Kategorie: Post-of-the-week

Vielleicht hast du einen Autobesitzer schon einmal stolz sagen hören: „Mein Auto hat sehr viel PS!“ PS steht für Pferdestärke und ist eine Maßeinheit, mit der die Leistung von Maschinen gemessen wird. Auch die Leistung von Autos wird sehr oft in Pferdestärke angegeben. Aber wie viel ist eine Pferdestärke? Und was hat ein Pferd mit einem Auto gemeinsam?

James Watt: der Erfinder der Pferdestärke

Zunächst einmal musst du wissen, dass Pferde für die Menschen früher unersetzbar waren. Im Verkehr zogen Zugpferde große Kutschen und in der Landwirtschaft bewegten Arbeitspferde schwere Pflüge. Auch im Bergbau halfen Pferde – die sogenannten Grubenpferde trieben große Pumpen an, mit denen sie das Wasser aus Bergwerken an die Oberfläche transportierten. Der Ingenieur James Watt entwickelte eine Maschine, die die Arbeit der Grubenpferde durch Maschinenkraft schneller und effektiver erledigen konnte: die Dampfmaschine.

James wollte seine Dampfmaschinen natürlich an viele Bergwerksbesitzer verkaufen. Deshalb erfand er 1783 die Maßeinheit Pferdestärke, um die Leistung von Pferden mit der Leistung seiner Maschine zu vergleichen: Ein Pferd konnte innerhalb von einer Sekunde ein Gewicht von 75 Kilogramm einen Meter ziehen. Diese Leistung definierte Watt als 1 PS, also eine Pferdestärke. Seine Dampfmaschine konnte mit Maschinenkraft viel mehr heben als die Pferde. Der Vergleich überzeugte nicht nur die Bergwerksbesitzer, sondern auch andere Industrielle und Mühlenbauer und James Dampfmaschine wurde sehr erfolgreich.

Starke Motoren mit Pferdestärke

Und wie kam die Pferdestärke ins Auto? Die Maßeinheit wurde nach dem Erfolg der Dampfmaschine auch für andere Maschinen und deren Motoren verwendet. Seitdem es Fahrzeuge wie Autos, Busse oder LKWs gibt, wird ihre Motorleistung in Pferdestärke angegeben. Das kannst du dir so vorstellen: Ein Auto mit 100 PS wird bildlich gesehen von 100 Pferden gezogen. Mit dem Unterschied, dass Pferde nicht 150 km/h schnell rennen können. Ein Auto mit 100 PS kann normalerweise 150 km/h oder sogar noch schneller fahren.

Trotzdem sagt die Leistung von Motoren nicht viel über die Geschwindigkeit eines Fahrzeugs aus. Das glaubst du nicht? Ein starker Traktor hat um die 400 PS, kann aber nicht mehr als 50 km/h fahren. Denn der Motor bewegt eine viel größere Masse und dafür benötigt er viel Pferdestärke. 

Watt statt Pferdestärke

Die Begriffe Watt oder Kilowatt hat du sicherlich auch schon gehört. Watt ist wie die Pferdestärke eine Maßeinheit für Leistung. Seit der Einführung von Watt gilt die Pferdestärke als veraltet und im Gegensatz zur Pferdestärke kannst du die Einheit Watt auf der ganzen Welt verwenden. Trotzdem ist die Angabe von Pferdestärke in der deutschen Automobilindustrie noch sehr gebräuchlich und du wirst Autobesitzer und Autoliebhaber immer wieder über PS reden hören. 

James Watt gilt als Erfinder der Dampfmaschine und der Bezeichnung „Pferdestärke“
James Watt gilt als Erfinder der Dampfmaschine und der Bezeichnung „Pferdestärke“.

 

Beitragsfoto: Adobe Stock // Terri Cage

Hinweis: Die in diesem Text enthaltenen Informationen und Aussagen werden von unserem Team sorgfältig recherchiert und geprüft. Es ist jedoch wichtig zu betonen, dass dieser Text keinen wissenschaftlichen Anspruch erhebt. Die primäre Zielsetzung unserer Blogartikel besteht darin, junge Leserinnen und Leser für MINT-Themen zu begeistern und komplexe Inhalte in einer verständlichen Form zu vermitteln.

Stand: Januar 2020

Passt mein Auto in die Lücke? Und wie wie viel Freiraum habe ich noch nach hinten und vorne? Diese Fragen stellen sich Autofahrer, wenn sie eine Parklücke oder einen freien Parkplatz entdecken. Es ist nämlich gar nicht so leicht, die Größe und die Abstände einer Parklücke richtig einzuschätzen. Bestimmt hast du dich schon einmal an einem Tisch oder Schrank gestoßen, weil du den Abstand falsch eingeschätzt hast. Dann weißt du auch, dass so ein kleiner „Unfall“ sehr schnell passieren kann und wir uns leicht verschätzen. Dein Papa muss sich also konzentrieren, um beim Einparken mit eurem Auto nicht an ein anderes Fahrzeug oder gegen einen Pfosten zu stoßen. Damit das Parken einfacher und schneller gehen kann, gibt es verschiedene Technologien, die dem Fahrer helfen.

