Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Studenten schaffen Höhenrekord mit Mini-Drohnen

28.09.2009
Keine Fernsteuerung - Miniflugzeug steigt in 2,2 Kilometer Höhe auf

Studenten der Stanford University haben es geschafft, mit einem autonomen Miniaturflugzeug einen neuen Höhenrekord aufzustellen. Bis in 2.177 Meter stieg das Flugzeug mit einer Flügelspannweite von nur rund einem Meter dabei empor.

Den Studenten gelang es, das Flugzeug mithilfe ausgefeilter Elektronik und entsprechender Software vollständig ohne menschliches Eingreifen aufsteigen zu lassen. Sogar an Notfälle hatte das Siegerteam bei dem Luftfahrzeug gedacht. Kommt das Flugzeug namens Blue Panther zu sehr vom Kurs ab und verliert den Kontakt zur aus zwei Notebooks bestehenden Bodenstation, wählt es den kontrollierten Absturz.

"Da wir in einem abgesperrten Gebiet nahe einem Air-Force-Stützpunkt geflogen sind, mussten wir auch für den Fall vorsorgen, dass wir den Kontakt zum Flugzeug verlieren oder dass es den abgegrenzten Korridor verlässt", sagt Geoffrey Bower, Doktorand am Institut für Luft- und Raumfahrt der Stanford University, gegenüber pressetext.

Durchgeführt wurden die Rekordflüge auf dem Dryden Flight Research Center der NASA, einem ausgetrockneten See in der Mojave-Wüste. Dort brachten die Studenten vier verschiedene Miniaturflugzeuge in Stellung, um zu überprüfen, wie hoch ihre Arbeiten steigen konnten. Für den Bau der extrem leichten Flugmaschinen verwendeten sie handelsübliche Materialien aus dem Baumarkt wie Balsaholz und Isolierschaum. Die Energie für den 100-Watt-Elektromotor des besten Modellfliegers lieferte ein Akku mit 2.100 Milliamperestunden. An Elektronik kam in dem 450-Gramm-Flugzeug ein GPS-Empfänger und ein Luftdruckmessgerät zum Einsatz. Die künstliche Intelligenz wurde in der Programmiersprache C geschrieben und kontrollierte auf Basis der Mess- und GPS-Daten mithilfe von Servomotoren die Höhen- und Seitenruder sowie den Schub.

Schon im zweiten Versuch stieg das Rekordflugzeug Blue Panther in die eingangs erwähnte Höhe von 2.177 Metern empor, bevor es den Kontakt zur Bodenstation verlor, die Landeautomatik startete und eine Bilderbuchlandung auf dem ausgetrockneten See hinlegte. "Die Studenten lernen durch solche Projekte die praktische Anwendung theoretischen Wissens im Bereich Aerodynamik, Flugzeugbau und auch in der Flugsteuerung bei autonomen Systemen", lobt Andreas Schütz vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), die studentische Leistung im pressetext-Gespräch.

Bei einem weiteren Versuch ließen die Studenten ihr intelligentes Flugzeug von einem Punkt starten, der für das Flugzeug mehr Aufstiegszeit versprach. Und tatsächlich schaffte es Blue Panther bis in eine Höhe von fast 2,5 Kilometern. Das Flugzeug driftete dabei allerdings aufgrund schlechter Windverhältnisse zu weit vom Kurs ab und aktivierte den Absturz-Modus, der verhindern sollte, dass sich das Flugzeug aus der festgelegten Flugzone bewegte.

Mit Tempo 130 tauchte Blue Panther deshalb in den heißen Sand der Wüste ein. Die unsanfte "Landung" und der daraus resultierende Schaden am Gerät war letztlich der Grund, weshalb die erreichte Höhe von 2,5 Kilometern nicht als erfolgreicher Rekordversuch gewertet wurde. Die 2.177 Meter, die Blue Panther vor seinem Unglücksflug erreicht hatte, liegen der internationalen Luftfahrtbehörde derzeit aber zur Prüfung vor. Die amerikanische Luftfahrtbehörde hat den Rekord bereits anerkannt. "Hierzulande wären solche Versuche nur schwer durchzuführen. Modellflugzeuge dürfen in Deutschland nicht über eine Höhe von 1.000 Metern steigen. Außerdem muss immer eine Sichtverbindung zum Flugzeug bestehen", sagt Stefan Levedag, Direktor des Instituts für Flugsystemtechnik am DLR, gegenüber pressetext.

"Es gibt schier unendlich viele Anwendungsmöglichkeiten für günstige unbemannte Luftfahrzeuge. Das Problem dabei ist, dass noch an deren Zuverlässigkeit gearbeitet werden muss, wodurch sie schnell wieder teurer werden", so Levedag. Grundsätzlich wären Aufgaben in der Landwirtschaft, in der Verkehrsüberwachung, bei der Aufspürung von Waldbränden und in vielen anderen Gebieten denkbar. Bis es so weit ist, sind jedoch noch einige Probleme zu lösen. Wichtig sei vor allem, genaue gesetzliche Rahmenbedingungen hinsichtlich der Lufttüchtigkeit von Drohnen zu schaffen, die Flugdauer von Drohnen zu steigern und an der Zuverlässigkeit zu arbeiten.

