Elektrisches Fliegen - die Zukunftsperspektive

Electric Flight
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