<

 

 

 

 

allTEIL C

Elektro- und Solarfluggeräte

2019 (F)

 


Transport- und Lieferdrohnen


Einem Bericht vom Februar 2019 zufolge entwickelt das Institut für Integrierte Produktion Hannover (IPH) gGmbH einen Software-Demonstrator, der Unternehmen die individuellen Entwicklungspotentiale durch den Einsatz von Drohnen für den Materialtransport aufzeigt. Immerhin finden große Teile der Produktion und der Logistik am Boden statt, während viele Kubikmeter einer Fabrikhalle ungenutzt bleiben: der Luftraum, der durch den Einsatz von unbemannten Luftfahrzeugen ausgeschöpft werden kann.

Bei dem Forschungsprojekt ‚Untersuchung der Einsatzpotenziale und Grenzen des innerbetrieblichen Einsatzes von Drohnen für den Materialtransport‘ (DroMaTra) wird der Transport via Drohne mit dem per Gabelstapler oder durch einen Mitarbeiter verglichen. Es wird von der Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen (AiF) sowie der Bundesvereinigung Logistik (BVL) gefördert.


Im Mai fliegt eine von Ingenieuren der University of Maryland speziell angefertigte Multikopter-Drohne eine menschliche Niere autonom über 4,5 km)von einem Standort im Südwesten von Baltimore zu einem wartenden Operationsteam im Medizinzentrum der Universität. Nachdem das Organ aus dem Flugzeug entnommen worden war, wird es erfolgreich einer 44-jährigen Patientin transplantiert.

Während des Fluges wurde die Niere in einem versiegelten Kasten aufbewahrt, der als HOMAL (Human Organ Monitoring and Quality Assurance Apparatus for Long-Distance Travel) bekannt ist. Dieser Kasten mißt und hält seine eigene Innentemperatur und verfolgt außerdem Faktoren wie den barometrischen Druck, die Höhe, die Stärke der Vibrationen und die GPS-Koordinaten. All diese Daten wurden kontinuierlich auf die Smartphones des Operationsteams übertragen, damit dieses sicherstellen konnte, daß das Organ auf dem Weg ist und lebensfähig bleibt.


Ebenfalls im Mai 2019 stürzt eine autonome Spitaldrohne der Firma Matternet ab, die im Auftrag der Schweizerischen Post einen gewerbsmäßigen Einsatz fliegt, bei dem auf dem Hinflug zur Universität Zürich (UZH) in Irchel Blutproben transportiert werden. Der Unfall ereignet sich, ohne Beladung, auf dem Rückflug zum Universität Spital Zürich (USZ) in Fluntern. Dabei verfehlt die Drohne nur knapp eine im Wald spielende Gruppe von Kindern und deren Begleitpersonen.

Abgestürzte Matternet-Drohne

Abgestürzte
Matternet-Drohne

Der im Netz einsehbare Zwischenbericht SUI-9903 der Schweizerischen Sicherheitsuntersuchungsstelle SUST über den Unfall spricht von erheblichen Sicherheitsmängeln, die zum Absturz der Transportdrohne M2 V9 geführt haben sollen. Demnach löste die Drohne rund zwei Minuten nach dem Start das Flugabbruchsystem (Flight Termination System, FTS) aus und leitete eine Notlandung ein.

Nach dem Ausstoßen des Fallschirms riß allerdings dessen Verbindungsleine, und die Drohne schlug ungebremst auf den Waldboden auf. Die Drohne wurde beim Aufprall zerstört; verletzt wurde niemand. Weder die Kinder noch die beiden Kindergärtnerinnen, die den Absturz in rund 50 m von der Absturzstelle entfernt beobachteten, konnten ein akustisches Warnsignal wahrnehmen, wie es eigentlich ertönen sollte, um Personen am Boden zu warnen. Es ist erst nach dem Aufprall an der Absturzstelle hörbar. Der abgetrennte Fallschirm verfängt sich rund 330 m weiter zwischen zwei Bäumen.

