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Elektro- und Solarfluggeräte

2018 (E)



Transport- und Lieferdrohnen


Gleich im Januar berichtet die Presse über den Luft- und Raumfahrtkonzern Boeing, der auch an neuen Drohnen und autonomen Flugobjekten arbeitet.

Cargo Air Vehicle Grafik

Cargo Air Vehicle
(Grafik)

Als neustes Ergebnis dieser Tätigkeit wird nun der Prototyp einer riesigen, unbemannten eVTOL-Transportdrohne namens Cargo Air Vehicle (CAV) für besonders schwere Lasten enthüllt, die bis zu 226 kg befördern kann und in der Logistikkette von Paketdiensten eingesetzt werden soll.

Flugversuche mit kleineren Modellen führt die federführende Entwicklungsabteilung Boeing NeXt seit 2017 durch, wobei sie eng mit der Boeing-Tochtergesellschaft Aurora Flight Sciences zusammenarbeitet (die schon mehrfach erwähnte Aurora war im November 2017 von Boeing gekauft worden). Das System ergänzt im übrigen den eVTOL-Passagierflugzeug-Prototypen, der von Aurora entwickelt wird (s.u.).

Der 4,6 m lange, 5,5 m breite und 1,2 m hohe Prototyp kommt ohne Ladung auf ein Gewicht von 339 kg, allerdings macht Boeing bisher noch keine Angaben darüber, wie schnell das unbemannte Flugobjekt fliegen kann und welche Reichweite es hat. Von der ursprünglichen Konfiguration mit acht gegenläufigen Propellern kommt man bald auf sechs Doppelrotorsysteme mit zwölf Propellern.

Zu Beginn wird der Prototyp, den ein Team von Ingenieuren und Technikern aus dem gesamten Unternehmen in weniger als drei Monaten entworfen und gebaut hat, ferngesteuert, dann jedoch auf autonomen Flug umgestellt.

Nachdem auch 2018 zu Beginn nur in Innenräumen geflogen wird, erfolgt Anfang Mai 2019 der Erstflug des fliegenden Elektro-Frachtflugzeugs im Freien.

Cargo Air Vehicle 2019 Modell

Cargo Air Vehicle 2019
(Modell)

Diesem schließen sich in der zweiten Hälfte des Jahres weitere 150 Flugtests an, bei denen das unbemannte Fluggerät normalerweise nicht weiter als eine Meile, nicht höher als 120 m und nicht länger als drei Minuten fliegt. Die Maße der Drohne werden nun mit 5,33 m Länge, 6,1 m Breite und 1,52 m Höhe angegeben, ihr Gewicht mit knapp 500 kg.

Im November 2019 zeigt Boeing auf der Commercial UAV Expo ein Modell des CAV im Maßstab 1:4 mit neuem Design. Die Frachtdrohne ist aber noch immer nur ein Prototyp.

Um bei der Firma Boeing zu bleiben: Mit dem Ziel, den Elektroflug zu ermöglichen, investiert diese über ihre Investitionsabteilung Boeing HorizonX im Januar 2018 in das Startup-Unternehmen Cuberg, das 2015 aus der Stanford University ausgegründet wurde und eine neue Batterietechnologie mit hoher Energiedichte entwickelt. Diese basiert auf einem neuen Elektrolyten, der die Verwendung von Hochspannungskathoden ermöglicht und gleichzeitig eine viele Zyklen andauernde Haltbarkeit aufweist.

Die Prototyp-Zellen, die Boeing getestet hat, sollen eine der höchsten Energiedichten haben, die es auf dem Markt gibt. Eine Zahl wird nicht genannt. Die Investition ist einer der bislang wichtigsten Schritte von Boeing in Richtung batteriebetriebener Flugzeuge. Cuberg sagt, daß die Zellen für die Massenproduktion konzipiert sind, obwohl keine Angaben über einen Zeitplan für die Vermarktung gemacht werden.

Darüber hinaus wird im Jahr 2018 nur noch im März gemeldet, daß Boeing im Cambridge, Massachusetts, ein Forschungszentrum eröffnen wird, das sich auf die Konstruktion und Entwicklung von autonomen Flugzeugen konzentrieren soll. In dem Boeing Aerospace and Autonomy Center werden Mitarbeiter von Boeing sowie der kürzlich erworbenen Tochtergesellschaft Aurora Flight Sciences unterkommen.


Im Februar stellt in Dubai ansässige Startup-Entwicklungsfirma Eniverse die DoorBox vor, eine vollautomatische Empfangsbox, die Lieferungen von Drohnen entgegennehmen soll. Bereits im vergangenen November hatte die Firma bekanntgegeben, daß sie sich mit dem Paketedienst Fetchr und dem in San Francisco ansässigen Drohnenlieferanten Skycart zusammengetan hat, um den ersten autonomen Drohnenlieferdienst in der Region anzubieten.

Die DoorBox wird mit dem Mobiltelefon des Empfängers verbunden und erlaubt den Zustellunternehmen und Kurierdiensten, sie zu öffnen, sobald die Drohne ankommt. Eniverse wartet derzeit auf die Genehmigung der Zivilluftfahrtbehörde (DCAA) von Dubai, um den ersten Proof-of-Concept Durchlauf zu starten. Anschließend soll das System in Zusammenarbeit mit Fetchr und Dubais Straßen- und Transportbehörde betriebsbereit gemacht werden. Bislang gibt es keine weitere Neuigkeiten über dieses Projekt.


