Prof. Dr. Peter F. Pelz Bild: TU Darmstadt

Prof. Dr. Peter F. Pelz, Leiter des Instituts für Fluidsystemtechnik, TU Darmstadt und Sprecher des Sonderforschungsbereichs „Beherrschen von Unsicherheit in lasttragenden Systemen des Maschinenbaus“. Bild: TU Darmstadt

  1. Ohne Flüssigkeit kein Leben: Der Mensch ist so auf Luft und Wasser angewiesen, dass wir seit 50 Jahren den Weltraum nach Sauerstoff und Wasser absuchen. 1965 lieferte die Nasa-Sonde Mariner 4 die ersten Bilder der Marsoberfläche. Die Bilder wurden noch im Vorbeiflug geschossen. Im Jahr 2004 war der Mensch mit Maschinen schon auf dem Planeten: Zwei Rover lieferten den Beweis für vergangene Vorkommen von flüssigem Wasser auf dem Mars.
  2. Ohne Flüssigkeit keine Fluidtechnik: Seit 50 Jahren stellt die Zeitschrift fluid Entwicklungen und Technologien in der Fluidtechnik dar. In der Fluidtechnik sind Luft, Wasser und Öl Konstruktionselement. Wir nutzen die Flüssigkeiten zur Leistungsübertragung von der Pumpe zum Arbeitsprozess.
  3. Ohne Werner von Siemens keine elektrische Leistungsverteilung: Seit 150 Jahren elektrifizieren wir die Welt. Im Jahr 1867 stellte Werner von Siemens auf der Weltausstellung in Paris seinen Dynamo vor. Seither können Arbeits- und Kraftprozesse über weite Strecken getrennt werden. Vor dem wichtigen Jahr 1867 waren Kraft und Arbeitsprozesse räumlich aufeinander angewiesen: Der Schmiedehammer ist über ein mechanisches Getriebe mit dem Wasserrad direkt verbunden. Elektrische Leistungsverzweigung ist einfach. Hydraulische Leistungsverzweigung ist aufwendiger. Das sollten wir uns immer verdeutlichen.
  4. Ohne James Watt keine Kraftprozesse: Seit 253 Jahren nutzen wir Wärmekraftprozesse. 1764 steigerte James Watt den thermischen Wirkungsgrad des Wärmekraftprozesses von 0,3 Prozent um den Faktor zehn auf 3 Prozent (heute sind über 60 Prozent thermischer Wirkungsgrad erreicht). Produktentwicklungsmethodisch hat er dies durch eine Funktionstrennung erreicht: Er hat den Kondensator vom Arbeitsraum getrennt. Durch James Watt hat der Mensch seine Arbeitsleistung um den Faktor 100 gesteigert. Heute sind wir abhängig von Energie und die Verfügbarkeit von Energie korreliert mit dem Wohlstand einer Gesellschaft. Ferner sind wir abhängig von Wärmekraftprozessen. Pointiert gilt mit Blick auf China, insbesondere die USA und in Zukunft auch Afrika: Wir verbrennen unsere Welt. Sie mögen fragen, wie ist der Zusammenhang zur Fluidtechnik? Die Fluidtechnik ermöglicht Arbeitsprozesse. Zum Antrieb von Pumpen, Kompressoren, Ventilatoren benötigen wir ein Drittel der erzeugten elektrischen Energie. Jedes dritte Kraftwerk dient allein dem Betrieb von Pumpen, Kompressoren und Ventilatoren. Als Fluidtechniker müssen wir uns mit Energieeffizienz auseinandersetzten. Das betrifft den Wirkungsgrad von Motoren und Pumpen. Vielmehr betrifft es aber die Planung und den Betrieb von Fluidsystemen.
  5. Deep Blue beseitigt Zweifel: Vor 20 Jahren, 1997, schlug Deep Blue den Schachspieler Kasparow in einem Wettkampf unter Turnierbedingungen. Seit 20 Jahren ist es mehr als deutlich, dass Algorithmen Planungsaufgaben, das sind diskrete Entscheidungsaufgaben unter Unsicherheit, erfolgreicher lösen als Menschen. Vor diesem Hintergrund ist es aus meiner Sicht erstaunlich und aus Gründen der Effektivität und ökonomischen und ökologischen Effizienz nicht einsichtig, dass diskrete Entscheidungsalgorithmen in der Fluidtechnik noch nicht weit verbreitet sind.

