinnen. Teilnehmer müssen von einer Plattform starten, die nicht höher als 3 Meter ist, von einer einzelnen Person gestartet werden und mindestens 15 Meter in der Luft gleiten. Das bedeutete, dass das Design ein Gleichgewicht zwischen aerodynamischer Effizienz und Stabilität finden musste, das eher einer riesigen gleitenden Papiermaschine als einer bloßen „Papierskulptur“ ähnelte.

Um diese strengen Standards zu erfüllen, erstellte das Pisa-Team verschiedene maßstabsgetreue Modelle, bevor es sie finalisierte, um die Auftriebs- und Lagekontrollleistung bei verschiedenen Kombinationen von Tragflächen, Flügelflächen und Startgeschwindigkeiten systematisch zu bewerten. Erst nachdem sich Prototypentests als machbar erwiesen, begannen sie mit dem Bau der endgültigen Version von ICARUS mit einer Flügelspannweite von 20 Metern.

„Ein 20 Meter langes Papierflugzeug scheint auf den ersten Blick keinen praktischen Zweck zu haben, und in gewisser Weise ist es auch so“, gab Jakidale in einer Projektbewertung zu. „Aber es ist dieser Versuch, die Technik aus purer Herausforderung an ihre Grenzen zu bringen, die oft den echten Fortschritt vorantreibt.“

Er erinnerte sich, dass das Team monatelang mit Feuchtigkeit, Struktur, Aerodynamik, jedem Millimeter Toleranz und sogar der Schwerkraft der Erde „gekämpft“ habe. Nachdem er den Moment mit eigenen Augen gesehen hatte, als ICARUS Dutzende von Metern erfolgreich glitt und dann die Säulen des Pavillons traf, glaubte er, dass dies ein Signal sei – selbst wenn das Ergebnis darin besteht, „die Säulen zu treffen“, lohnt es sich immer, zu versuchen, etwas zu bauen, das unmöglich scheint.