Ebenso ominös ist der ebenfalls im Februar gestartete Börsengang der 2014 gegründeten Schweizer Firma Food Forward Group GmbH (auch: Dorado), die einen Lieferservice mit Robotern und Drohnen aufgebaut hat, der durch künstliche Intelligenz alle Arten von Auslieferungen an Jedermann durchführen kann.

Dorado, eine Abspaltung der Foodout Group mit Sitz in Vilnius, Litauen, ist in sechs Ländern führend (Ukraine, Weißrussland, Litauen, Lettland, Estland und Iran), lieferte schon 4 Mio. Bestellungen an eine Million aktive Nutzer aus und erzielt gegenwärtig einen Jahresumsatz von 50 Mio. $. Zu den Kunden zählen Restaurant, der Einzelhandel, Apotheken und Kurierdienste. In den nächsten fünf Jahren möchte die Firma ihre Aktivitäten auf insgesamt 24 Länder ausweiten. Hierfür hat Dorado bereits 4 Mio. $  von institutionellen Investoren beschafft, einschließlich des ICO-orientierten Goldfish-Fonds und der Chernovetskyi Investment Group.

Belege für den Einsatz von Drohnen, die über ein nicht näher verortetes Foto hinausgehen, kann das Unternehmen aber noch nicht vorweisen. Mit ‚Token‘ und vierteljährlichen Dividendenzahlungen in Höhe von 7 % der Nettoverkäufe werden nun Investoren angelockt, um der Firma weitere 69 Mio. $ einzubringen. Berichte über einen Erfolg dabei gibt es bislang nicht.

Amazon-Patent Grafik

Amazon-Patent
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Im März 2018 wird der Amazon Technologies Inc. ein bereits 2016 beantragtes Patent zugesprochen, bei dem es um Lieferdrohnen geht, die auf menschliche Gesten oder Sprachkommandos reagieren können und so beispielsweise näher heran gewunken oder aber verscheucht werden können (US-Nr. 9.921.579).

Dazu sind die Drohnen mit Audiosensoren und Kameras ausgestattet. Außerdem soll eine Datenbank mit menschlichen Gesten in das System integriert werden, um den Drohnen eine Vergleichsmöglichkeit zu bieten, damit sie die Gesten und auch auditive Hinweise verstehen und etwa näher an einen Kunden heran fliegen oder Abstand suchen können.

Mit dem Patent könnte Amazon die Pläne für den Prime Air Drohnen-Lieferservice weiter ausbauen, über den schon mehrfach berichtet wurde und der während der firmeneigenen Konferenz MARS 2017 im Vorjahr seine erste Lieferung durchgeführt hatte. Das im Patent beschriebene System macht nämlich theoretisch ortsungebundene Lieferungen möglich. Statt die Bestellung zu einer bestimmten Adresse liefern zu lassen, könnten Kunden an einem beliebigen Ort via Smartphone-App bestellen und die Drohne navigiert direkt zu ihnen, um dann über das interaktive System zu landen und zu liefern.

Amazon-Patent Grafik

Amazon-Patent
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Ein weiteres Patent, das im Juni erteilt wird, betrifft ein unbemannte Luftfahrzeug namens ‚Collaborative Unmanned Aerial Vehicle for an Inventory System‘, das einen schwebefähigen Luftsack, eine Antriebseinheit, eine Haltevorrichtung und ein Bordsteuermodul  umfaßt (US-Nr. 10.000.284, beantragt 2015).

Einige Abbildungen der Patentanmeldung zeigen gleich mehrere dieser Blasen-Bots, die sich vertikal zusammenfügen, um ein erhöhtes Nutzlastgewicht zu handhaben. Es gibt bislang aber keinen Hinweis darauf, daß der ‚Quallenkranroboter‘ jemals die Anwendungsphase erreichen wird.

Im Juni 2019  führt Jeff Wilke, CEO und zweiter Mann bei Amazon, auf der hauseigenen Konferenz re:MARS (Machine Learning, Automation, Robotics and Space) in Las Vegas die neueste Version der vollelektrischen und vollautomatischen hexagonalen Lieferdrohne vor, die bereits in einigen Monaten testweise die ersten Pakete mit kleinen Haushaltswaren wie Zahnpasta oder Rasierer zustellen soll.

Die jetzt vorgeführte Drohne soll bis zu 25 km weit fliegen und bis zu 2,3 kg schwere Pakete innerhalb von 30 Minuten zustellen können. Wie ihre Vorläufer kann sie vertikal starten und landen und dann in den Horizontalflug übergehen. Dazu kippt sie einfach ihren Körper nach vorne, so daß die Propellerabdeckungen zu einer Art Flügel werden, was eine effizientere Bewegung durch die Luft ermöglicht. Mit sechs statt der üblichen vier Freiheitsgrade hat sie mehr Möglichkeiten bei der Wahl der Flugbahn.

Laut Amazon wurden der neuen Drohne neue Techniken der künstlichen Intelligenz integriert, um ihr zu helfen, ihren Weg zu finden. Mit aktualisierten Sensoren, Stereosicht und überarbeiteten Algorithmen ist das Flugzeug nun besser in der Lage, stationäre Objekte wie einen Schornstein automatisch zu erkennen und zu vermeiden, und es kann auch leichter einen Landeplatz zu finden, ohne sich in Stromleitungen oder ähnlichem zu verheddern. Angaben dazu, wo der Prime Air-Service starten soll, macht die Firma bislang nicht.

