{"id":412010,"date":"2022-10-26T06:30:00","date_gmt":"2022-10-26T04:30:00","guid":{"rendered":"https:\/\/innovationorigins.com\/?p=412010"},"modified":"2022-10-26T06:30:00","modified_gmt":"2022-10-26T04:30:00","slug":"masterstudenten-entwickeln-eine-transportdrohne-die-schwere-lasten-in-entlegene-regionen-bringen-kann","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/de\/masterstudenten-entwickeln-eine-transportdrohne-die-schwere-lasten-in-entlegene-regionen-bringen-kann\/","title":{"rendered":"Masterstudenten entwickeln eine Transportdrohne, die schwere Lasten in entlegene Regionen bringen kann\u00a0"},"content":{"rendered":"\n
Warum wir \u00fcber dieses Thema schreiben:<\/summary>

Ein Projekt, in dem mit viel Idealismus an wichtigen Probleml\u00f6sungen gearbeitet wird. <\/p><\/div><\/details>\n\n\n\n

Drohnen werden als Transportmittel der Zukunft gehandelt. Sie k\u00f6nnten die innerst\u00e4dtische Verkehrsdichte reduzieren, aber auch die Versorgung von Menschen in Katastrophenregionen \u00fcbernehmen. Letzteres motivierte Studierende des Master-Studiengangs Aerospace Engineering<\/em><\/a> <\/em>an der Fachhochschule Wiener Neustadt<\/a><\/em> (FHWN). Hier sind Masterstudenten seit 2017 mit der Transportdrohne Trogon<\/em> befasst. Nach zahlreichen Projektarbeiten und mehreren Masterarbeiten wollten die Studenten und Lektoren die Drohne auch fliegen sehen. Mit Unterst\u00fctzung des Modellflug Club (MFC) Weikersdorf<\/em> <\/a>gelang es ein Modell zu bauen \u2013 und wie ein erster Test zeigte, haben die Studierenden und Lektoren hervorragende Arbeit geleistet: Trogon bestand den Jungfernflug einwandfrei. <\/p>\n\n\n\n

Getestet wurde das Verhalten in schnellen, engen Kurven, in Man\u00f6vern zur pl\u00f6tzlichen Ver\u00e4nderung der Flugh\u00f6he und in Windb\u00f6en. Dabei hielt der Demonstrator<\/em> selbst starken Windb\u00f6en stand \u2013 ein Faktor, der in der Konstruktion zwar ber\u00fccksichtigt werden kann, aber vorab schwer pr\u00e4zise zu berechnen ist. Im Milit\u00e4rbereich werden Drohnen mit dieser Leistung schon genutzt. Die Studierenden an der FH Wiener Neustadt<\/em> wollten jedoch einen Ansto\u00df f\u00fcr die Nutzung der Transportdrohne f\u00fcr den Zivilbereich geben. <\/p>\n\n\n\n

\"Transportdrohne,
Transportdrohne Trogon (c) FH Wiener Neustadt<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n

Transportdrohne f\u00fcr den Zivilbereich<\/h2>\n\n\n\n

Als Schwerlastdrohne kann Trogon<\/em> beladene Europaletten mit bis zu 500 Kilogramm Gewicht bef\u00f6rdern \u2013 und das mit einer maximalen Geschwindigkeit von circa 350 km\/h. Aber nicht nur Gewicht und Tempo sind beachtlich \u2013 sondern auch die Distanz. Liegt diese doch bei bis zu 1500 Kilometern. Das entspricht der Entfernung Wien \u2013 Manchester (UK). Dazu ein Vergleich: Die in der Entwicklungsphase befindliche Transportdrohne Volodrone<\/a><\/em> des deutschen Herstellers Volocopter<\/a> <\/em>kann eine Nutzlast von 200 Kilogramm \u00fcber 40 Kilometer transportieren. <\/p>\n\n\n\n

Trogon<\/em> hat Fl\u00fcgel mit einer Spannweite von 14 Metern und \u00e4hnelt dadurch einem Kleinflugzeug. Die Fl\u00fcgel unterscheiden Trogon<\/em> von der verbreiteten Kategorie Drohnen, die helikopter\u00e4hnliche Technik nutzen. Bei der Helikopterdrohne wird der Auftrieb durch den Rotor erzeugt. Die Steuerung erfolgt \u00fcber die Drehzahl und die Blattanstellung des Rotors. Bei geringerer Drehzahl nimmt der Auftrieb ab und die Drohne sinkt. Wenn man sich vorw\u00e4rts bewegen will, muss man das Flugger\u00e4t etwas kippen und die Rotorbl\u00e4tter verstellen \u2013 und das ist mechanisch ein sehr gro\u00dfer Aufwand. <\/p>\n\n\n\n