Augen im Hinterkopf: die Rückfahrkamera

Assistenzsysteme wie die Rückfahrkamera und Parksensoren sind kleine Helfer, die das Einparken leichter machen. Im Rückspiegel ist oft nicht alles sichtbar, was hinter dem Auto passiert. Und wenn sich der Autofahrer umdreht und durch die Heckscheibe schaut, dann kann er trotzdem nicht sehen, was von seinem Auto verdeckt wird. Eine Rückfahrkamera hilft und zeigt dem Fahrer, was in dem nicht sichtbaren Bereich passiert. Der Fahrer kann so Hindernisse rechtzeitig erkennen und Abstände besser einschätzen. Die Parksensoren ermöglichen einen “Rundherum-Blick” um das Auto. Mit ihrer Hilfe werden Menschen und Gegenstände erkannt, die in unmittelbarer Nähe des Autos stehen. Die Sensoren informieren den Fahrer mit Geräuschen und Lichtsignalen über Hindernisse. 

Einparken mit Parkassistent

Mit den Assistenzsystemen ist das Parken schon sehr viel leichter. Noch einfacher wird es mit dem Parkassistenten. Der intelligente Helfer findet nicht nur passende Parklücken, er kann das Auto sogar fast alleine steuern. Wenn der Parkassistent aktiviert ist und einen Parkplatz findet, dann muss der Autofahrer nur einen Knopf drücken und den Rückwärtsgang einlegen. Der Parkassistent übernimmt das Steuer, während der Fahrer sanft das Gas- oder Bremspedal bedient. Wie ist es möglich, dass der Parkassistent das Auto nicht anstößt? Ganz einfach: Kleine Sensoren an dem Auto senden bei geringen Fahrgeschwindigkeiten Ultraschallwellen aus. Ein elektronisches Steuergerät misst und erkennt, ob und wie viel Freiraum da ist. Und schon ist das Auto eingeparkt.

Fahrerloses Einparken: wie von Geisterhand

In Zukunft sollen die Parkplatzsuche und das Parken noch viel einfacher werden – durch Einparken, das komplett ohne einen Menschen auf dem Fahrersitz auskommt: Schon bald könnte es Parkhäuser geben, in denen sich die Autos automatisch selbst einparken. Der Fahrer leitet den Parkvorgang dabei mit einer App auf dem Smartphone ein. Das Auto fährt, lenkt und bremst ganz von alleine. Wie das Ganze funktioniert, kannst du in unserem Beitrag Fahrerloses Parken per App nachlesen.  

 

Parkassistent und 360°-Kamera erleichtern das Einparken
Mit Parkassistent und 360°-Kamera fällt das Parken schon viel einfacher!

 

 

Beitragsfoto: Adobe Stock // diy13

Hinweis: Die in diesem Text enthaltenen Informationen und Aussagen werden von unserem Team sorgfältig recherchiert und geprüft. Es ist jedoch wichtig zu betonen, dass dieser Text keinen wissenschaftlichen Anspruch erhebt. Die primäre Zielsetzung unserer Blogartikel besteht darin, junge Leserinnen und Leser für MINT-Themen zu begeistern und komplexe Inhalte in einer verständlichen Form zu vermitteln.

Stand: Dezember 2019

Ein Windkanal? Davon hast du bestimmt schon einmal gehört. Nicht jeder denkt dabei aber sofort an Autos. Dabei ist es äußerst wichtig, die Strömungseigenschaften eines Fahrzeugs zu überprüfen. In unserem Blogbeitrag erklären wir dir, was Windkanäle sind, wozu man sie braucht und warum sie für Autoherstellende so wichtig sind.

Windkanal – was genau ist das?

Bevor ein neues Automodell wirklich auf der Straße gefahren werden darf, muss es der Hersteller in einem Windkanal auf aerodynamische und aeroakustische Eigenschaften testen. Was diese komischen Begriffe bedeuten? Ganz einfach: Bei der Aerodynamik misst man die Luftströmung und den Luftwiderstand eines Autos. Mehr Luftwiderstand bedeutet unter anderem einen höheren Spritverbrauch und bremst das Auto bei hoher Geschwindigkeit aus. Mit der Aeroakustik untersucht man die Geräusche, die der Fahrtwind an verschiedenen Autoteilen verursacht.
In einem Windkanal kann außerdem getestet werden, wie sich unterschiedliches Klima auf ein Auto auswirkt oder ob die Anbauteile bei hohem Fahrtwind stabil bleiben. Kennst du schon unser Kinderreporter-Video mit Emma und Nick im Klimakanal? Da haben die beiden innerhalb von kürzester Zeit heiße Sommertemperaturen sowie klirrende Kälte erlebt. Schau mal rein!