Die Meilensteine drei bis fünf prägen unsere heutige Welt. Werner von Siemens, James Watt und Deep Blue werden unsere Welt auch morgen prägen. Die zwei Personen und die Maschine geben auch die Richtung für die Fluidtechnik vor.

Maschinen fehlen Emotionen, um kreativ zu sein.

Prof. Dr. Peter F. Pelz, TU Darmstadt

Was ist der Treiber der Fluidtechnik?

Nun kann man fragen: Was ist der Treiber der Fluidtechnik? Häufig ist Angst der Treiber. Angst ist aber der schlechteste Ratgeber, den man wählen kann. Angst führt zur Lähmung. Angst führt dazu, dass wir vor einer Säule stehenbleiben, anstatt links oder rechts an der Säule vorbeizugehen.

Demgegenüber ist Raumfahrt für mich ein tolles Beispiel für Neugierde, Mut, Zuversicht, Wettbewerb, Rückschläge, internationale Zusammenarbeit, Kreativität und Innovation. Dafür sprechen die Namen der beiden autonomen Marsfahrzeuge: Spirit and Opportunity. Am 25. Mai 1961 warb John F. Kennedy erfolgreich für die Mondmission: „This nation should commit itself to achieving the goal, before the decade is out, of landing a man on the moon and returning him safely to the earth.“ Im Jahr 1965 investierte die USA 4,41 Prozent des Bundeshaushalts für das Apollo-Programm, ein unvorstellbar hoher Anteil. In den USA arbeiteten vor 50 Jahren über hunderttausend Ingenieure und Techniker an einem Ziel. Sie schafften Verständnis, Grundlagen und Neues. Sie gestalteten die Zukunft. Man kann sich darüber streiten, ob bemannte Raumfahrt notwendig ist. Kritisch kann man sehen, dass Raumfahrt ein Spielzeug für Ingenieure ist, die nie erwachsen wurden. Hier will ich aber ein Plädoyer für den spielerischen Umgang mit Technik geben.

Wir werden mit Maschinen zusammenarbeiten

Nach meiner Überzeugung und nach der von vielen anderen werden Maschinen nicht kreativ sein. Maschinen fehlen Emotionen, um kreativ zu sein. Wir werden in Zukunft aber kooperativ mit Maschinen zusammenarbeiten. Hierzu müssen wir spielerisch mit der Technik umgehen. Wie dies geschehen kann will ich Ihnen gerne nennen:

Meine Mitarbeiter haben bei sich auf dem Schreibtisch je einen Rasperry-Pi liegen. Das ist ein Computer, der heute 30 und morgen einen Euro kostet. Jede Komponente unserer Systeme ist mit solch einem kleinen Gehirn verknüpft. Unsere Ingenieursarbeiten verschwinden heute nicht im Bücherschrank, sondern werden auf dem Rasperry-Pi programmiert. Der kleine Rechner, wir sprechen von einem Soft-Sensor, nimmt von der Komponenten wenige Daten auf (Leistung, Drehzahl oder ähnliches) und berechnet daraus Ist-Spalt und Verschleiß. Jetzt kann sich das Ventil mit der Pumpe unterhalten. Wir nennen dies ein Soft-Sensor-Netz. Gemeinsam können die Komponenten feststellen, ob die Anlage energetisch gut beziehungsweise schlecht arbeitet und den Verschleißzustand der Anlage bestimmen. Ich bin überzeugt, dass die Neugierde und der Spieltrieb sowie die Grundlagenarbeit das feste Fundament der Fluidtechnik bilden. Die Zukunft ist ungewiss, aber spannend.

In diesen ungewissen Zeiten wünsche ich der fluid eine erfolgreiche Zukunft.

 

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