Ein unbemanntes, elektrisches, autonomes Luftfahrzeug
landet mit 75 Kilometer pro Stunde sanft auf dem Dach eines fahrenden Autos:
Wissenschaftler des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) konnten
erstmals die dafür entwickelte Technik erfolgreich vorführen. Das System könnte
auf ultraleichte Solarflugzeuge angewendet werden, welche klassische
Satellitensysteme in der Stratosphäre ergänzen. Durch das Weglassen der
Landevorrichtung kann die verfügbare Nutzlast dieser Solarflugzeuge erheblich
vergrößert werden. Gleichzeitig wird das Landen mit Seitenwind deutlich
vereinfacht, wodurch auch Landungen bei schlechtem Wetter möglich werden.
Gewichtsreduzierung
Ultraleichte Solarflugzeuge können in mehr als 20
Kilometer Höhe fliegen und das über mehrere Wochen. Um länger in der Luft
bleiben zu können, ist für die Fluggeräte der Faktor Gewicht von entscheidender
Bedeutung. Durch das Weglassen des Landefahrwerks, kann das Eigengewicht dieser
UAVs (Unmanned Aerial Vehicles) erheblich reduziert werden. Das ermöglicht mehr
Ladekapazität, eine höhere Reichweite und bessere Leistung. Normalerweise
notwendige Versteifungen in der Struktur des Fluggeräts könnten so ebenfalls
eingespart werden, was das Gewicht weiter verringert.
Autonomes Landen
Wissenschaftler vom DLR-Institut für Robotik und
Mechatronik haben durch die Kombination von Technologien aus den Bereichen
Robotik und UAV ein System entwickelt, welches das automatische Landen eines
sogenannten "Starrflüglers" (Fixed-wing Aircraft) auf einem fahrenden
Bodenfahrzeug möglich macht. In Flugversuchen auf einem Flugplatz im
schwäbischen Mindelheim-Mattsies wurde dieses System nun mit einem gut drei
Meter großen, 20 Kilogramm schweren, elektrischen Starrflügel-UAV erfolgreich
getestet. Dazu wurde ein Netz auf das Dach eines PKWs gespannt und mit mehreren
optischen Markern versehen. Bis auf einen halben Meter genau, kann sich das
Fluggerät über der vier Meter langen und fünf Meter breiten mobilen
Landeplattform positionieren. Befindet es sich darüber, erkennt das optische
Multi-Marker Tracking-System die Landevorrichtung und bestimmt die relative
Position zum Bodenfahrzeug mit hoher Genauigkeit. Mit diesen Daten wird die
Landung dann computergesteuert durchgeführt.
Der große Vorteil: Die Bewegung des UAVs und des
Fahrzeugs werden mit Hilfe der entwickelten Algorithmen auf einander angepasst.
Indem sich das Auto inklusive Landevorrichtung und der "Starrflügler"
gleich schnell bewegen, gleicht das Landen eher einem Absetzen. Das macht die
Landephase einfacher und sicherer. Bei den durchgeführten Versuchen war aus
flugbetrieblichen Sicherheitsanforderungen noch ein Fahrer im Auto. Dieser
erhielt die berechneten Steuerkommandos über eine graphische Anzeige, die ihm
vorgab, ob er schneller oder langsamer fahren musste. Für eine spätere
Anwendung in der Praxis, kann ein robotisches Fahrzeug ohne Fahrer verwendet
werden.
Die Arbeiten wurden durch das EU-Projekt
"EC-Safemobil" unterstützt.
Kontakte:
Fabian Locher
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) Kommunikation,
Redaktion Luftfahrt
Tel.: +49 2203 601-3959
Tin Muskardin
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)
Institut für Robotik und Mechatronik
Tel.: +49 8153 28-4061
Dr. Konstantin Kondak
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)
Institut für Robotik und Mechatronik
Tel.: +49 8153 28-1127