Wie funktioniert ein Windkanal?

Windkanäle können verschieden aufgebaut sein. Man entscheidet vor allem zwischen dem offenen und dem geschlossenen Windkanal. Bei einem offenen saugt eine Düse die Luft von  draußen in das Gebäude, bläst sie über das Auto und anschließend wieder aus dem Windkanal hinaus. Bei einem geschlossenen Windkanal wird die Luft im Kanal behalten und wie in einem Kreislauf immer wieder über das Auto geblasen.
Damit die Ingenieurinnen und Ingenieure erkennen, wie die Luft um das Auto fließt, wird Rauch oder Nebel in den Luftstrom gemischt. Außerdem kann Ruß oder Farbe dabei helfen, die Luftströmung sichtbar zu machen.

Welche Arten von Windkanälen gibt es?

Neben dem Aerodynamik- und Aeroakustik-Windkanal gibt es noch weitere Windkanäle: In einem Klimawindkanal kann man überprüfen, wie ein Auto auf extreme Kälte oder Hitze reagiert. Schließlich sollte so ein Fahrzeug überall auf der Welt einsatzfähig sein. Die aerodynamischen Eigenschaften von Raketen oder Düsenjets testet man in Überschall- beziehungsweise Hyperschall-Windkanälen. Dort werden Strömungen mit extremer Geschwindigkeit erzeugt.
Wie du gelernt hast, muss ein neues Automodell vor dem Verkauf einige Tests bestehen. Der Windkanal gehört dabei mit zu den wichtigsten, schließlich möchte keine Autofahrerin oder Autofahrer ein Fahrzeug besitzen mit unnötig hohem Spritverbrauch. Und laute Geräusche bei hohem Fahrtwind nerven bestimmt nicht nur deine Eltern, wenn sie das Auto fahren, sondern auch dich auf dem Rücksitz.

Ein Auto wird in einem Klimawindkanal getestet
Ein Auto wurde gerade in einem Klimawindkanal auf extrem kalte Temperaturen getestet. Bild: Mercedes-Benz Group AG

 

Beitragsfoto: Mercedes-Benz Group AG

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Stand: Dezember 2019

Die Geschichte der Schifffahrt geht weit zurück. Bevor die Menschen das Rad erfanden, war der Wasserweg die beste Möglichkeit für den Transport. Bereits die alten Ägypter bauten vor mehr als 5.000 Jahren Schiffe, mit denen sie auf dem Nil fuhren. Als Baumaterial verwendeten sie anfänglich zusammengebundenes Schilf und später auch Holz.
In den letzten Jahrtausenden entwickelte sich der Schiffbau weiter. Die Wikinger bauten ihre berühmten Kriegsschiffe und die Spanier große Handelsschiffe aus Holz. Mit einem solchen Handelsschiff entdeckte Christoph Columbus 1492 Amerika. Heute bestehen unsere Schiffe meistens aus Metall. Im Gegensatz zu Holz ist Metall sehr stabil, aber auch viel schwerer.

Wie kann ein Schiff schwimmen?

Du hast bestimmt schon einmal gesehen, dass ein Holzstück auf dem Wasser schwimmt. Und du weißt auch, dass eine Metallkugel im Wasser untergeht. Warum gehen Schiffe, die aus schwerem Metall gebaut sind, dann nicht unter?
Schiffe sind innen hohl und haben eine bauchige Form. Ein zusammengeknülltes Schiff würde sinken, wie die Metallkugel. Ob ein Gegenstand schwimmt, hängt also nicht nur von seinem Gewicht ab, sondern auch von seiner Form. Durch die Form des Schiffes wird ein Auftrieb erzeugt, der das Schiff auf dem Wasser hält. 

Das Archimedische Prinzip

Ein weiterer Grund dafür, dass Schiffe schwimmen können, ist das sogenannte „Archimedische Prinzip“. Der griechische Mathematiker Archimedes entdeckte dieses physikalische Gesetz vor über 2.000 Jahren. Das kennst du sicher auch: Wenn du dich in eine Badewanne setzen würdest, die randvoll ist, würde die Wanne überlaufen. Das Wasser wird „verdrängt“.
Das physikalische Prinzip dahinter sagt aus: Der Auftrieb eines Körpers im Wasser ist dann ausreichend gegeben, wenn er ein größeres Gewicht an Wasser verdrängt, als der Körper selbst besitzt. Wenn ein 100 Tonnen schweres Schiff also schwimmen möchte, muss es mehr als 100 Tonnen Wasser verdrängen.