Doktorand Bower stimmt dem deutschen Experten zu. "Die limitierenden Faktoren sind derzeit vor allem die Akkuleistung, die mögliche Nutzlast und die Zuverlässigkeit. Unser Flugzeug schafft es ohne Nutzlast, etwa 90 Minuten in der Luft zu bleiben", sagt er. Die Akkutechnologie mache jedoch Fortschritte, weshalb er zuversichtlich ist, dass die Flugdauer kleiner unbemannter Fluggeräte noch gesteigert werden kann. Die Zuverlässigkeit der Komponenten könnte indes zu einem Problem werden. "Um das Gewicht gering zu halten, müssen redundante Systeme vermieden werden. Deshalb kann schon der Ausfall einer einzelnen Komponente zu einem Problem für das Flugzeug werden", sagt der Fachmann. Wenn man Einschnitte bei Größe, Gewicht und Kostenintensität in Kauf nehme, seien robuste und zuverlässige autonome Luftfahrzeuge jedoch durchaus möglich.

Video: http://www.youtube.com/watch?v=K2Gq_iUnmaQ

Dominik Erlinger | pressetext.deutschland
Weitere Informationen:
http://www.stanford.edu
http://aa.stanford.edu
http://www.dlr.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Interdisziplinäre Forschung:

nachricht Innovation: Optische Technologien verändern die Welt
01.12.2016 | Karlsruher Institut für Technologie

nachricht SeaArt-Projekt startet mit Feldversuchen an Nord- und Ostsee
18.11.2016 | Hochschule Hannover

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Interdisziplinäre Forschung >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Wie sich Zellen gegen Salmonellen verteidigen

Bioinformatiker der Goethe-Universität haben das erste mathematische Modell für einen zentralen Verteidigungsmechanismus der Zelle gegen das Bakterium Salmonella entwickelt. Sie können ihren experimentell arbeitenden Kollegen damit wertvolle Anregungen zur Aufklärung der beteiligten Signalwege geben.

Jedes Jahr sind Salmonellen weltweit für Millionen von Infektionen und tausende Todesfälle verantwortlich. Die Körperzellen können sich aber gegen die...

Im Focus: Shape matters when light meets atom

Mapping the interaction of a single atom with a single photon may inform design of quantum devices

Have you ever wondered how you see the world? Vision is about photons of light, which are packets of energy, interacting with the atoms or molecules in what...

Im Focus: Greifswalder Forscher dringen mit superauflösendem Mikroskop in zellulären Mikrokosmos ein

Das Institut für Anatomie und Zellbiologie weiht am Montag, 05.12.2016, mit einem wissenschaftlichen Symposium das erste Superresolution-Mikroskop in Greifswald ein. Das Forschungsmikroskop wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und dem Land Mecklenburg-Vorpommern finanziert. Nun können die Greifswalder Wissenschaftler Strukturen bis zu einer Größe von einigen Millionstel Millimetern mittels Laserlicht sichtbar machen.

Weit über hundert Jahre lang galt die von Ernst Abbe 1873 publizierte Theorie zur Auflösungsgrenze von Lichtmikroskopen als ein in Stein gemeißeltes Gesetz....

Im Focus: Durchbruch in der Diabetesforschung: Pankreaszellen produzieren Insulin durch Malariamedikament

Artemisinine, eine zugelassene Wirkstoffgruppe gegen Malaria, wandelt Glukagon-produzierende Alpha-Zellen der Bauchspeicheldrüse (Pankreas) in insulinproduzierende Zellen um – genau die Zellen, die bei Typ-1-Diabetes geschädigt sind. Das haben Forscher des CeMM Forschungszentrum für Molekulare Medizin der Österreichischen Akademie der Wissenschaften im Rahmen einer internationalen Zusammenarbeit mit modernsten Einzelzell-Analysen herausgefunden. Ihre bahnbrechenden Ergebnisse werden in Cell publiziert und liefern eine vielversprechende Grundlage für neue Therapien gegen Typ-1 Diabetes.

Seit einigen Jahren hatten sich Forscher an diesem Kunstgriff versucht, der eine simple und elegante Heilung des Typ-1 Diabetes versprach: Die vom eigenen...

Im Focus: Makromoleküle: Mit Licht zu Präzisionspolymeren

Chemikern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es gelungen, den Aufbau von Präzisionspolymeren durch lichtgetriebene chemische Reaktionen gezielt zu steuern. Das Verfahren ermöglicht die genaue, geplante Platzierung der Kettengliedern, den Monomeren, entlang von Polymerketten einheitlicher Länge. Die präzise aufgebauten Makromoleküle bilden festgelegte Eigenschaften aus und eignen sich möglicherweise als Informationsspeicher oder synthetische Biomoleküle. Über die neuartige Synthesereaktion berichten die Wissenschaftler nun in der Open Access Publikation Nature Communications. (DOI: 10.1038/NCOMMS13672)

Chemische Reaktionen lassen sich durch Einwirken von Licht bei Zimmertemperatur auslösen. Die Forscher am KIT nutzen diesen Effekt, um unter Licht die...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Wie aus reinen Daten ein verständliches Bild entsteht

05.12.2016 | Veranstaltungen

Von „Coopetition“ bis „Digitale Union“ – Die Fertigungsindustrien im digitalen Wandel

02.12.2016 | Veranstaltungen

Experten diskutieren Perspektiven schrumpfender Regionen

01.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Flüssiger Wasserstoff im freien Fall

05.12.2016 | Maschinenbau

Forscher sehen Biomolekülen bei der Arbeit zu

05.12.2016 | Biowissenschaften Chemie

Wie aus reinen Daten ein verständliches Bild entsteht

05.12.2016 | Veranstaltungsnachrichten