Ein Schiffspropeller, der durch die Lüfte fliegt
Ein oberösterreichisches Unternehmen passte ein Propellersystem aus der Schifffahrt so an, dass damit Drohnen und Lufttaxis senkrecht starten und landen sowie gezielt vorwärts und rückwärts fliegen können. Mit elektrischem Antrieb schont dieser Luftverkeh
„Meiner Meinung nach kann der autonome Flugverkehr schneller umgesetzt werden als der Straßenverkehr“, sagt Hans-Georg Kinsky, Geschäftsführer von CycloTech. „Denn bei den Fahrzeugen ist der individuelle Faktor Mensch stark im Spiel, sodass sich selbstfahrende Fahrzeuge schwer durchsetzen. Im Luftraum gibt es noch so wenige, dass autonome Fluggeräte vielleicht schneller in die Praxis kommen werden“, spekuliert Kinsky, während er vom in Oberösterreich entwickelten neuen Drohnenantrieb erzählt.
Mit finanzieller Unterstützung der Forschungsförderungsgesellschaft FFG hat das Technologieunternehmen CycloTech in Linz etwas erschaffen, wovon Wissenschaftler seit 100 Jahren träumen: den VoithSchneider-Propeller aus der Schifffahrt so anzupassen, dass er in der Luftfahrt zwei Dinge vereint. Nämlich das vertikale Starten und Landen mit dem präzise manövrierbaren horizontalen Vorwärtsflug. „Den VoithSchneider-Propeller der Schifffahrt kann man sich vorstellen wie das Trommelrad eines Mississippi-Dampfers“, sagt Kinsky, der an der FH OÖ in Steyr Produktion und Management studierte und seit fünf Jahren an dem neuen Flugantrieb mittüftelt.
Im Unterschied zur Trommel des Mississippi-Dampfers sind bei einem VoithSchneider-Propeller die Schaufelräder innerhalb der Trommel exakt schwenkbar, was die Schiffe sehr wendig macht. „Daher sind diese Antriebe in der Schifffahrt dort im Einsatz, wo gezielt angelegt und gesteuert wird, also im Hafenbetrieb, bei FahrgastSchiffen oder Schleppfahrzeugen“, sagt Kinsky.
Der Wechsel dieses Propellersystems vom Medium Wasser auf das weniger dichte Medium Luft hat in der Vergangenheit nicht so recht geklappt:
„Es gab weder die Leichtbautechnik mit steifen und widerstandsfähigen Materialien, noch die Simulationstechnologie für die Entwicklung der Fluggeräte“, erklärt Kinsky.
Rund 80 Kilo schwerer Prototyp
Sein Team, das mit der TU München und der Universität der Bundeswehr München zusammenarbeitet und vom Ideenreichtum des Firmengründers Meinhard Schwaiger profitiert, hat nun schon einige Prototypen von Drohnen gebaut, die dieses Propellersystem für die Luftfahrt einsetzen. Das aktuelle Modell sieht aus wie ein vierrädriges Gefährt, wiegt 82 Kilo, ist 2,4 Meter lang und 1,9 Meter breit. Die vier Rotoren messen jeweils 35 Zentimeter im Querschnitt bei einer Flügelspannweite von 42 cm. Wenn das Ding startet, sieht man gleich, dass dies kein Fahrzeug ist, denn die wie Räder aussehenden Propeller saugen die Luft so an, dass es senkrecht in die Luft abhebt. Derzeit noch mit Fernbedienung oder vom Laptop aus gesteuert, reagiert das Fluggerät in Sekundenbruchteilen und kann hinauf und hinunter, vor und zurück gelenkt werden. „Unser System vereint die Vorteile von Drehflügelkonzepten wie Hubschraubern mit Starrflügelkonzepten wie Flugzeugen“, sagt Kinsky. Auf 800 m2 Montage- und Testbereich in Linz werden die Prototypen analysiert und im Rotor-Teststand überprüft. Die Linzer sind in Gesprächen mit der FH Joanneum in Graz, deren Aerospace-Abteilung auch Möglichkeiten zum Testen auf Freiflächen bietet.
„Der aktuelle Flugdemonstrator mit unseren Rotoren soll vollelektrisch fliegen, damit man wegkommt von Verbrennungsmotoren“, sagt Kinsky. Da aber heutige Batterien noch zu geringe Energiedichten aufweisen und daher zu schwer sind, rechnet das Team mit einer Hybridversion im Antrieb der Paketlieferdrohnen oder ersten Lufttaxis, bis die Batterietechnologie für autonomes Fliegen weit genug ist.
„Unser System zielt bei Personentransport nicht auf Fernreisen ab, sondern auf Verbindungen vom stadtnahen Bereich ins Zentrum oder zwischen zwei Städten“, sagt Kinsky. In näherer Zukunft sieht er den Einsatzbereich jedoch in unbemannten Flügen: etwa zur Inspektion von Windkraftanlagen oder anderer Infrastruktur, die für menschliche Inspektion nur unter großen Gefahren zugänglich ist.