Schwimmen und tauchen: So funktionieren U-Boote 

Wie kommt es nun, dass U-Boote tauchen können, wo sie doch innen hohl und mit Luft gefüllt sind? Ganz einfach: U-Boote besitzen große Tanks, die entweder mit Wasser oder mit Luft gefüllt sind. Für den Tauchgang öffnet der Steuermann die Klappen des Tanks. Dadurch füllen sich die Tanks mit Wasser und das U-Boot wird schwerer – es sinkt. Tiefsee-U-Boote können so bis zu 6.000 Meter tief tauchen. Um wieder an die Wasseroberfläche zu kommen, füllt der Steuermann die Tanks mit Luft aus Pressluftflaschen. Die Luft verdrängt das Wasser: Das U-Boot wird wieder leichter und der Auftrieb stärker. So schwimmt das U-Boot wie ein Schiff auf dem Wasser.

 

Schwimmendes U-Boot
U-Boote können nicht nur tauchen sondern auch an der Wasseroberfläche schwimmen.

 

 

Beitragsfoto: Adobe Stock // STOCKSTUDIO

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Stand: November 2019

Du kennst diese Situation bestimmt: Auf dem Weg in den Urlaub fahren deine Eltern etwas zu schnell und auf einmal blitzt es. Eine ziemlich unangenehme Erfahrung. Denn jeder Autofahrer weiß sofort: Ein Blitzer hat erkannt, dass die erlaubte Höchstgeschwindigkeit überschritten wurde und sofort ein Foto des Autos gemacht. Das könnte teuer werden. Doch wie erkennt er, dass man zu schnell gefahren ist? Und welche Arten von Blitzern gibt es?      

Stationär, mobil oder per Laser: die verschiedenen Arten von Blitzern 

Zunächst einmal musst du wissen, dass es nicht nur den einen Blitzer gibt. Über Jahrzehnte hinweg wurden immer neue Blitzgeräte entwickelt. Der wohl bekannteste ist der stationäre Blitzer. Den hast du bestimmt schon einmal in deinem Heimartort gesehen. Dieses Gerät steht immer an einem festen Ort – meist dort, wo häufig Unfälle passieren. Beim mobilen Blitzer ist das ein bisschen anders: Der steht immer an einem anderen Ort. Der Vorteil dabei: Die Autofahrer wissen nicht, wo ein solches Gerät steht. Und genau diese Ungewissheit soll dafür sorgen, dass man immer und überall mit einem mobilen Blitzer rechnen muss und dementsprechend vorsichtig fährt. Den gleichen Vorteil hat auch die Geschwindigkeitsmessung per Laser: Mit einem Gerät, das so ähnlich aussieht wie eine Pistole, erkennen Polizisten ganz genau, wenn man zu schnell fährt. Oft stellen sie sich dabei auf einen Parkplatz an einer gefährlichen Straße.

Wie funktioniert ein Blitzer?     

Du fragst dich jetzt bestimmt, wie ein Blitzer die Geschwindigkeit eines Autos messen kann. Dafür gibt es verschiedene Methoden. Die meisten Blitzer arbeiten mit der Radartechnik.
Hier werden elektromagnetische Wellen ausgesendet, welche von den Autos reflektiert werden. Die Sensoren im Blitzer erkennen, wie stark gestaucht die Signale zurückgeworfen werden und können damit die Geschwindigkeit berechnen. Andere Methoden sind die Messungen mittels Induktionsschleifen und Piezosensoren, bei denen mehrere Streifen unter der Fahrbahn verlaufen. Beim Überfahren der Sensoren senden diese ein Signal an den Blitzer. Dieser erkennt dann die Geschwindigkeit, indem er die zurückgelegte Zeit zwischen den einzelnen Streifen berechnet. Ist der Fahrer zu schnell, wird das Blitzgerät ausgelöst.

Was passiert, wenn man geblitzt wurde?

Jeder Autofahrer, der schon einmal geblitzt wurde, weiß, wie ärgerlich und oft auch teuer das ist. Je nachdem, wie hoch die zugelassene Geschwindigkeit überschritten wurde, kann man sogar seinen Führerschein verlieren. Doch wer entscheidet darüber? Bei Geschwindigkeitsüberschreitungen zieht die örtliche Bußgeldstelle immer den Bußgeldkatalog zur Hand. Dort sind alle Strafen aufgeführt. Ein Blick in den Katalog zeigt, dass es sich für keinen Autofahrer lohnt, zu schnell zu fahren.

 

Wurde ein Autofahrer geblitzt, erhaelt er einen Bussgeldbescheid
Wurde ein Autofahrer geblitzt, erhält er einen solchen Bußgeldbescheid

 

Beitragsfoto: Adobe Stock // photowahn

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Stand: November 2019

Du bist unterwegs und lädst mit deinem Handy ein Video herunter. Du drückst den Download-Button und das Video ist sofort da, ohne dass du warten musst. Deine Internetverbindung ist superschnell, völlig egal, ob du gerade in der Stadt, auf dem Land oder in den Bergen bist. Das soll mit dem neuen mobilen Internet 5G bald Realität werden. 

