Elektrisches Fliegen - die Zukunftsperspektive

Die Teams mussten zuvor ihre Arbeiten bei ei- ner Jury einreichen. Die Aufgabe war neben einer flug-fähigen Konstruktion, die senkrech- te Starts und Landungen verlangte, mehrere Pylone über eine längere Zeit zu umfliegen. Am 31. Juli 2018 war es soweit. In einem ab- gesperrten Areal der Flughafens Friedrichs- hafen traten die die Mannschaften aus Aach- en und Braunschweig zu einem Vergleichs- fliegen an. Bravourös präsentierte sich die RWTH mit MAVerix, einem Kippflügler, der von Teamleiter Robin Akron-Punselie gesteu- ert wurde. Wie aus dem Team zu erfahren war, seien alle Teammitglieder erfahrene Mo- dellflieger! Das zeitweise bis zu zehnköpfige Team ent-wickelte dazu einen Flugregler in Miniatur-format. Das auf PID-Kreiseln aufge- baute Sy-stem besitzt eine um alle Achsen aktive Dämpfung. Während der Transition vertau-schen sich die Roll- und Querachse.
Start-ups aus studentischer Forschung
Schwenkflügler Maverix des Studententeams der RWTH Aachen, aufgenommen auf dem DGLR-Wettbewerb in Friedrichshafen
Das heisst, im Schwebeflug steuern die Querruder das Gieren, während die Moto- ren die Rollbewegungen ausgleichen. In der Transitionsphase in den aerodynami- schen Flug kehren sich diese um. Daher müssen alle Dämpfungswerte während der Transition angepasst werden. Über Details befragt, erklärte Robin Punselie: „Die zwei Hauptmotoren sind eigentlich für Kurzdauer bei etwa 2200 Watt ausge- legt. Wir betreiben sie aber unterhalb 300 Watt Dauerleistung. Der Heckrotor arbei- tet mit einer Drehrichtungsumkehr inner- halb einiger zehntel Millisekunden. Das Fluggerät hat ein maximales Abflugge- wicht von 2,5 Kg. Wir benutzten dabei zwei 3S Standardakkus von 5400 mAh 10C die parallel geschaltet wurden. Wir haben eine Flugdauer von etwa 45 Min mit Nutzlast incl. Reserve nachgewiesen.“
Foto: Hellmut Penner
Weltweit soll es über 4 000 Drohnenher- steller geben. Reine Kopterdrohnen liegen in der Überzahl, da sie auf simpler Technik beruhen. Ihre Produktion ruft selbst Gara- genfirmen auf den Plan. Kein Wunder, ko- stet doch ein Regelungsboard für einen Quadrocopter nicht mal 15 Euro. Ihre Ein- satzzeiten sind batterieseitig begrenzt, weil permanent unter Vollleistung geflogen wird. Anders Drohnen, die zwischen Start und Landung auch aerodynamisch bei be- grenztem Leistungsbedarf fliegen können. Ganze 20 Hersteller bieten Flächensyste- me mit sehr anspruchsvoller VTOL-Elek- tronik für Starts und Landungen bei Wind- geschwindigkeiten bis zu 12 m/s, GPS-ge- steuert und Zuladungen für Farbluftbild-, Multispektral- und Thermalkameras. Das in 82205 Gilching bei München angesiedelte Unternehmen Quantum, erst 2015 als Start-up gegründet, zählt zu den ganz we- nigen Unternehmen, die den steigenden Bedürfnissen entsprechen. Entsprechend erfolgreich werden ihre UAV-Systeme in- zwischen weltweit eingesetzt. Das Geniale an Quantum-Drohnen ist ihr automatisch gesteuertes, schwenkbares Antriebssy- stem zwischen der VTOL- und der Arbeits- funktion. Besonderes Augenmerk wurde auf die Transitionsphase gelegt, die vollau- tomatisch erfolgt. So können Flächen von zwischen 500-700 ha. in max. 90 Minuten abgescannt werden. Die Skalierbarkeit lässt auch größere Entwicklungen offen.
Start-ups
Bild: Quantum-Systems
Serienmuster Tron und Trinity, zwei UAV des Start-up Unternehmens Quantum-Systems
Die Förderung von Fach- und Hochschulen findet in Deutschland, mehr an Bedeu- tung. So auch im Luft- und Raumfahrt-Bereich. In den vergangenen Jahrzehnten wurde den akademischen Fliegergruppen große Aufmerksamkeit mit ihren Flug- zeugprojekten geschenkt. Wegen ihrer Komplexität erfordert die Umsetzung mitunter etliche Jahre. Parallel bilden sich heute kleinere Cluster, die initiiert durch spezielle Preise, kleinere Projekte schneller innerhalb kurzer Zeiträume umsetzbar machen. So hat der DGLR vor und einem Jahr 50 Fach- und Hochschulen angeschrieben, sich an einem Wettbewerb für senkrecht startenden und landende Drohnen zu beteiligen, denen zusätzlich einige Sonderaufgaben zuteilwerden sollten. Das Problem löste nur das 10-köpfige Team von der RWTH aus Aachen. Die Skalierbarkeit der Systeme könnte man auch man auch auf größere Systeme übertragen, so ihr Teamchef.
Quantum als Beispiel
Quantum-Systems Quantum-Systems
Electric Flight