Im selben Monat folgt eine weitere Patenterteilung, die eine Technologie beschreibt, die es einer Drohne ermöglichen würde, eine „Überwachungsaktion auf einem Grundstück einer autorisierten Partei durchzuführen“, indem sie einen ‚geo-fence‘ um das Grundstück errichtet, um dann Überwachungsbilder zu erzeugen (US-Nr. 10.313.638, beantragt 2015).

Das Patent besagt, daß die Kameras sowohl Infrarot-, Wärme- oder Nachtsichtbilder als auch Ton aufnehmen können, und daß die Kunden den Dienst wahlweise wöchentlich, täglich, stündlich oder nur einmal nutzen können. Um diese Technologie zu beschreiben, verwendet das Patent eine regelrecht dystopisch klingende Phrase: ‚Überwachung als Dienstleistung‘.


Im März findet in Kinston, North Carolina, die Unmanned Cargo Aircraft Conference 2018 statt, die sich allerdings auch mit den großen, brennstoffbetriebenen Exemplaren befaßt.


Auf dem Great Festival of Innovation in Hongkong im März stellt das Industriedesign-Studio PriestmanGoode aus London sein Dragonfly genanntes Drohnenlieferungskonzept vor, das auf autonomen Mutterschiffen basiert, die sowohl als mobile Verteilungspunkte als auch als Ladestationen für die Flotte von städtischen, ebenfalls autonomen Drohnen fungieren.

Da der Aufstieg der Online-Händler aufgrund ihres Liefersystems zu überlasteten Straßen und Luftverschmutzung beiträgt, sollen die Dragonfly Drohnen den Händlern helfen, Waren effizienter und ohne negative Auswirkungen auf die Umwelt an Landeplätze auf den Dächern und an den Seiten von Gebäuden auszuliefern.

Das Unternehmen, das futuristische Transportmittel herstellt, zeigt mit der Dragonfly ein weniger roboterhaftes Drohnen-Design, wodurch die Fluggeräte eher „wie im Wind schwebende Blätter aussehen“. Das Projekt ist auch in dem 18-minütigen, im Mai 2018 erscheinenden Dokumentarfilm ELEVATION der Online-Architekturzeitschrift Dezeen zu sehen sein, in dem untersucht wird, wie Transport, Lieferungen, Bau und Architektur durch Drohnen verändert werden.

Eucharistie-Drohne

Eucharistie-Drohne


Eine ganz besondere Art von ‚Drohnen-Lieferung‘ kursiert im April 2018 in Form eines Videos aus der brasilianischen Basílica de São Geraldo Magela in Sorocaba, auf dem zu sehen ist, wie während des Gottesdienstes die Eucharistie von einem Quadrokopter zum Altar geflogen wird. Was einige gläubige Katholiken sehr aufregt, die die Sache ‚skandalös‘ und eine ‚Entweihung‘ nennen.

Nach der Reaktion der Gemeinde scheint es dieser aber nichts auszumachen, daß ihr ‚Zehnter‘ und ihre Opfergaben dazu dienten, der Kirche einen Quadrokopter zu kaufen.

In dem Video sehen die Besucher des Gottesdienstes dem höchst innovativen Geschehen eher begeistert zu. Welches möglicherweise damit zusammenhängt, daß diese Pfarrei zur Erzdiözese Novus Ordo von Sorocaba gehört und mit Redemptoristen-Priestern besetzt ist, die Innovationen aufgeschlossen zu sein scheinen.


Ein weiteres Video, das in diesem Monat zu sehen ist, zeigt den ersten landesweiten Testlauf der russischen Post in der sibirischen Großstadt Ulan-Ude, Hauptstadt der russischen Teilrepublik Burjatien, nahe der mongolischen Grenze. Die Lieferdrohne ist mit einem 2 kg schweren Paket beladen und soll die Sendung eigentlich in ein 35 km entferntes Dorf bringen, wobei zahlreiche Medien, der regionale Regierungschef und der Leiter der russischen Post dem Geschehen beiwohnen.

Große Freude kommt in diesem Fall allerdings nicht auf, denn das Flugobjekt kracht nach einem Flug von gerade mal 100 m und einer ‚Faßrolle‘ volle Kraft in eine Hauswand und trifft dabei fast drei Umstehende – wodurch die Eilzustellung mit einem Totalschaden endet, der sich umgerechnet auf ca. 17.000 € beläuft. Nur der Inhalt der Verpackung wird nicht beschädigt.

Ersten Ermittlungen zufolge sollen WLAN-Netze der umliegenden Bewohner die Verbindung zur Drohne gestört und so für den Absturz gesorgt haben. Wie der Leiter der Region Burjatien, Alexej Zydenow, mitteilt, untersuche man den Vorgang nun ganz genau und möchte auch weiter mit Drohnen-Lieferungen experimentieren. Die russische Post distanziert sich hingegen schnell von dem Absturz und behauptet, beim Start nur als Gast dabei gewesen zu sein, während die Drohne von einer anderen Firma namens Rudron/Expeditor 3M hergestellt worden sei.


Im Mai 2018 führt die in Florida beheimatete Firma Aergility von Jim Vander Mey und Larry Yonge mit ihrem ATLIS eine neue Art vertikal startendes und landendes Frachtflugzeug vor, das sie in den letzten Jahren entwickelt und getestet hat. Die flügellose autonome Drohne ist so konstruiert, daß mit einer Reisefluggeschwindigkeit von gut 160 km/h über Hunderte von Kilometer fliegen kann. Was gegenwärtig nur mit Brennstoffen funktioniert. Erwähnt wird die ALTIS hier, weil es sich um eine Hybrid-Drohne handelt.