5G – die bisher schnellste Internetverbindung

Wenn von 3G, 4G oder 5G die Rede ist, dann sind damit Namen von Mobilfunknetzen gemeint. Das G in den Namen bezeichnet dabei die jeweilige Generation. 5G steht also für die fünfte Generation des Mobilfunks. Und mit jeder neuen Generation sind die Verbindungen noch besser und schneller geworden. Im Moment können wir mit 4G sehr große Datenmengen innerhalb von Sekunden herunterladen. 5G soll sogar so schnell sein, dass Übertragungen in Echtzeit möglich werden. Das bedeutet, dass es keine zeitlichen Unterschiede mehr gibt: Nachrichten können in ein und demselben Moment versendet und empfangen werden. Live-Streams zeigen auf dem Bildschirm genau das, was in dem Moment auch in der Realität passiert. Aber wie funktioniert das?

So funktioniert 5G

Das Wort „Netz“ in der Bezeichnung Mobilfunknetz verrät uns schon, wie 5G aufgebaut ist. Es ist ein riesiges und größtenteils unsichtbares Netz. Hast du dir das Netz einer Spinne schon einmal genauer angeschaut? Es gibt viele Punkte, an denen sich einzelne Fäden kreuzen und ein stabiles Netz aufbauen. Ein Mobilfunknetz sieht ähnlich aus. Viele Sendemasten dienen als sogenannte „Knotenpunkte“ und senden Frequenzen aus. Der Mobilfunk braucht die Frequenzen, um Daten von den Sendemasten an die Handys übermitteln und wieder empfangen zu können. Die Frequenzen sind sozusagen die Autobahnen der Daten, über die große Datenmengen rasend schnell an ihr Ziel gelangen. Das Netz aus Sendemasten und Frequenzen funktioniert für alle Generationen des Mobilfunks. Aber warum ist 5G dann so viel schneller? Die neue Technik von 5G erweitert den bisherigen Frequenzbereich und nutzt mehr Frequenzen. Dadurch können größere Datenmengen schneller übertragen werden.

Warum brauchen Autos 5G?

Das mobile Internet 5G ist grundlegend für das autonome Fahren. Die Autos der Zukunft fahren selbstständig und ohne jegliche Einwirkungen des Fahrenden. Sie lenken, bremsen und beschleunigen ganz von alleine. Damit das funktioniert, müssen die Autos sehr schnell miteinander kommunizieren können. Sie müssen miteinander vernetzt sein und Daten in Echtzeit austauschen. Dadurch kann ein Auto zum Beispiel wissen, was hinter der nächsten Kurve passiert. Wenn sich dort ein Stau gebildet hat, wird das Auto schon davor abbremsen, weil ein vorausfahrendes Auto die Stauinformation bereits per 5G übermittelt hat. Die Kommunikation muss also extrem schnell sein und problemlos funktionieren, damit keine Unfälle passieren. Den schnellen Austausch kann 5G ermöglichen. Experten sagen, dass wir mit dem Ausbau von 5G-Netzen dem autonomen Fahren einen großen Schritt näher kommen werden.

 

Autonome Fahrzeuge vernetzen sich mittels 5G
5G – Das neue Mobilfunknetz vernetzt die Autos der Zukunft

 

Beitragsfoto: Mercedes-Benz Group AG

Hinweis: Die in diesem Text enthaltenen Informationen und Aussagen werden von unserem Team sorgfältig recherchiert und geprüft. Es ist jedoch wichtig zu betonen, dass dieser Text keinen wissenschaftlichen Anspruch erhebt. Die primäre Zielsetzung unserer Blogartikel besteht darin, junge Leserinnen und Leser für MINT-Themen zu begeistern und komplexe Inhalte in einer verständlichen Form zu vermitteln.

Stand: Oktober 2019

Den Begriff „Spoiler” hast du bestimmt schon einmal gehört. Oft ist davon die Rede, wenn man einer Person verrät, wie ein Film oder eine Serie ausgeht. Es gibt jedoch noch einen weiteren Bereich, in dem Spoiler bekannt sind: dem Motorsport. Vielleicht kennst du sie ja aus der Formel 1? Dort besitzt jeder Rennwagen einen solchen Spoiler. Manchmal sieht man sie aber auch auf ganz normalen Autos. Doch was hat es mit diesem komischen Begriff auf sich und was bringt so ein Spoiler?

Was ist ein Spoiler und wofür ist er da?

