Ungeheures Flugobjekt gesichtet

Das TechFak-EcoCar-Team baut einen elektrisch betriebenen Copter

Das Wissen aus der Vorlesung in der Werkstatt oder im Labor anwenden und weiterdenken? Das kannst du im TechFak-EcoCar-Team. Die aktuelle Mission: den Luftraum erobern und zwar elektrisch.

Seit vier Jahren beschäftigt sich das EcoCar-Team mit senkrecht startenden, elektrisch betriebenen Rotorfluggeräten. Mit ihrem aktuellen Copter Night Fury haben sie die New Flying Competition (NFC) 2020 in Hamburg gewonnen. In dem internationalen Studierendenwettbewerb geht es um die Konstruktion von Langstreckendrohnen, die den Herausforderungen von morgen gewachsen sind. Dazu gehört, in dicht bebautem Luftraum zu fliegen, zum Beispiel wenn Drohnen zum Transport in Städten eingesetzt werden. Senkrecht zu starten und zu landen war deshalb eine Anforderung an die Teams.

„Wir haben insgesamt 6.500 Arbeitsstunden in Night Fury gesteckt. So lange hat es von der Konzeption, über den Bau und die Vorbereitung für den Wettbewerb bis zum Testflug beim NFC gedauert“, beschreibt Adrian, Mechatronik-Masterstudent und Teamleiter von TechFak EcoCar, den Prozess. Night Fury wurde speziell für die New Flying Competition im Oktober 2020 erdacht und gebaut. Mit dem Konzept von Senkrecht-Start und -Landung wollte sich das Team schon lange beschäftigen. „Eine Wettbewerbsanforderung war, zwei Kilo Nutzlast zu tragen. Die Traglast hat Auswirkungen auf die Spannweite und Geometrie, dementsprechend haben wir Night Fury konstruiert“, erklärt der EcoCar-Teamleiter.

Wettbewerbsanforderungen übertroffen

Mit zwei Kilo Traglast musste die Drohne eine bestimmte Strecke abfliegen: senkrecht starten und auf eine Höhe von zehn Metern ansteigen, anschließend beschleunigen und eine Schleife sowie einen Looping fliegen. Dann folgte der Effizienztest: Ausschlaggebend war der Energieverbrauch des Copters, wenn er 15 Minuten mit mindestens 65 Kilometern pro Stunde gleitet. „Unser Copter ist sogar mit 71 Kilometern pro Stunde geflogen und hat dabei nur 128 Wattstunden verbraucht. Das ist in etwa so viel Energie, wie ein Wasserkocher benötigt, um 1,3 Liter Wasser zum Kochen zu bringen. Angesichts der Größe und der Nutzlast ist das wirklich ein sehr guter Wert. Wahrscheinlich hat uns das den Sieg eingebracht“, erklärt der Teamleiter. Aber die Drohne erfüllte nicht nur die Wettbewerbsanforderungen, sondern konnte sogar autonom starten, fliegen und landen. Durch autonomes Fliegen könne man das bestmögliche Flugverhalten herstellen, da der Computer durch verschiedene Sensordaten sehr schnell auf Seitenwinde und Böen reagieren kann: ein Pluspunkt für die Effizienz. Eine Drohne wie Night Fury ist auf Grund ihres geringen Energieverbrauchs für Langstreckenflüge gemacht und wäre deshalb als Transportdrohne einsetzbar. „Zum Beispiel könnte sie medizinische Produkte transportieren, oder in der Landwirtschaft mit einer Thermokamera dafür sorgen, dass Tiere im Feld entdeckt werden“, erklärt Adrian Sauer.

22 Studierende haben an der Entwicklung von Night Fury mitgearbeitet. „Wir haben Leute aus der Mechanik, der Elektrik, Softwareentwicklung und Design und sind für alle Studienrichtungen offen“, betont Adrian Sauer. Da auch die Möglichkeit besteht, Abschlussarbeiten im Rahmen der Projekte zu schreiben, ist die Initiative bei Studierenden technischer Fachrichtungen besonders beliebt. Die Studierenden arbeiten in ihrer Freizeit in der EcoCar-Werkstatt auf dem Gelände des Fraunhofer-Instituts. „Die Arbeitszeit schwankt mit den Prüfungsphasen oder mit einem näher rückenden Wettbewerb. Manchmal arbeitet man 40 Stunden pro Woche, manchmal nur zwei. Aber durchschnittlich sind wir pro Person circa zehn Stunden pro Woche mit unserem Projekt beschäftigt“, erklärt Isabella Hufnagl. Sie studiert Computational Engineering und kümmert sich als PR-Teamleiterin bei EcoCar um den öffentlichen Auftritt des Teams bei Instagram, YouTube und auf der Website.

EcoCar hebt ab

2008 wurde TechFak EcoCar in Kooperation mit dem Fraunhofer-Institut für Integrierte Systeme und Bauelementetechnologie IISB gegründet. Damals bauten die Studi-Teams ein Elektroauto, gefolgt von einem elektrisch betriebenen Motorrad namens Elmo. Seitdem hat sich zwar die Zusammensetzung des Teams und die Reifenanzahl ihrer Fortbewegungsmittel verändert, aber das Ziel von EcoCar ist immer noch das gleiche: mit elektrischem Antrieb an der Mobilität der Zukunft mitwirken.

Am Fraunhofer-Institut erhält EcoCar neben der Infrastruktur auch wissenschaftliche Unterstützung. „Wir haben für alle Bereiche jemanden, der uns weiterhelfen kann, wenn wir mal feststecken. Andersrum genauso, wir helfen auch manchmal dem Fraunhofer aus, wenn sie Unterstützung brauchen. Das ist wirklich Zusammenarbeit auf Augenhöhe“, erklärt Adrian, „und wir knüpfen schon mal Kontakte für danach. Viele ehemalige EcoCar-Mitglieder arbeiten inzwischen beim Fraunhofer-Institut“ – also durchaus auch ein Antrieb für die eigene Zukunft.