Von Lufttaxis und fliegender Post als Lösung des immer stärker werdenden Verkehrschaos in vielen Städten sprechen Zukunftsforscherinnen und Zukunftsforscher schon seit einigen Jahren. An der Fachhochschule Wiener Neustadt wird aktuell an einem Projekt gearbeitet, das die Prophezeiungen bald Wirklichkeit werden lassen könnte.
Ob die Zustellung von Paketen, Botengänge oder mobile Löschdrohnen im Brandfall – die Anwendungsmöglichkeiten für Drohnen gestalten sich heutzutage äußerst vielfältig. Doch was sich viele wünschen, ist bisher zum größten Teil noch nicht Realität – abgesehen vom militärischen Bereich stehen bisher noch wenige derartigen Drohnen zur Verfügung. Im Master-Studiengang „Aerospace Engineering“ der Fachhochschule Wiener Neustadt beschäftigen sich daher Lehrende und Studierende des zweiten und dritten Semesters in dafür vorgesehenen Lehreinheiten bereits seit geraumer Zeit mit der konzeptuellen aerodynamischen Entwicklung von so genannten Starrflügel-Transportdrohnen.
„Die Drohnenkonzepte, die an der FHWN entwickelt werden, gehen weit über das hinaus, was viele noch vor ein paar Jahren für möglich erachtet haben. Damit geben wir unseren Studierenden schon während ihrer Ausbildung die Möglichkeit, an zukunftsweisenden Projekten zu arbeiten“, zieht Studiengangsleiter Carsten Scharlemann eine zufriedene Zwischenbilanz.
Transport und Brandbekämpfung
Mit der Entwicklung von schnellen numerischen Werkzeugen für den aerodynamischen Vorentwurf ist das Institut für Aerospace Engineering zukünftig in der Lage, Starrflügeldrohnen für verschiedene Anwendungen zu entwickeln. Momentan wird an zwei Modellen gearbeitet: „Trogon“ ist eine schnelle Transportdrohne mit einer Nutzlast von bis zu 500 Kilogramm, ein zweites Modell wird für die Brandbekämpfung entwickelt und soll bis zu 1.000 Kilogramm Nutzlast tragen können.
„Die unterschiedlichen Anwendungen stellen verschiedene Anforderungen an das Design. Das Ziel dieses Projekts ist es, eine numerische Toolbox zu entwickeln, mit der es dem Anwender sehr leicht möglich ist, diese Anforderungen zu erfüllen“, so Projektleiter Markus Trenker. Neben der numerischen Vorentwicklung wird parallel auch gemeinsam mit Diamond Aircraft an einem flugfähigen Demonstrator mit verringerten Abmessungen gearbeitet.
Innovatives Design schafft neue Möglichkeiten
Im Vergleich zu Helikopterdrohnen zeichnen sich Starrflügeldrohnen durch eine größere Nutzlast, höhere Geschwindigkeit, größere Reichweite und bessere Stabilität aus. Dem gegenüber steht der Bedarf an einer Start- und Landebahn. Um die Möglichkeit eines Schwebefluges zu realisieren, müssen spezielle Antriebssysteme entwickelt und verbaut werden.
Aufgrund ihrer Bauform nutzen Starrflügeldrohnen den Auftrieb, der durch die Umströmung der Flügel erzeugt wird. Der Entwurf einer geeigneten Flügelgeometrie und die Gestaltung des Rumpfes sind zentrale Aufgaben im konzeptuellen Design. Weitere Schwerpunkte sind die Dimensionierung der Steuerelemente wie Klappen und Ruder, die Festlegung der Antriebsart und die Leistungs- und Stabilitätsanalyse.