Die Watts Innovations in Maryland – bekannt für ihre schweren Kameradrohnen MFD 3000 und MFD 5000 – wird beauftragt, ein Modell im Maßstab 1:4 zu entwerfen und zu fertigen, hauptsächlich aus Kohlefaser und Flugzeugaluminium. Es verfügt über acht elektrische Rotoren, die für Auftrieb und Steuerung sorgen, sowie einen benzinbetriebenen Propeller am Heck für den Vorwärtsschub. Zudem wird ein zum Patent angemeldetes System namens Managed Autorotation genutzt, das einen Flugcontroller verwendet, um die Drehzahl der Rotoren zu steuern.

ATLIS-Modell

ATLIS-Modell

Bei dem sehr unkonventionellen Tragschrauber verwaltet der Flugregler die elektrische Nettoenergie des Flugzeugs, indem er die Drehzahl der acht Propeller/Rotoren mit fester Blattstellung so steuert, daß sie im Allgemeinen um die keine Energie benötigende Autorotation herum schwanken. Der Auftrieb wird durch das gleichzeitige Einschalten aller Rotoren erreicht, während die Flugsteuerung dadurch erfolgt, daß einigen Rotoren mehr Energie zugeführt wird, um die Drehzahl zu erhöhen, während andere regenerativ gebremst werden, um die Drehzahl zu verlangsamen.

Somit wird während des Fluges keine elektrische Nettoenergie verbraucht, weshalb das 25 kg schwere ATLIS-Modell nur eine 2 kWh Pufferbatterie an Bord hat, einen Benzin-Antriebsmotor und die acht Elektromotoren, die die acht Propeller/Rotoren direkt antreiben – aber keine Generatoren, Tragflächen, Flugkontrollflächen und Servos usw. Die zu transportierende Nutzlast wird auf eine Plattform unter dem Flugzeug geladen, die dann ins Innere des Rumpfes hochgezogen wird. Bei Tests erreicht das Modell eine Geschwindigkeit von über 110 km/h.

Das Projekt-Team plant nun den Übergang zu einem Prototyp des Aergility Atlis Cargo UAV im Originalmaßstab, dessen Bau voraussichtlich ein Jahr dauern wird. Das etwa 180 kg schwere autonome UAV ist für eine Nutzlast von bis zu 160 kg ausgelegt, soll einer einzigen Treibstofftankfüllung eine Reichweite von bis zu 960 km haben und dabei auch noch eine Höchstgeschwindigkeit von 185 km/h erreichen können.


Eine weitere Hybrid-Drohne, die hier noch kurz erwähnt werden soll, ist die Dauntless der Firma Mobile Recon Systems LLC aus Lexington, Kentucky, die 2015 einen ziemlich großen Quadrokopter namens KittyHawk vorgestellt hatte, der drei GoPro-Kameras tragen kann.

Nun, im November 2018, zeigt das Unternehmen das neue Dauntless UAV, das über 90 kg heben und transportieren kann und entweder als Quadrokopter oder – durch Hinzufügen eines zusätzlichen Motors und eines Satzes von Rotoren an jedem der vier Arme – als Oktokopter erhältlich ist. Als Quadrokopter wiegt die Drohne 35 kg und kann eine Nutzlast von mindestens 45 kg heben. Die höhere Tragkraft wird mit der Oktokopter-Version erreicht.

Die Dauntless besitzt einen Rahmen aus Titan und Flugzeug-Aluminium sowie ein Gehäuse aus Kohlefaser, eine Kabinenhaube, einen Batteriekasten und Rotoren. Die Benutzer können die Drohne für den Transport in fünf Teile zerlegen und mit integrierten Handgriffen tragen, sobald alles zusammengesetzt ist.

Die elektrische Energie wird von zwei 2,4 kW Generatoren geliefert, die wiederum mit einem Benzinmotor verbunden sind. Dieser Aufbau soll Flugzeiten von bis zu fünf Stunden ermöglichen. Zusätzlich gibt es zwei Lithium-Polymer-Batterien, die bei Bedarf zur Leistungssteigerung oder zur Durchführung von Notlandungen im Falle eines Ausfalls der Generatoren herangezogen werden können.

Wenn die Benutzer ihre Fracht nicht unter dem UAV baumeln lassen wollen, können sie sich für einen Bordbehälter entscheiden, der im Quadrokopter maximal 36 kg oder im Oktokopter 72 kg tragen kann. Und natürlich kann die Dauntless auch mit optionalen Extras wie kardanisch aufgehängten Kameras, Wetterstationen, Strahlungsdetektoren, Radar- oder LiDAR-Modulen ausgestattet werden. Die Kosten variieren stark je nach Konfiguration und Optionen, erreichen aber „einen niedrigen sechsstelligen Betrag pro Einheit.“


Ebenfalls im Mai 2018 veröffentlicht das Gesundheitsministerium der Republik Vanuatu in Zusammenarbeit mit der UNICEF eine Ausschreibung über den Einsatz unbemannter Flugzeugsysteme als schnelles, zuverlässiges und effektives Transportmittel für die Lieferung von Impfstoffen an Krankenstationen, Hilfsposten und mobilen Impfstoffteams. Bislang waren hier nur nach dem Zyklon Pam im Jahr 2015 kleine Drohnen eingesetzt worden.