Jeder von uns hat ihn schon einmal auf einem Auto gesehen: einen Spoiler. Oft befindet er sich auf dem hinteren Teil eines Autos, dem Heck. Berühmt geworden ist er vor allem durch den Motorsport. Dort ist er unverzichtbar. Aber was genau ist ein Spoiler und wofür ist er da?
Zunächst einmal solltest du wissen, dass es viele verschiedene Arten von Spoilern gibt. Der bekannteste ist der schon erwähnte Heckspoiler. Seine Aufgabe ist es, dem Auto bei hoher Geschwindigkeit Stabilität zu verleihen. Besonders bei schnellen Kurvenfahrten sorgt er dafür, dass das Auto nicht so einfach die Kontrolle verliert.

Wie sorgt ein Spoiler für Stabilität?

Ein Spoiler kann seine Wirkung erst bei hohen Geschwindigkeiten ab circa 100 km/h entfalten. Dann ist der Fahrtwind ausreichend hoch, um das Auto stärker auf den Boden zu drücken. Genau das ist auch die Hauptaufgabe eines Spoilers: Er ist so gebaut und geformt, dass der Luftstrom nach oben gelenkt wird. So entstehen Kräfte, die für den sogenannten erhöhten “Anpressdruck” sorgen. Je höher die Geschwindigkeit des Fahrzeugs ist, desto stärker drückt der Spoiler das Auto auf die Straße und desto stabiler lässt es sich fahren. Das ist besonders bei Kurvenfahrten wichtig, bei denen die Fahrerin oder der Fahrer schnell die Kontrolle über das Fahrzeug verlieren kann.

Verschiedene Arten von Spoilern    

Jetzt kannst du dir bestimmt vorstellen, warum vor allem schnelle Sportwagen Spoiler besitzen. Ohne sie würden die Fahrerinnen und Fahrer ständig von der Strecke abkommen und könnten gar nicht so schnell über die Rennstrecke fahren. Sportwagen besitzen oft sogar noch mehr Spoiler als den auf dem Heck. Vor allem Front- oder Radspoiler werden im Motorsport zusätzlich zum Heckspoiler eingesetzt. Sie sorgen für weiteren und besser verteilten Anpressdruck und senken den Luftwiderstand. Im Idealfall kann die Fahrerin oder der Fahrer dann noch schneller fahren bei gleichzeitig sehr hoher Stabilität.

Mercedes-AMG GT3 #75, Mercedes-AMG Team SunEnergy1 beim 12-Stunden-Rennen von Bathurst 2018<br /> #75 Mercedes-AMG GT3, Mercedes-AMG Team SunEnergy1 at the 2018 Bathurst 12 Hour
So sieht ein Heckspoiler im Motorsport aus // Foto: Mercedes-Benz Group AG

Beitragsfoto: Mercedes-Benz Group AG

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Stand: September 2019

Der Faraday-Käfig

Du verbindest mit einem Käfig wohl eher die Haltung oder den Transport von Tieren. Ein Käfig ist ein Raum oder ein Behältnis, das auf allen Seiten geschlossen ist. Und das ist ein Auto ja tatsächlich auch. Bei Kraftfahrzeugen spricht man allerdings von dem Faraday-Käfig oder auch Faradayscher Käfig. Entscheidend für diese Art von Käfig ist das Material. Ein Faraday-Käfig besteht aus Metall, denn Metalle können besonders gut elektrischen Strom leiten. Und das ist die Eigenschaft, die ihn von einem ganz normalen Käfig unterscheidet. Er ist nämlich elektrischer Leiter und schirmt so seinen Innenraum ab und schützt vor äußeren elektrischen Feldern und Blitzeinschlägen. Dieses Phänomen stellte 1836 schon der englische Physiker Michael Faraday fest. Deshalb ist dieser besondere Käfig auch nach ihm benannt.

So funktioniert das Ganze

Elektrische Felder werden durch winzige Teilchen erzeugt, die positiv oder negativ geladen sind. In dem elektrischen Feld entsteht dadurch eine Seite mit positiver Ladung und eine mit negativer Ladung. Befindet sich nun ein Metallkäfig in so einem Feld, wird dieser ebenfalls elektrisch geladen. Denn in dem Käfig befinden sich dieselben Teilchen, die durch die Kraft im Feld angezogen werden. Negative Teilchen wandern zu der positiv geladenen Seite und umgekehrt. Dadurch entstehen zwei gegensätzliche elektrische Felder in der Umgebung und im Käfig, die sich gegenseitig einfach aufheben. Im Innenraum des Körpers herrscht also kein elektrisches Feld, er ist von jeglicher Ladung abgeschirmt. Das Ganze funktioniert auch andersherum. Wird innerhalb eines Faradayschen Käfigs eine elektrische Ladung erzeugt, so dringt davon nichts nach außen. Für diesen Effekt ist es nicht wichtig, ob es sich um einen vollständig von Metall umschlossenen Raum handelt. Ein Metallgitter reicht schon aus, um den elektrischen Strom über die Gitterstäbe abzuleiten und so den Innenraum zu schützen.