Die Analyse der Ursache im Zwischenbericht lautet, daß die Drohne nach dem Ausstoßen des Fallschirms durch die Bremswirkung des entfalteten Fallschirms eine schlagartige Verzögerung erfuhr. Die für Zugkraft ausgelegte Verbindungsleine wurde an der scharfkantigen Befestigungsstelle an der Drohne angeschnitten. In der Folge hielt sie der Zugbelastung des sich entfaltenden Fallschirms nicht stand und riß.

Die Ursachen für das Auslösen des automatischen Flugabbruchsystems sind Gegenstand noch laufender Untersuchungen und sollen im Schlußbericht dargelegt werden.

Im Zuge der Berichterstattung wird bekannt, daß eine solche Transportdrohne bereits im Januar in den Zürichsee gestürzt war, wobei als Ursache ein Kurzschluß wegen Kondenswasser ausgemacht wurde – bei schönstem Wetter. Offenbar war eine Steckverbindung nicht gut genug isoliert. Dem Bundesamt für Zivilluftfahrt (BAZL) handelte es sich bei diesem Drohnenvorfall aber um eine kontrollierte Notlandung und nicht um einen Absturz.

Obwohl die Post und Matternet bisher in der gesamten Schweiz erfolgreich über 3.000 Flüge absolviert haben, blieben die Drohnen nach dem ersten Vorfall zunächst am Boden unf gingen erst nach technischen Anpassungen Mitte April wieder in den Einsatz. Nun wird der Betrieb erneut gestoppt, ein Expertenrat gebildet und diverse Sicherheitsmaßnahmen verschärft.

Den Empfehlungen aus dem Zwischenbericht entsprechend werden zudem verschiedene Sofortmaßnahmen eingeleitet. So werden die Seile des Fallschirms mit einem Metallgeflecht verstärkt und der Fallschirm wird künftig mit zwei Seilen statt nur einem an der Drohne befestigt. Außerdem wird der schrille Pfeifton lauter eingestellt, der bei einer Sicherheitslandung der Drohne die Personen in der Nähe warnen soll.

APT 70

APT 70


Der Luftfahrthersteller Bell Textron Inc. meldet im August 2019 den erfolgreichen ersten autonomen Testflug seiner Transportdrohne APT 70 (Autonomous Pod Transport), die Waren mit einem Gewicht von maximal 31,7 kg ans Ziel bringen soll. Das Unternehmen hatte den 45 kg schweren und 160 km/h schnellen Multikopter mit einer Reichweite von 56 km erstmals auf der letztjährigen CES gezeigt.

Ebenfalls erfolgreich getestet wird eine Entwicklung des japanischen Kooperationspartners Yamato, dessen Ingenieure sich damit beschäftigt haben, wie die Waren aufgenommen und wieder abgelegt werden. Der Rest des Jahres soll nun für weitere Testflüge jenseits der Sichtlinie genutzt werden.

Verlaufen diese erfolgreich, könnten im nächsten Jahr Demonstrationsflüge stattfinden, bei denen die Drohne konkrete Aufgabenstellungen zu erfüllen hat, zunächst über bekannten Territorium, und später auch in komplett neuen Gebieten. Die Manager von Bell und Yamato hoffen, bereits Mitte 2020 mit dem kommerziellen Einsatz der autonomen Transportdrohne beginnen zu können.


Im selben Monat meldet auch die 2016 von David Merrill und Clint Cope in San Francisco gegründete Firma Elroy Air den erfolgreichen ersten, ferngesteuerten Flugtest ihres Hybrid-Elektro-VTOL-Luftfrachtsystems auf dem McMillan Airfield in Camp Roberts, Kalifornien, der in Zusammenarbeit mit der Naval Postgraduate School absolviert wird.