Der Y-förmige pazifische Archipel besteht aus 83 relativ kleinen Inseln vulkanischen Ursprungs, die sich 1.600 km weit von Nord nach Süd erstrecken. 65 Inseln sind bewohnt, doch nur 20 von ihnen verfügen über funktionierende Flugplätze und etablierte Straßen. Viele Inseln und Dörfer sind nur per Boot erreichbar, und die Straßen auf den größeren Inseln, die sowieso nur die wichtigsten Städte und Dörfer verbinden, sind in einem schlechten Zustand und werden aufgrund der vorherrschenden Klimabedingungen häufig überflutet oder weggespült.

Aufgrund dieser Einschränkungen ist die Logistik der Impfstoff- und Gesundheitsversorgung teuer, risikoreich und unzuverlässig. Häufig müssen mobile Teams von Krankenschwestern und Ärzten viele Stunden zu Fuß gehen, um Dörfer und Gemeinden in abgelegenen Gebieten zu erreichen, und dabei temperaturempfindliche Impfstoffe und Ausrüstung mit sich führen. Wird die Kühlkette zwischen 2° und 8°C jedoch unterbrochen, bauen sich die Impfstoffe schnell ab und werden nutzlos.

Das Hauptziel des Projekts ist es daher, noch in diesem Jahr die technische und die wirtschaftliche Machbarkeit der Aufnahme des neuen Verkehrsmittels in das bestehende Impfprogramm zu testen. Um dieses Ziel zu erreichen, möchte das Gesundheitsministerium bis zu drei Dienstleistungsunternehmen unter Vertrag nehmen, wobei sich die bis Juni offene Ausschreibung auf die Inseln Pentecost, Épi, Shepherd und Erromago bezieht.

Swoop Aero im Kongo

Swoop Aero im Kongo

Im Oktober folgt die Meldung, daß zwischenzeitlich kommerzielle Verträge an zwei Drohnenfirmen vergeben wurden, die 2017 gegründete australische Swoop Aero Pty Ltd. und die deutsche Wingcopter, die uns weiter unter nochmals begegnen werden, um in der ersten Dezemberwoche mit dem dreimonatigen Pilotprojekt zu starten, die Impfstoffen mittels UAVs in ansonsten unzugängliche Gebiete zu liefern.

Die Drohnen werden vom Nordende der Insel Efate starten, über drei kleinere Inseln vor der Küste fliegen und ein Paket auf einem abgesperrten Bereich eines Fußballfeldes deponieren, bevor sie wieder zurückfliegen. Anfang Januar 2019 wird dann eine zweite Phase stattfinden, in der die Drohnen Impfstoffe an Gesundheitseinrichtungen auf denselben vorgelagerten Inseln ausliefern sollen.

Mitte Dezember berichtet die Presse, daß die einen Monat alte Joy Nowai die erste Person auf Vanuatu ist, die mit einem Impfstoff geimpft wurde, der per Drohne eingeflogen wurde. Die Impfkampagne erstreckte sich über fast 40 km zerklüftetes, bergiges Gelände von Dillon’s Bay auf der Westseite der Insel bis zur abgelegenen Cooks Bay im Osten, wo 13 Kinder und fünf Schwangere geimpft wurden. Die dortige eine kleine, verstreute Gemeinde verfügt weder über ein Gesundheitszentrum noch über Elektrizität, und ist nur zu Fuß oder mit kleinen lokalen Booten erreichbar.

Um die Impfstoffe zu liefern, trugen die von Swoop Aero betriebenen Drohnen mit Eis und elektronischen Monitoren gefüllte Styroporkisten, um sicherzustellen, daß die Impfstoffe in der warmen Umgebung nie eine unerwünschte Temperatur erreichten. Während der Versuche reisten die Drohnen über 50 km und landeten am gewünschten Zielort innerhalb eines Radius von 2 m. Vanuatu ist nun daran interessiert, die Drohnen auch für die Lieferung dringend benötigter medizinischer Hilfsgüter in abgelegene und unterversorgte Gebiete einzusetzen.

Im Februar 2019 startet die Swoop Aero auf der Insel Épi ihr zweites Drehkreuz für die Mobilität aus der Luft. Über die Rolle der Firma Wingcopter bei den Vanuatu-Projekt gibt es einen im Netz abrufbaren 24-seitigen Abschlußbericht vom Mai 2019 unter dem Titel ‚Vaccine Delivery Service in Vanuatu‘.

Im August folgt ein ähnliches Projekt zur Lieferung von Impfstoffen in der Provinz Équateur der Demokratischen Republik Kongo (DRC), und im November bekommt die Firma vom Ministerium für Zivilluftfahrt im Malawi grünes Licht für den Beginn von Flügen jenseits der Sichtlinie und sogar von Nachtflügen, um dort gemeinsam mit USAID und Chemonics in der Region Nkhata Bay ein neues Drohnen-Luftverkehrsnetz  aufzubauen.


MamaBird-Drohne


Im Juni 2019 folgt ein Bericht über das von Thomas Lauzon und Eugene Maseya gegründete Startup MamaBird, ein Drohnen-Logistikunternehmen in Lilongwe, Malawi, das lebensrettende Hilfsgüter liefern will, mit besonderem Schwerpunkt auf der Gesundheit von Müttern und Neugeborenen. Hierzu sollen Frauen darin geschult werden, Drohnen für medizinische und Babynahrungs-Lieferungen einzusetzen.