Faraday-Käfige in unserem Alltag

Auch Autos sind Faradaysche Käfige, denn ihre Karosserie besteht aus Metall. Sitzt du also bei einem Gewitter in einem Auto, kann dir nichts passieren, auch wenn ein Blitz einschlägt. Dieser entlädt seinen Strom in die Oberfläche das Autos und weil das Metall besonders gut leitet, bahnt er sich seinen Weg durch die Karosserie und entlädt sich direkt in den Boden. Die elektrische Ladung, die für den Menschen eigentlich gefährlich werden könnte, gelangt also gar nicht erst in den Innenraum des Autos. Auch bei Cabrios reicht zur Abschirmung schon das Metallgestänge aus, mit dem das Verdeck gehalten wird.

Faraday-Käfige werden überall da benutzt, wo äußere elektrische Felder die Funktion eines Gerätes beeinträchtigen können oder wo innere Felder nicht nach außen gelangen sollen. Neben Autos schirmen natürlich auch Flugzeuge die Passagiere ab. Oder auch bei elektrischen Geräten wie Mobiltelefonen und Fernsehern oder der Mikrowelle wird das Prinzip des Faraday-Käfigs zur Abschirmung der Umgebung genutzt.

Beitragsfoto: Adobe Stock // marcorubino

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Stand: Juni 2019

Als Alex und ich für unseren ersten Einsatz als Genius-Kinderreporter im Mercedes-Benz Werk in Sindelfingen ankommen, machen wir große Augen. Wir stehen in einer großen Halle – und in der Mitte ein Gebilde, das sieht aus wie ein Raumschiff. Eine große schwarze Kapsel, die auf langen Stelzen auf riesigen Schienen steht. Abenteuerlich! Ich muss an die Murmelbahnen denken, die ich in meiner Freizeit gerne baue. Ich gebe mir richtig viel Mühe, dass die Murmel immer neue, spannende Bahnen herunterrollt – aber das hier sieht um Einiges komplizierter aus.

Eine geheimnisvolle Kapsel auf riesigen Schienen: der Fahrsimulator

Ein echtes Auto, aber simuliertes Fahren

Das Geheimnis wird gleich gelüftet, denn da kommt unsere Interview-Partnerin. Jasmin von Göler ist hier die Chefin – also so etwas wie der Captain des Raumschiffs? Sie erzählt uns, was es mit dieser Kapsel auf sich hat. Da drin ist ein komplettes Auto – und manchmal sogar das Führerhaus eines Lastwagens! Alex und ich staunen und fragen uns, wie das wohl da reinkommt.

Und was macht das Auto überhaupt da drin? Rings um das Auto herum, erklärt Jasmin, sind Leinwände, wie in einem 360°-Kino. Darauf können die Ingenieur/innen die Straße zeigen, auf der das Auto fährt, aber auch die Umgebung: Häuser, Bäume, sogar Passanten. Ein Fahrsimulator, so nennt Jasmin die Kapsel. Es kann sich jemand in das Auto in der Kapsel hineinsetzen und dann “fahren”. Hier kommen die Schienen ins Spiel. Das Auto selber in der Kapsel (Jasmin sagt “Dome” dazu) bleibt stehen. Es ist der Fahrsimulator, der sich bewegt – eben auf den Schienen. So fühlt es sich zwar so an, als fährt man zum Beispiel ganz schnell um eine Kurve, aber es kann nichts dabei passieren.

Jetzt wird es aufregend

Das klingt alles toll – aber Alex hat vollkommen recht: Jetzt wollen wir den Fahrsimulator auch mal in Aktion sehen! Wir gehen hinauf in den Kontrollraum, wo es ganz viele Bildschirme gibt. Auf manchen sind Diagramme und Tabellen, die für Alex und mich ziemlich kompliziert aussehen. Aber auf einigen anderen können wir die Straße sehen, auf der das Auto im Fahrsimulator unterwegs ist. Ein Mitarbeiter von Jasmin steigt ein und fährt los. Und jetzt sehen wir, was der Fahrsimulator alles kann. Rasant bewegt er sich auf den Schienen durch die Halle und dreht sich dabei hin und her. Der Mitarbeiter in der Kapsel scheint ganz schön durchgeschüttelt zu werden. Ob ihm dabei nicht schlecht wird?

