Im letzten Jahr stellte Sergei Lupashin von der ETH Zürich das Konzept eines Quadrokopters an der Leine vor. Zu dem Zeitpunkt war noch nicht klar, ob das innovative Fluggerät (Flying Machine Arena) jemals in die Produktion gehen wird. Jetzt sieht es danach aus.
Bei Indiegogo stellt das Team um den gebürtigen Russen den Fotokite φ (Phi) vor und bittet um Beteiligung an den Kosten. Nach vier Tagen waren bereits 50% der benötigten $ 300.000 USD zugesagt.
Der Fotokite φ wurde weiterentwickelt, ist jetzt zusammenfaltbar und damit leicht transportabel.
Mit GoPro-Kamera wiegt er 350 Gramm und kann über eine Gestensteuerung oder eine Android-App bedient werden.
Im Rahmen der Kampagne waren die ersten Kites für $249 USD erhältlich, diese sind bereits ausverkauft. Im Handel werden später $ 500 USD fällig. Eine Extra-Battery, die 15 Minuten zusätzliche Flugzeit verspricht, kostet erfreulich wenig ($ 15 USD).
EnergyOr stellte jüngst seinen 4-Stunden-Flieger mit Brennstoffzelle vor. Diese Flugzeit ist für Lieferdrohnen schon eine sehr gute Vorlage. Für Langstreckendrohnen darf es aber noch ein wenig mehr sein.
In der Schweiz wurde dafür ein solarbetriebenes Flugzeug entwickelt. Ende Juni konnte damit eine Flugzeit von 28 Stunden erreicht werden. Der Akku des Fliegers hatte beim Start 57% der möglichen Energie gespeichert. Nach dem Flug war der Akku zu 84% gefüllt. Theoretisch reicht also die Leistung der Solarzellen um einen unendlichen Flug zu ermöglichen, jedoch müssen weitere Faktoren wie Nutzlast, Winde, Thermik und schlechte Sonneneinstrahlung berücksichtigt werden.
Unter dem Projektnamen AtlanticSolar entwickelt die ETH Zürich dieses Flugzeug weiter. Mitte Juli startete erneut die 6,8 Kilogramm schwere AtlantikSolar2 (AS-2). 88 Solarzellen bringen die AS-2 auf eine Geschwindigkeit von bis zu 40 km/h. Zur Pufferung wurden LiIon-Akkus mit 720 Wh Kapazität eingebaut. Deren Gewicht beträgt fast 3 kg. Die Steuerung erfolgte mit einer Pixhawk-Flugsteuerung. Nach 81 Stunden Flugzeit und 2316 km Flugstrecke wurden ein neuer sonnengestützter Weltrekord für Flugzeuge unter 50 kg Abfluggewicht erreicht. Im Rennen um den längsten Solarflug überhaupt, rangieren nur 2 Flugzeuge, darunter Solar Impulse 2, vor der AS-2. Ziel der Schweizer ist es, in Zukunft solargetrieben den Atlantik zu überqueren.
Was macht man mit einer solchen Drohne? Zunächst einmal stellen die Arbeiten eine Weiterentwicklung der Solar- und Batterietechnik dar. Davon können Erkenntnisse für weitere Projekte gewonnen werden. Bereits heute könnte man Wetterforschung und Langstreckentierbeobachtungen oder Mappinganwendungen durchführen.
Ein Teil der Ausdauerflüge startete auf dem Modellflugfeld Langfuri in der Gemeinde Rafz. Die Maschine kreiste (siehe Video 3:10 min) südwestlich des Ortes.
Tailsitter sind Luftfahrzeuge die sozusagen auf dem Schwanz (Heck) sitzend starten. Im Prinzip könnte man auch Senkrechtstarter sagen, die üblichen Senkrechtsstarter können jedoch auch ohne auf dem Heck zu stehen starten. Beispiele dafür finden sich dazu im militärischen Bereich, der hier aber keine Rolle spielen soll.
Im Bereich der zivilen Drohnen ist natürlich jeder Multikopter ein Senkrechtsstarter, Starrflügler mit Senkrechtstart sind eher selten. Mit dem SkyProwler war zuletzt ein senkrechtstartender Starrflügler bei Kickstarter erfolgreich.
Für ein Produkt setzte Google auf einen solchen Hybridflieger dessen Entwicklung aber wegen Problemen unter Realbedingungen scheiterte.
Die Stabilität der Fluggeräte wurde nun an der ETH Zürich (Robin Ritz und Raffaello D’Andrea) weiterentwickelt. Durch geeignete Algorithmen ist es nun möglich die Fluglage jederzeit zu stabilisieren. Ein Test in der Realität steht scheinbar noch aus, die Versuche im Labor sind aber offensichtlich ermutigend. Als Basis dient eine Pixhawk-Flugsteuerung.
Die Flying Machine Arena der ETH Zürich erlaubt die Auslotung des Verhaltens von kleinen Fluggeräten, speziell Quadrokopter, im physikalischen Grenzbereich.
Der transportable Prüfstand mit einem Volumen von 1000 m³ beinhaltet u.a. ein kamerabasierendes Bewegungserkennungssystem, welches mehr als 200 Aufnahmen pro Sekunde verwendet, um ein oder mehrere Fluggeräte zu lokalisieren.
Die Erfahrungen der Forscher mit ähnlichen Systemen reichen bis in das Jahr 2000 zurück. Damals wurde bereits ein Prototyp entwickelt der mit Leuchten ausgestattet von mehreren Kameras lokalisiert wurde.
Mit modernerer Technik werden heute Konstruktionen, Flugmanöver und autonome Aktionen von Drohnen getestet. Auch künstlerische Projekte werden im Labor vorbereitet.
Nun gibt es Bilder aus der Flying Machine Arena, die einen – später auch vier – Quadrokopter beim Hochgeschwindigkeitsflug zeigen. Welche Fähigkeiten die Kopter der Forscher haben demonstriert das Team um Raffaello D’Andrea bereits im Rahmen der TED-Talks.
Der ETH Zürich verdankt die Drohnenwelt, interessante und witzige Entwicklungen. Hier im Blog waren schon der Puppenkopter und der Fotokite zu sehen. Auch beim Cirque du Soleil hat die Hochschule ihre Finger mit im Spiel und in der Weihnachtsparade hat sich gleich ein ganzes Arsenal der Kreationen produziert.
Nun gibt es zwei neues Videos, die in Zusammenarbeit mit Forschern der ETH entstanden. Aus hunderten Plastiksteinchen baut eine Flotte von Drohnen ein sechs Meter hohes turmartiges Gebilde. Im zweiten Streifen flechten Drohnen Seile, die auf Rollen mitgeführt werden.
Noch sieht das nach Spielerei aus, in Zukunft könnten Drohen mit Schwarmfähigkeiten jedoch in gefährlichem Terrain z.B. Schutzmauern etc. errichten.