Die Gründer schlagen ein Netzwerk kosteneffizienter Schwerlast-Drohnen mit Hybridantrieb vor, die Dörfer bis zu 60 km von einem Gesundheitszentrum entfernt erreichen und dabei zehnmal so viel Nutzlast transportieren können wie herkömmliche Drohnen.


Mehr über den deutschen Drohnenhersteller Wingcopter GmbH aus Darmstadt ist im Zusammenhang mit einem Pilotprojekt im Auftrag des deutschen Bundesentwicklungsministeriums (BMZ) zu erfahren, bei dem ein zu Tansania gehörender Inseldistrikt im Viktoriasee mit medizinischen Gütern versorgt wird.

Im Oktober 2018 schließt Wingcopter gemeinsam mit dem Logistikdienstleister DHL und der Gesellschaft für Internationale Zusammenarbeit (GIZ) erfolgreich den Einsatz ab, bei dem die Partner im Rahmen des ‚Deliver-Future‘ Projekts sechs Monate lang die Lieferung von Medikamenten per Drohne von einem zentralen Warenhaus in der Stadt Mwanza zu einem Krankenhaus auf der Insel Ukerewe im Viktoriasee erprobt haben.

Der dabei eingesetzte, bis zu 150 km/h schnelle DHL Parcelcopter 4.0 schaffte die 60 km lange Flugstrecke vom Festland bis zur Insel bei einer Fluggeschwindigkeit von 130 km/h in durchschnittlich 40 Minuten. Die Versorgungsflüge wurden komplett autonom und bis zu sieben mal am Tag ausgeführt. Insgesamt wurden in dem Pilotprojekt mehr als 180 Starts und Landungen durchgeführt, über als 2.200 km geflogen und rund 2.000 Flugminuten registriert.

Die medizinische Versorgung der rund 400.000 Bewohner des Inseldistrikts war bislang stark eingeschränkt, da man für die 240 km lange Strecke über Land sechs Stunden benötigt. Auf dem Wasserweg werden etwa vier Stunden benötigt. Die Belieferung medizinischer Einrichtungen zur Notfallversorgung der Bevölkerung mit nur kurz haltbaren, kühlpflichtigen Medikamenten war dadurch so gut wie nicht möglich. Die senkrecht startende und landende Drohne hingegen kann dieses Problem lösen – und läßt sich auf dem Rückflug zudem mit Blut- und Laborproben beladen.

Zur Erinnerung: Der von Wingcopter gebaute Parcelcopter (anfangs: Paketkopter), der bis zu 6 kg Fracht tragen kann, wurde in Deutschland bereits eingesetzt, um Medikamente auf die Nordseeinsel Juist (2014) und in den Ort Reit im Winkl in Oberbayern zu fliegen (2015).

Zur Abrundung noch ein Blick auf die Ursprünge der Firma Wingcopter, die auf Jonathan Hesselbarth zurückgeht, der ab 2011 und später im Zuge seines Masters in Maschinenbau an der TU Darmstadt eine neue Schwenktechnik-Drohne entwickelt, die auf den ersten Blick an ein Flugzeug mit vier Hubschrauber-Propellern erinnert. Sie kann senkrecht starten und sich dann in der Luft in ein Propellerflugzeug verwandeln. Das erste Patent (DE-Nr. 102012106869) meldet Hesselbarth im Jahr 2012 an, in welchem er auch die Firma Hesselbarth Flugsysteme gründet.

Vergoldeter Wingcopter

Vergoldeter Wingcopter

Nachdem er Tom Plümmer kennenlernt, der an seinem Master in Kreativwirtschaft sitzt, arbeiten die beiden Studenten interdiziplinär an der Weiterentwicklung des Wingcopters und beschließen dann, das Projekt als Vollzeitjob gemeinsam voranzutreiben, um die Drohne als professionelles Fluggerät in der kommerziellen Premiumklasse zu etablieren. Sie brechen ihre jeweiligen Master-Studiengänge ab und leihen sich das Startkapital – eine sechsstellige Summe – von der Familie und von Freunden.

Daß die Erfindung in eine Marktlücke gestoßen war, war schon damals klar, denn die Kleinserie von 15 Exemplaren des Prototypen, die Hesselbarth hergestellt hatte, hatten sich alle gut verkauft. Zusammen mit Ansgar Kadura wird im Jahr 2016 die gleichnamige Firma Wingcopter Holding GmbH & Co. KG (o. Wingcopter GmbH) gegründet. Für die Weltpremiere in den Vereinigten Arabischen Emiraten wird ein vergoldeter Wingcopter gebaut, der dann auch die Aufmerksamkeit der Öffentlichkeit gewinnt und Interesse für die besondere Technik weckt. Ob er auch fliegen kann, ist nicht bekannt.

Die (normale) hybride Hochgeschwindigkeitsdrohne aus Kohlenstoffaser/Glasfaser-Verbundwerkstoffen ist 1,32 m lang, wiegt 16 kg, hat eine Spannweite von 1,78 m und besitzt vier Schwenk-Rotoren. Nach dem senkrechten Start schwenken die beiden vorderen Rotoren um 90° nach vorne, während sich die beiden hinteren Rotoren um 90° nach hinten drehen und die Blätter anlegen, so daß die Drohne nun wie ein Flächenflugzeug fliegt – und das mit einer Geschwindigkeit von bis zu 180 km/h bei Reichweiten von bis zu 120 km.

Dank des patentierten Schwenkrotor-Mechanismus samt entsprechender Software kann die autonom fliegende Maschine innerhalb weniger Sekunden zwischen den beiden Flugzuständen hin- und herwechseln, was entscheidend dazu beiträgt, daß der Wingcopter 178 Heavy Lift, wie der reguläre Name lautet, deutlich stabiler und länger unterwegs sein kann als andere Drohnen.