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Hilfe f\u00fcr Drohnen, Hindernisse und Zusammenst\u00f6\u00dfe zu vermeiden<\/div>
Was fr\u00fcher ferngesteuerte Modellflugzeuge waren, sind heute Drohnen. Die Flugger\u00e4te kommen aber nicht nur als High-Tech-Spielzeug von Menschen zum Einsatz, die gerne ihre Anwesen von … Continued<\/a><\/div><\/div><\/div>\n\n\n

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Helikopter\u00e4hnlicher Antrieb …<\/h2>\n\n\n\n

Drohnen mit mehreren Propellern funktionieren etwas anders, sie haben vier bis acht Propeller, die fix in ihrer Geometrie sind. Das hei\u00dft, man kann sie nicht verstellen. Die Steuerung erfolgt \u00fcber die unterschiedlichen Drehzahlen der einzelnen Propeller – und damit kann die Drohne praktisch in alle Richtungen fliegen. In dem Moment, wo der Propeller weniger dreht, hat man weniger Auftrieb und verliert an H\u00f6he. Dadurch k\u00f6nnen Drohne und Helikopter nur eine begrenzte H\u00f6he erreichen. Mit Flugzeugen ist das kein Thema.  Die Drohne hat hingegen den Vorteil, dass sie ohne Start- und Landebahn auskommt. Das ist bei Eins\u00e4tzen in Ballungsr\u00e4umen und in den Bergen von Vorteil.<\/p>\n\n\n\n

… vs. flugzeug\u00e4hnlicher Antrieb<\/h2>\n\n\n\n

Bei der Transportdrohne Trogon<\/em> erzeugt der Fl\u00fcgel den Antrieb. Durch die Vorw\u00e4rtsbewegung wird der Fl\u00fcgel umstr\u00f6mt und das f\u00fchrt zum Auftrieb. Ein Effekt, der auch eintritt, wenn man die Hand aus dem Fenster eines fahrenden Autos h\u00e4lt und etwas verdreht. Dabei tritt eine Kraft auf, die den Arm nach oben zieht\u201c, erkl\u00e4rt der Str\u00f6mungsmechaniker Dr. Markus Trenker<\/a>, der das Projekt leitet. <\/p>\n\n\n\n

Die Idee der Transportdrohne mit Fl\u00fcgeln kam urspr\u00fcnglich von den Studierenden. Zentrale Aufgabe im konzeptuellen Design war es, eine geeignete Fl\u00fcgelgeometrie zu entwerfen und den Rumpf zu gestalten. Der Rumpf musste ein m\u00f6glichst gro\u00dfes Volumen erhalten, um St\u00fcckgut auf Paletten hineinzubringen. Zur Be- und Entladung kann man den Rumpf an der Nase aufklappen und mit der Rodel befahren.<\/p>\n\n\n\n

Rumpf sorgt f\u00fcr Auftrieb<\/h2>\n\n\n\n

Ein gro\u00dfvolumiger Rumpf erzeugt allerdings auch gro\u00dfen Widerstand, den es wieder gutzumachen gilt. Deshalb entstand die Idee, den Rumpf so zu formen, dass er bei h\u00f6herer Geschwindigkeit zum Auftrieb beitr\u00e4gt. Das hei\u00dft, er erzeugt wie die Fl\u00fcgel eine Kraft nach oben, die ihn am Himmel h\u00e4lt. Wobei aber der Fl\u00fcgel viel mehr Auftrieb erzeugt als der Rumpf.<\/p>\n\n\n\n