Das Unternehmen hatte im Dezember 2017 den Prototyp Aluminum Falcon in Originalgröße vorgestellt und bekanntgegeben, daß es sich eine Startfinanzierung in Höhe von 4,6 Mio. $ für den Bau großer, autonomer Drohnen gesichert hat. Die Finanzierungsrunde wurde von Levitate Capital, Homebrew, Shasta Ventures und Lemnos angeführt. Elroy will die Firma sein, die Waren über mittlere Entfernungen liefert, ohne durch das knifflige Labyrinth der Städte navigieren zu müssen.

Das Elroy-System besteht aus zwei Teilen: Zunächst die Drohne selbst, die ungefähr die Größe eines kleinen einmotorigen Flugzeugs hat und die Lidar, Radar, Kameras und Luftverkehrsmanagement-Software verwendet, um einen sicheren Flug zu gewährleisten.

Daneben gibt es die leichte, aerodynamische und modulare Frachtkapsel, die eine Nutzlastkapazität von etwa 68 kg hat, vom Bodenpersonal vorbeladen wird und selbst auch ein Roboter ist, der unter der Drohne hindurch manövrieren und sich mit ihr verbinden kann. Die Drohne ist dann in der Lage, sich selbständig flugbereit zu machen und abzuheben. Elroy hofft, bis Mitte 2018 einen voll funktionsfähigen Prototypen vorweisen zu können.

Chaparral mit Cargo Pod

Chaparral mit Cargo Pod

Tatsächlich dauert es jedoch bis zum August 2019, bis die nun Chaparral genannte Schwerlast-Drohne mit einer Spannweite von 8,80 m und einem Gewicht von 550 kg das erste mal aufsteigt, eine Höhe von 3 m erreicht 64 Sekunden lang schwebt, bevor sie wieder sicher landet.

Die Hybrid-Drohne verwendet sechs Rotoren und eine Batterie zum Starten und Landen, sowie einen benzinbetriebenen Schubrotor, um von Punkt zu Punkt zu fliegen. Die kommerzielle Version soll bis zu 225 kg Fracht mit einer Geschwindigkeit von 160 km/h über eine Entfernung von 500 km transportieren können, ohne Flughäfen oder Ladestationen zu benötigen.

Die Firma, die im Februar bekanntgegeben hatte, daß sie inzwischen insgesamt 9,2 Mio. $ an Startfinanzierung hat, wird sich als nächstes  auf Tests der Autonomie, der Übergänge im Flugmodus und des Vorwärtsflugs konzentrieren, bevor im Jahr 2020 Pilotprogramme mit einer kleinen Anzahl von Versendern an ausgewählten Orten gestartet werden sollen.

Im Januar 2020 unterzeichnet die Elroy Air während der CES eine Vereinbarung zur Zusammenarbeit bei unbemannter Luftfracht mit der Embraer-Tochtergesellschaft EmbraerX, durch die die 50-jährige Branchenerfahrung von Embraer mit den Neuentwicklungen von Elroy Air bei autonomen Flugzeugsystemen kombiniert werden soll.


Im September 2019 präsentiert die von William ‚Chip' Yates im Jahr 2012 gegründete US-Firma Yates Electrospace Corporation (YEC) auf der Messe Defence and Security Equipment International (DSEI) in London eine maßstabsgetreue, flugbereite Lieferdrohne, die mit einem Eigengewicht von 907 kg bis zu 567 kg (andere Quellen: 740 kg) Güter transportieren kann. Der rechteckige Rumpf des Fluggeräts mißt 0,6 x 0,6 x 2,4 m, die Flügelspannweite beträgt 8,5 m, wobei die vier Flügel über dem Rumpf eingeklappt werden können, um den Transport zu erleichtern.

Die Frachtlieferdrohne Silent Arrow GD-2000, deren Produktion im nächsten Monat beginnen soll, wird in erster Linie  Hilfsgüter an Menschen in Kriegsgebieten liefern, wo die Gefahr besteht, daß Flugzeuge bei dem Versuch, dies zu tun, von feindlichen Truppen abgeschossen werden. Dabei soll die Drohne entweder an Bord eines Frachtflugzeugs transportiert oder an einer Leine unter einem Hubschrauber aufgehängt werden – in beiden Fällen bleiben die Flügel während des Transports eingeklappt.