Rotoren in Flugposition

Rotoren in Flugposition

Bei der maximalen Zuladung von 6 kg ist eine Einsatzdauer von über einer Stunden möglich, wobei der Wingcopter bei einer Geschwindigkeit von circa 70 km/h am effizientesten ist. Mit einem Tablet als Bodenstation kann das Fluggerät über GPS auf einer Strecke von bis zu 100 km gesteuert werden. Auch bei kräftigem Wind bis zu 90 km/h oder schlechtem Wetter fliegt der Wingcopter autonom und zuverlässig.

Mit solchen technischen Leistungen und aufgrund der Herstellung in Handarbeit liegen die Preise allerdings im fünfstelligen Bereich – je nach Konfiguration und Sensorik, die der jeweilige Kunde wünscht.

Im September 2017 belegt das junge Unternehmen beim Digital Logistics Award den zweiten Platz, zudem wird ihm in diesem Jahr vom Bundesministerium für Wirtschaft ein Exist-Gründerstipendium über 120.000 € gewährt, so daß es sich ganz auf die weitere Geschäftsentwicklung konzentrieren kann. Und der Bundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie verleiht Hesselbarth und Plümmer den Innovationspreis der Deutschen Luftfahrt. Irgendwann wird auch noch eine Guinness-Weltrekordgeschwindigkeit von 240 km/h erzielt.

Geschäftlich geht es auch gut voran, nachdem z.B. die Dubai Electricity and Water Authority (DEWA) ein Exemplar kauft, das mit einem hochwertigen live-Kamera-System ausgestattet eigenständig Hochspannungsleitungen inspiziert; oder die Zoological Society London, die mit einem Wingcopter samt Multispektral-Kamera und Laser-Scanner weite Teile des indonesischen Regenwaldes vermessen und dreidimensional einscannen möchte.

Im Dezember 2019 meldet die Fachpresse, daß das hessische Drohnen-Startup eine Finanzierung in Höhe von etwa 5 Mio. € von Corecam Capital Partners aus Singapur erhalten hat, mit der das bereits 35-köpfige Team mit weiteren Spezialisten verstärkt werden soll, um die Entwicklung der nächsten Generation des Wingcopters vorantreiben sowie das globale Service- und Vertriebsnetzwerk ausbauen.

Zu diesem Zeitpunkt ist Wingcopter bereits in zehn Ländern für diverse Kunden aktiv. Weitere erfolgreiche Projekte haben u.a. in Japan, England, Malawi, Äthiopien, Norwegen und Kanada sowie in der Arktis stattgefunden, wo die Leistungsfähigkeit der Drohne unter extremsten Bedingungen (-42°C) unter Beweis gestellt werden konnte. Zudem konnte in Partnerschaft mit Vodafone und dem lokalen Kunden SIS vor Kurzem in Irland – und erstmalig in Europa – eine Lieferung Insulin außerhalb der Sichtweite (BVLOS) und trotz schwieriger Windverhältnisse über eine Strecke von 21 km durchgeführt werden.

Ein weiteres erfolgreiches Beispiel ist der Einsatz für das Helmholtz-Zentrum Potsdam/Deutsches GeoForschungsZentrum (GFZ) im Spätsommer/Herbst 2019, bei dem ein Wingcopter mit einer speziellen Sensorik synchron die Konzentration an Treibhausgasen sowie atmosphärischer Turbulenzen (Auf- und Abwinde) mißt.

Jüngster Meilenstein im Februar 2020 ist das vom Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur mit mit 107.000 € geförderte und gemeinsam mit der Frankfurt University of Applied Sciences (UAS) und Merck durchgeführte Projekt ‚ProGeDa – Probentransport zwischen Gernsheim und Darmstadt’, bei dem Wingcopter-Drohnen Pigmentproben aus dem Merck-Werk Gernsheim zur Kontrolle in das Werk Darmstadt transportieren, was bisher zwei Mal täglich durch einen straßengebundenen Kuriertransport erfolgte.

Die zu absolvierende Strecke von knapp 25 km führt über über Strom- und Zugtrassen, Autobahnen und Bundesstraßen sowie Produktionsinfrastruktur hinweg, so daß der Flug teilweise als BVLOS-Flug stattfindet. Merck erhofft sich von der neuen Liefermethode vor allem eine Zeitersparnis, um die Proben schneller auswerten und Ergebnisse zurückmelden zu können. Ultimatives Ziel ist ein langfristiges Geschäftsmodell, wie der werksübergreifende Transport in der Zukunft organisiert werden könnte.

Nachdem die Wingcopter Anfang des Jahres ihre neue Zentrale in Pfungstadt bezogen hat, wobei es Überlegungen gibt, auch die Produktion aus Flörsheim dorthin zu verlegen, berichtet die Presse im März 2020, daß der neue Investor Corecam Capital Partners einen weiteren Millionenbetrag nachgelegt habe. Da sich die Technik beliebig skalieren läßt, wird mit den Mittels nun der nächste Prototyp mit 5 m Spannweite entwickelt, der bis zu 2,5 h Flugzeit erreichen und 10 kg Last transportieren soll.