Sowohl Rumpf als auch Fl\u00fcgel haben in der senkrechten Schnittfl\u00e4che die Form eines unsymmetrischen Wassertropfens. Der Fl\u00fcgel und der Rumpf erzeugen den Auftrieb durch ihre Kontur. Diese ist es, die der Drohne eine h\u00f6here Geschwindigkeit, eine gr\u00f6\u00dfere Reichweite und bessere Stabilit\u00e4t sowie die F\u00e4higkeit eine gr\u00f6\u00dfere Nutzlast zu transportieren, verleiht. Dazu Trenker: \u201eAuftriebserzeugende K\u00f6rper erzeugen aufgrund ihrer Formgebung auf der Oberseite h\u00f6here Geschwindigkeiten als auf der Unterseite. Steigt die Geschwindigkeit, reduziert sich der Druck. Dies f\u00fchrt zu einer Druckdifferenz zwischen Ober- und Unterseite, welche \u00fcber die Fl\u00fcgelfl\u00e4che integriert, eine Auftriebskraft ergibt.\u201c   <\/p>\n\n\n\n

Die Modellbauexperten, die den Demonstrator gebaut haben, verwendeten Balsaholz, das eine geringe Dichte hat und sehr leicht ist. Dadurch hat die Drohne insgesamt – inklusive Akku und Motor – nicht mehr als elf Kilogramm. Geringes Gewicht ist einer der wichtigsten Parameter bei Luftfahrzeugen. Bei Transportdrohnen bietet ein geringes Eigengewicht zudem die M\u00f6glichkeit einer h\u00f6heren Nutzlast. <\/p>\n\n\n\n

Steuerung<\/h2>\n\n\n\n

Zur k\u00fcnftigen Steuerung der Transportdrohne gibt es eine Vielzahl an M\u00f6glichkeiten. Welche realisiert werden k\u00f6nnte, h\u00e4ngt von der k\u00fcnftigen Gesetzgebung ab, erkl\u00e4rt Trenker. Denkbar w\u00e4re beispielsweise, gewisse Punkte per GPS vorab zu programmieren \u2013 Trogon<\/em> w\u00fcrde diese dann vollautomatisch abfliegen. Da das Modell eine Kamera an Bord hat, kann es auch von einem Piloten per Fernsteuerung gelenkt werden. <\/p>\n\n\n\n

Zum Landen und Starten braucht die Drohne eine ebene Fl\u00e4che, wie etwa eine Wiese. Aber solange es circa 800 Meter flaches Gel\u00e4nde gibt, kann Trogon<\/em> auch in entlegenen Gebieten landen. Somit ist das Ziel der Studenten erreicht: Die Drohne k\u00f6nnte G\u00fcter in Katastrophen- und Krisengebiete bringen. In F\u00e4llen, wo man das Leben von Piloten nicht riskieren will, wie etwa bei extremen Wettereignissen, oder Kriegshandlungen. <\/p>\n\n\n\n

Langwierige Zulassungsprozeduren <\/h2>\n\n\n\n

Bis jetzt wurde das Projekt ausschlie\u00dflich von der FH Wiener Neustadt<\/em> und den Modellbauexperten vom MFC Weikersdorf<\/em> erm\u00f6glicht und zwischen dem Demonstrator und einer marktreifen Drohne liege ein erheblicher Kapitalbedarf, erkl\u00e4rt Trenker auf die Frage nach einer m\u00f6glichen Markteinf\u00fchrung. Des weiteren unterliegen autonome Luftfahrzeuge einem langwierigen Zertifizierungsprozess, der auch noch nicht ausreichend definiert sei.<\/p>\n\n\n\n

Per 31. Dezember 2020 wurde eine neue EU-Drohnenverordnung<\/a> eingef\u00fchrt. Seither gibt es f\u00fcr den professionellen beziehungsweise industriellen Einsatz keine Begrenzungen mehr bez\u00fcglich Gr\u00f6\u00dfe und Gewicht – und nur noch einige wenige das Missionsprofil betreffend. Jedoch steigen die Zulassungsprozeduren proportional zu den ermittelten Risikofaktoren des geplanten Einsatzes. Sobald ein bestimmtes Missionsprofil in einem EU-Mitgliedsstaat genehmigt wurde, wird es in der Regel auch von allen anderen Mitgliedstaaten anerkannt.  <\/p>\n\n\n\n

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Drohnen pflanzen B\u00e4ume und erschaffen neue W\u00e4lder<\/div>
Der \u00fcber 3.000 Meter hohe Cerro de Monserrate befindet sich in der N\u00e4he des Stadtzentrums von Bogot\u00e1. Der Berg \u00fcberragt das Stadtgebiet mit seinen hektargro\u00dfen … Continued<\/a><\/div><\/div><\/div>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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