Sobald sich das Trägerflugzeug innerhalb von 58 km (andere Quellen: 64 km) von seinem Ziel entfernt befindet, wird die GD-2000 auf einer Höhe von rund 460 m über Grund abgesenkt, woraufhin die vier Flügel ausklappen, so daß die Drohne geräuschlos und autonom zu ihrem Ziel gleiten kann. Nach der Landung und Entnahme der Nutzlast ist die Betriebslebensdauer der Frachtdrohne beendet – was bei nachfolgenden Modellen möglicherweise nicht mehr der Fall sein wird.

Yates zufolge würde seine Firma bereits an einem wiederverwendbaren Segelflugzeug und einer ebenso wiederverwendbaren elektrischen Start- und Landeversion arbeiten. Auf der Farnborough International Airshow im Juli 2020 soll jedenfalls eine breiter gebaute Version der Frachtlieferdrohne vorgestellt werden, die 60 % größer ist als der Standard Silent Arrow.

Doosan

DS30


Eine Lieferdrohne mit einem Wasserstoff-Brennstoffzellenmodul transportiert November 2019 medizinische Proben über eine Strecke von 69 km von einem Krankenhaus auf der Karibikinsel St. Croix zu einer Testanlage auf der Nachbarinsel St. Thomas.

Der rund 25 kg schwere Oktokopter DS30 des chinesischen Drohnenherstellers Doosan Mobility Innovation Inc. (DMI), der eine Spannweite von 2,6 m und eine Tragkraft von 5 kg hat, absolviert dabei eine Ozeanüberquerung, die eine Stunde und 43 Minuten dauert. Nach Ankunft am Zielort hat die Drohne noch fast 30 Minuten Flugzeit übrig.

Der Flug ist das Ergebnis einer Zusammenarbeit zwischen der Doosan Mobility, dem US-Gesundheitsministerium, der in Georgia ansässigen Skyfire Consulting und dem texanischen, von Colin Guinn gegründeten Drohnen-Entwicklungsunternehmen Guinn Partners. Diesmal folgt der Drohne eine Crew in einem Boot, um bei Bedarf die manuelle Steuerung zu übernehmen. Bei den für die erste Hälfte des nächsten Jahres geplanten Testläufen wird die DS30 jedoch völlig selbständig fliegen.


Im Dezember wird über einen  Testlauf berichtet, bei dem der Paketdienstleister DPD France in Frankreich in zwei Bergregionen Pakete per Drohne ausliefert, um die abgelegenen Dörfer trotz zugeschneiter Straßen zu erreichen. Um ein Paket beispielsweise in das 80-Seelen-Dorf Mont-Saint-Martin in der Bergregion Isère zu bringen, braucht eine Drohne nur acht Minuten, verglichen mit einer halben Stunde per Fahrzeug.

Das Unternehmen will damit vor allem Kosten und CO2 einsparen, weshalb die Drohnen mit Solarzellen ausgestattet und damit energieautonom sein sollen. Die DPD-Drohne mit einer Reichweite von 15 km startet dabei direkt vom Paketauto, das mit einem mobilen Terminal ausgestattet ist. Der Fahrer klickt das Paket von unten an die Drohne und startet diese Terminal aus.

Das mit GPS ausgestattete Fluggerät fliegt über Wälder und an Felswänden entlang bis in das Dorf, wo es das Paket in eine Art Paketschacht in der Nähe des Rathauses fallen läßt. Per SMS empfängt ein Rathausmitarbeiter eine entsprechende Benachrichtigung, holt das Paket heraus und bringt es persönlich zum Empfänger.

 

Weiter mit den Elektro- und Solarfluggeräten 2019 ...