BigBird XL

  BigBird Urheberrecht: Marco Denuder, ETH Zürich

Automatisch fliegendes UAV mit Schlagflügelantrieb

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Ziel und Vorgehen

Ziel des Projekts ist die Entwicklung eines unbemannten Luftfahrzeugs, dessen Antrieb nach dem Prinzip des Schwingenflugs in der Natur erfolgt. Kennzeichen dieses Antriebs, der in seiner technischen Ausführung auch als Biegetorsionsantrieb bezeichnet wird, ist die funktionale Integration der beiden wesentlichen Merkmale Tragen und Schuberzeugung in den Flügeln des Luftfahrzeugs. Nach den Vorbildern in der Natur führen diese konstruktiven Merkmale zu einer nahezu lautlosen und hocheffizienten Fortbewegung. Ausgelegt ist BigBird XL für ein Abfluggewicht bis 25 Kilogramm bei einer Nutzlast bis zu 10 Kilogramm. Der gesamte Flugbetrieb, inklusive Start und Landung, wird vollautomatisiert stattfinden.

BigBird XL baut auf dem von der Firma Festo finanzierten Projekt SmartBird, Video, aus dem Jahr 2011 auf.

Das Institut für Flugsystemdynamik ist für die flugdynamische Modellbildung des Fluggeräts, den Entwurf der Flugregelung sowie die Planung und Durchführung von Flugtests zuständig. Darüber hinaus werden avionische Komponenten und Sensoren entwickelt und integriert.

BigBird XL ist konventionell betriebenen UAVs in wesentlichen Punkten überlegen.

Vorteile von BigBird XL

Geräuscharmut

Propellerbetriebene UAVs erzeugen immer einen Schalldruckpegel, der zwar je nach Bauform und Auslegung reduziert werden kann, aber auf Mensch und Natur immer störend wirkt. Der Flügelschlag der Vögel ist hingegen nahezu lautlos und kann bereits ab einigen Metern Entfernung vom Menschen nicht mehr wahrgenommen werden oder wird aufgrund seiner niedrigen Frequenz nicht als störend empfunden. BigBird XL kann somit auch in geräuschsensiblen Gebieten wie in oder nahe von Wohn- und Naturschutzgebieten zur Anwendung kommen.

Effizienz

Mit dem hier zu entwickelnden Biegetorsionsantrieb können Wirkungsgrade von bis zu 80 Prozent erreicht werden. Da sich das Gewicht eines Fluggerätes wesentlich auf die mögliche Flugdauer und Reichweite auswirkt, wird BigBird XL hinsichtlich Reichweite und Flugdauer effizienter als die meisten bisher bekannten propellerbetriebenen UAVs sein. Die hohe Effizienz prädestiniert das Fluggerät für die Langstrecke, zum Beispiel für Inspektionsflüge über großräumigen Gebieten oder auch für höhere Zuladung bei dem Transport von eiligen Gütern.

Flugästhetik

BigBird XL wird aufgrund seines bionischen Antriebs nicht als Fluggerät, sondern eher als Vogel wahrgenommen. Diesen Vorteil wird er im Naturschutz, in der Tierbeobachtung und überall dort ausspielen, wo er unerkannt bleiben soll.

Sicherheit

Multikopter und zum Teil auch propellerbetriebene Starrflügler stürzen, wenn ihre Systeme ausfallen, kaum gebremst ab. Bei einem Absturz können durch die Masse selbst oder die scharfen Rotorblätter Menschen verletzt werden. BigBird XL wird bei Systemausfall konstruktionsbedingt seine Flügel wie ein landender Vogel als V nach oben stellen und mit deutlich reduzierter Geschwindigkeit sinken. Überall dort, wo Sicherheit eine besondere Bedeutung hat, kann das Konzept von BigBird XL punkten.

Projektpartner

  • Effekt-Technik GmbH
  • JNTec GbR
  • RWTH Aachen University – Institut für Flugsystemdynamik
  • Steinbeis Innovation gGmbH