Jasmin sagt, wir können ihn einfach fragen. Wir brauchen nur auf einen Knopf zu drücken und schon können wir über ein Mikrofon mit dem Fahrer reden. Er sagt, es geht ihm gut, er macht das schließlich oft. Außerdem fühlt es sich genauso an wie echtes Fahren. Es macht Spaß, über die Mikrofone mit dem Fahrer zu plaudern. Alex und ich haben immer neue Ideen. Wir fordern ihn auf, so schnell zu fahren, wie er kann. Oder wollen wissen, was passiert, wenn er die Hütchen überfährt, die auf der Straße aufgestellt sind. Wir fordern ihn ganz schön heraus! Aber so erkennen wir auch, welchen Zweck der Fahrsimulator hat. Solche Dinge könnte man im echten Straßenverkehr nicht ausprobieren, das wäre viel zu gefährlich.

Im Kontrollraum sehen wir. was der Fahrer im Fahrsimulator macht

Schon vorbei

Das hat richtig viel Spaß gemacht! Viel zu schnell geht unser erster Tag als Kinderreporter bei Genius auch schon wieder zu Ende. Wir verabschieden uns von Jasmin – und versprechen ihr, dass wir wiederkommen, wenn wir selber unseren Führerschein haben. Dann dürfen wir nämlich auch als Probanden im Fahrsimulator fahren!

Aber zuerst freuen wir uns auf unsere Zeit als Genius-Kinderreporter! Wir sind gespannt, welche Abenteuer wir in der Mercedes-Benz-Welt erleben werden. In diesem Video könnt ihr uns bei unserem ersten Einsatz als Genius Kinderreporter begleiten:

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Alle Fotos: Genius

Vielleicht hast du schon mal Filme wie „Star Trek“ gesehen. Dort unterhält sich der Kapitän eines Raumschiffs mit einem Computer, als wäre es ein Mensch. Was bis vor wenigen Jahren nur in Filmen möglich war, ist aber inzwischen Realität. Heute fragen wir unsere Smartphones nach dem Wetter, bitten unsere Autos nach der Wegbeschreibung oder unterhalten uns mit Alexa von Amazon. Doch wie wird das alles möglich?

Was genau sind Sprachassistenten?

In den meisten Smartphones und Tablets sind sogenannte Sprachassistenten programmiert. Sagt dir vielleicht Siri von Apple etwas oder Alexa von Amazon? Das sind die wohl bekanntesten Sprachassistenten. Genauer gesagt sind das Softwareprogramme, welche die menschliche Sprache verstehen und auf verschiedene Fragen antworten können. Mit jeder gestellten Frage verbessern sich die Sprachassistenten und können uns noch besser und ausführlicher antworten.

Wie funktionieren Siri, Alexa und Co.?

Um das alles möglich zu machen, ist eine ganze Menge Technologie notwendig. Die grundlegendste ist eine sogenannte „künstliche Intelligenz“. Damit können Sprachassistenten die menschliche Sprache verstehen und interpretieren. Um auch immer die richtige Antwort geben zu können, benötigt ein Sprachassistent eine Verbindung zum Internet. Dort greift er auf riesige Datenbanken zurück, um beispielsweise sagen zu können, wo das nächste Restaurant liegt oder wie das Wetter wird. Damit Sprachassistenten stetig dazulernen können, wird zusätzlich eine Technologie namens „Machine Learning“ eingesetzt. Das ist ein Teilgebiet der künstlichen Intelligenz, das es dank spezieller Algorithmen ermöglicht, neu gestellte Fragen noch besser beantworten zu können.

Sprachassistenten im Auto

Neben Smartphones und Tablets werden Sprachassistenten mittlerweile immer häufiger in Autos eingesetzt. Dadurch kann der Fahrende, ohne die Hände vom Lenkrad zu nehmen, die Navigation aktivieren, nach aktuellen Nachrichten oder dem Wetter im Urlaubsort fragen. Ein Beispiel für eine solche Assistenz ist MBUX von Mercedes-Benz. Das Multimediasystem enthält unter anderem Displays, welche die Geschwindigkeit anzeigen, und eben einen Sprachassistenten. Neben den aufgezählten Beispielen kann man damit auch verschiedene Dinge im Auto steuern. So lässt sich beispielsweise die Klimaanlage oder das Radio einstellen. Der Fahrende ist also viel sicherer unterwegs, da er nur noch mit dem Auto sprechen muss, anstatt die Hände vom Lenkrad zu nehmen, um verschiedene Dinge zu bedienen.

Bei der Kinderuni zum Thema „Was Autos fit für die Zukunft macht“ in Karlsruhe hat Ola Källenius übrigens vorgemacht, wie ein solches Programm funktioniert. „Hey, Mercedes!“, sagte er und schon sprach das Auto nicht nur mit ihm, sondern auch mit allen anwesenden Kindern im Hörsaal.

 

Das MBUX-Entertainmentsystem von Daimler mit Sprachassistenz.
Das MBUX-Entertainmentsystem von Mercedes-Benz mit Sprachassistenz. Bild: Mercedes-Benz Group


Beitragsbild: Adobe Stock // bht2000

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Stand: April 2019