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Im Campus Empfingen werden Flugroboter weiterentwickelt

Ein zusätzlicher kleiner Motor könnte die Flugdauer von Transportdrohnen um das Sechs- bis Siebenfache verlängern

Gestern stellten im Empfinger Innovationscampus Hubert Grosser sowie Prof. Wolf Burger und Maschinenbaustudenten der Dualen Hochschule in Horb den Prototyp eines Hybridmotors für eine (Transport)-Drohne vor. Eine neue Arbeitsgruppe (AG) am Forschungscampus Empfingen entwickelt derzeit autonome Flugroboter.

17.02.2016
  • von Reinhard Seidel

Im Gespräch mit der SÜDWEST PRESSE weist Hubert Grosser darauf hin, dass mittlerweile die Möglichkeiten der Industrie 4.0, also der „Vierten industrielle Revolution“, an Kontur gewinnen würden, aber die dazu notwendige Logistik noch auf dem Stand von 2.0 feststeckte. Dies zu ändern habe sich die neu gegründete Arbeitsgruppe am Forschungscampus Empfingen zum Ziel gesetzt. Beteiligt sind die Forscher und aktuell fünf Firmen, koordiniert wird die Gruppe durch die Empfinger Innovationscampus GmbH.

Heute würden autonome Flugroboter im zivilen Bereich überwiegend für Überwachungsaufgaben eingesetzt. Es gebe hier aber „zukünftige Wachstumsfelder im Bereich Logistik und Transportwesen“. Dazu müssten aber sowohl die Fluggeräte, als auch die Antriebe „neu überdacht und entwickelt werden“, betont Grosser.

„Wir haben aber nicht in erster Linie die Ballungsräume im Fokus“, so Hubert Grosser, der zur Arbeitsgruppensitzung eingeladen hatte. „Dort ist bereits eine gute Infrastruktur vorhanden. Viel interessanter, darauf weist auch Prof. Dipl-Ing. Wolf Burger aus Horb hin, der die Forschung der Studenten betreut, seien Länder mit einer inselreichen Küstenlinie und der ländliche Raum, besonders in den Flächenstaaten der Europäischen Gemeinschaft.

Laut Grosser sei der Forschungscampus deshalb gezielt am Standort Empfingen aufgebaut worden. „Wir haben hier sowohl die günstige Anbindung an die baden-württembergische Hochschullandschaft, als auch die Vorteile des ländlichen Raums“, sagt Grosser. Sein Grundprinzip lautet bekanntlich, Synergien zu bündeln.

Wegen der besonderen Anforderungen an diese Fluggeräte wie möglichst große Nutzlast und Reichweite, eigneten sich die heutigen, nur elektrisch angetriebenen Multicopter, nicht für Transportaufgaben. Und hier kommen die drei Horber Studenten ins Spiel. Manuel Nägele, Daniel Wichmann und Philipp Zwick, der gestern nicht vor Ort sein konnte, sind Studierende des fünften Semesters im Studiengang Maschinenbau, Studienrichtung Konstruktion und Entwicklung. Sie beschäftigen sich im Rahmen ihrer Studienarbeit mit der Hybridisierung des unbemannten Fluggeräts Quantum VTR. Dazu haben sie einen „Range-Extender“, entwickelt und gebaut. Einen kleinen Motor, der die Reichweite von autonomen Fluggeräten drastisch erhöht. Dabei hatten Leichtbau und Vibrationsarmut höchste Priorität. Für letzteres setzen sie ein ausgeklügeltes Masseausgleichsystem ein.

Der Quantum VTR fliegt mit einem rein elektrischen Antrieb, der die benötigte Energie aus Akkus entnimmt. Im Rahmen der Studienarbeit wurde ein Einzylinder-Zweitaktmotor mit einer Gemischbildungseinheit entwickelt, um die Reichweite des Fluggeräts zu verlängern.

Wie funktioniert das? Wenn die elektrische Energie aus den Akkus fast verbraucht ist, wird der Motor über einen Elektromotor gestartet. Ist er gestartet, dann wird derselbe Elektromotor zum Generator, der dann die Akkus wieder auflädt und zusätzlich Energie für den Flugbetrieb bereitstellt. Dieser Vorgang wiederholt sich so lange, bis der Sprit alle ist.

Bleibt die Drohne mit ihrem Elektromotor etwa eine Stunde in der Luft, so würde sich die Flugzeit durch das Zuschalten des neuen Motors auf sechs, bis sieben Stunden erhöhen.

Der erste Einsatz soll im senkrecht startenden Fluggerät der deutschen Firma Quantum Systems erfolgen. Das Unternehmen mit Sitz im Sonderflughafen Oberpfaffenhofen im bayerischen Gilching, hatte, so Grosser, mit diesem Fluggerät das Finale beim internationalen Wettbewerb „Drones for Good“ 2014 in Dubai gewonnen.

Die neue, breit aufgestellte Arbeitsgruppe aus allen Bereichen der Luftfahrtindustrie und der Antriebstechnik sei sich laut Grosser einig, dass mit einem Forschungsnetzwerk der beteiligten Firmen „schnell marktreife und wettbewerbsfähige Flugroboter entstehen werden. Wir haben in einigen Bereichen durch die Firmenkompetenzen schon jetzt Alleinstellungsmerkmale, die wir durch eine gezielte Zusammenarbeit potenzieren werden“, ist Grosser überzeugt.

In Empfingen wird nun den Studenten ein ehemaliger Bunker zur Verfügung gestellt, um ihren Motor im sechsten Semester weiter zur Reife zu führen. Außerdem können im Gelände Testflüge gestartet werden.

Auch die Empfinger AG Micro Wave Ignition (mwi) sitzt mit im Boot. Wie Vorstand Volker Gallatz erklärt, sei das Unternehmen bereit, Teile für den Motor zu produzieren. Gallatz: Wir arbeiten schon länger mit Prof. Burger und dem Campus Horb zusammen. Wir profitieren von jungen Köpfen mit klasse Ideen und sind gerne bereit, uns als Sponsor zu revanchieren.“

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17.02.2016, 01:00 Uhr
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