Fraunhofer-Institut für Autonome Drohne kombiniert Propeller- und Tragflächenflug
Um Systeme für den Flugverkehr effizienter und nachhaltiger zu gestalten, bietet es sich an, von der Natur zu lernen. Im Fraunhofer-Leitprojekt ALBACOPTER® setzen sechs Fraunhofer-Institute auf den Gleitflug, um eine besonders energieeffiziente Drohne zu entwickeln. Udo Nolte koordiniert das Projekt am Fraunhofer IEM. Vom 19.-22. Juni stellt er den ALBACOPTER® auf der internationalen Luft- und Raumfahrtmesse Paris Air Show vor. Im Interview gibt er Einblicke in seine Arbeit.
Ist der Albatros euer Vorbild? Was ist das Besondere an ihm – und wie wollt ihr seine Fähigkeiten auf ein technisches Flugsystem übertragen?
In der Tat fokussieren wir uns im Projekt darauf, die Drohne im Gleitflug über mehrere hundert Kilometer fliegen zu lassen. Der Albatros ist bekannt für sein müheloses Schweben auf den Luftströmen – deshalb ist er Namenspate für unser Projekt. Unser Ziel ist aber, ein Fluggerät zu entwickeln, das nicht nur fantastisch schweben, sondern auch effizient starten und landen kann. Deshalb kombinieren wir zwei Antriebsarten: Start und Landung, also wenn die Drohne Höhe gewinnt oder verliert, erfolgen über einen Propellerantrieb. Das hat den Vorteil, dass die Drohne auch in eng besiedelten Räumen eingesetzt werden kann. Der Flug selbst erfolgt im Gleitflug, der nur sehr wenig Energie benötigt. Insgesamt ist unsere Lösung sehr effizient: Der Albacopter® gehört mit einem Höchstabfluggewicht von 125 MTOW zu den Ultraleichtflugzeugen und hat eine Geschwindigkeit von 126 km/h.
Für welche Fluggeräte sind eure Lösungen im Projekt ALBACOPTER® interessant?
Der Albacopter® ist eine autonome Transportdrohne. Mögliche Einsatzfelder sind der Transport von Bau- und Ersatzteilen von Zulieferern an die Produktionsstätte oder die schnelle Lieferung wichtiger Medikamente. Gerade im zweiten Use Case bewegt sich die Drohne in eng besiedelten, städtischen Gebieten und die Kombination aus Propeller- und Gleitflug entfaltet ihr volles Potenzial.
Welche Expertise bringt das Fraunhofer IEM ins Leitprojekt ein? Was ist unsere Rolle?
Das Fraunhofer IEM übernimmt den modellbasierten Entwurf der Fluglageregelung, wenn die Drohne vom Vertikalen Flug in den Tragflächenflug übergeht. Das ist herausfordernd, da die Beschleunigung und die Überwindung der Gewichtskraft in diesem Fall in der Luft erfolgt. Besonders wertvoll sind hier unsere Kompetenzen in der ganzheitlichen Systemmodellierung sowie im Bereich Simulationen und X-in-the-Loop. Da wir keine landgebundene Maschine entwickeln, gilt das Prinzip „first flight right“, das wir in einem großen Entwicklungsteam aus mehreren Fraunhofer-Instituten verfolgen: Die Expertin für Computerchiparchitekturen trifft da auf den Spezialisten für die Extrusion von faserverstärkte Kunststoffen. Wir sind Bindeglied zwischen den Disziplinen – und das macht schon großen Spaß!
Zum Fraunhofer-Projekt ALBACOPTER
Urbaner Luftverkehr – ohne aufwendige Infrastruktur, individuell, autonom und schadstofffrei – was noch vor wenigen Jahren unter Science-Fiction verortet wurde, demonstrieren heute Pioniere der Urban Air Mobility (UAM) mit faszinierenden Fluggeräten in ersten Feldversuchen. Mit dem Leitprojekt ALBACOPTER® investiert die Fraunhofer-Gesellschaft acht Millionen € in ein anspruchsvolles Forschungsvorhaben zur Entwicklung von Schlüsseltechnologien für die UAM. Sechs Institute der Gesellschaft (ICT, IEM, IOSB, IMS, IVI und LBF) beteiligen sich unter der Leitung des Fraunhofer IVI am Aufbau des Experimentalfluggerätes ALBACOPTER®, der die Manövrierfähigkeit des Multicopters mit der Fähigkeit des Albatros paart, über große Distanzen mit minimalem Energieaufwand segeln zu können. Weitere Infos: Pressemitteilung ALBACOPTER® (fraunhofer.de)