UPS-Wingcopter

UPS-Wingcopter

Im selben Monat gibt die Wingcopter ihre Kooperation mit der Firma UPS Flight Forward (UPSFF) bekannt, einer Tochtergesellschaft von UPS, um gemeinsam die nächste Generation von Paketlieferdrohnen zu entwickeln, die verschiedenste Einsatzzwecke in den USA und international abdecken sollen. Die Zusammenarbeit soll den Weg für Zustelldienstleistungen in neuen Einsatzgebieten öffnen, wofür die UPS Flight Forward ein Netzwerk aus Technologiepartnern aufbauen will, um Kunden einen erweiterten Service zu bieten.

Die Wingcopter-Drohnen sind in der Lage, auf beengtem Raum senkrecht zu starten und zu landen, sowie in einen effizienten horizontalen Hochgeschwindigkeitsflug überzugehen. Die Kerninnovation ist ein patentierter Schwenkrotor-Mechanismus, der einen nahtlosen Übergang zwischen zwei Drohnentypen, nämlich vom Multikopter für das Schweben zum Starrflügler für den Vorwärtsflug ermöglicht. Sogar bei schwierigen Wetterverhältnissen agiert das aerodynamische Fluggerät mit hoher Stabilität.


Im Juni 2018 informieren die chinesischen Unternehmen EHang Holdings Ltd. und Yonghui Superstores über ihre neue Zusammenarbeit im Bereich des intelligenten Einzelhandels und der Lieferung von Lebensmitteln per Luft-Drohne. Die 2014 gegründete und anfangs nur für ihre Ghost Drone bekannte EHang hatte Anfang 2016 mit dem Konzept des Lufttaxis EHang 184 für Furore gesorgt, das uns weiter unter bei den Personentragenden Fluggeräte wieder begegnen wird.

Der Liefereinsatz wird wird vom Super Species aus beginnen, dem Frischwarengeschäft von Yonghui im M+ Park in Guangzhou. Die genutzte Lieferroute zu den peripheren Stadtteilen ist auch der erste normalisierte Flugroboter-Lieferflugkorridor in China. Ab Mitte Mai hatten die Logistikdrohnen über 600 Testflüge durch diesen Luftkorridor durchgeführt – ohne jeglichen Ausfall. Mit Hilfe der Drohnen wird die Lieferzeit von mindestens 30 Minuten auf etwa 15 Minuten reduziert, was Frische und Effizienz gewährleistet.

Super Species hat bereits 44 Ladenketten im ganzen Land gegründet und versucht, um jeden Laden herum einen ‚Servicekreis‘ mit einem Radius von 3 km zu entwickeln, wobei der Drohnen-Lieferdienst ins Spiel kommt: Zunächst müssen Kunden, die sich in der Nähe des Geschäfts befinden, eine Bestellung über die mobile App von Yonghui aufgeben, woraufhin das System automatisch entscheidet, ob die Bestellung durch Kurier oder Drohne ausgeliefert wird.

Falcon-Drohne

Falcon-Drohne

Wenn das Personal das Produkt in den Lebensmittelkarton unter der Drohne legt und auf ‚Take-off‘ klickt, macht sich diese entlang vorgegebener Luftwege auf den Weg in die Zielgegend. Bevor die Drohne landet, erhält der dortige örtliche Kurier eine Benachrichtigung und begibt sich zum Landepunkt, um das Essen abzuholen und die Drohne wieder zurückzuschicken, bevor er die Sendung über die letzten 100 m bis zur Tür des Bestellers selbst ausliefert.

Die Liefer-Quadrokopter von EHang können mit einer Geschwindigkeit von 40 km/h fliegen, eine Nutzlast von 0,5 kg tragen und sich innerhalb eines Radius von 4,5 km bewegen. Die Firma wird in Zukunft aber noch größere Lieferdrohnen mit einer Tragfähigkeit von 5 kg und einer Reichweite von 7 km auf den Markt bringen. Bei der Flugroutenplanung, Datenübertragung und Fernsteuerung der Drohnen unterstützt Huawei das Projekt.

Mitte Mai 2019 folgt die Meldung, daß EHang gemeinsam mit dem Logistik-Joint-Venture DHL-Sinotrans in Guangzhou nun erstmals eine feste, innerstädtische Drohnen-Route zu einem nicht näher benannten Unternehmenskunden eröffnet hat. Für dieses Pilotprojekt wurden zwei Lieferstationen errichtet, zwischen denen vollautomatische Drohnen Pakete mit jeweils bis zu 5 kg Gewicht als Expreß-Sendungen über eine Entfernung von 8 km transportieren. Die Lieferstationen öffnen beim Anflug der Drohne automatisch das Dach für die Landung, woraufhin das Fluggerät seine Ladung selbständig absetzen oder aufnehmen kann.

Der Kunde läßt seine Expreß-Lieferungen nun mindestens zweimal am Tag per Drohne abholen und zum DHL-Servicezentrum bringen. Mit dem Auto benötigt man für die Strecke etwa 40 Minuten – die neueste Falcon-Drohne von EHang, einem Quadrokopter mit acht Rotoren und 10 km Reichweite erledigt das in acht. Zudem sind Kosteneinsparungen von bis zu 80 % möglich.


Bereits im Juli 2018 bestätigt sich das Vorpreschen Chinas durch die Meldung, daß nun auch die Online-Handelsplattform JD.com Inc. (früher: JD Multimedia) gemeinsam mit der SF Holding Co. Ltd., dem größten Expreß-Zulieferunternehmen des Landes, daran arbeitet, ein Netzwerk aufzubauen, das nicht nur kleine Auslieferungsdrohnen umfaßt, sondern ein ganzes System, einschließlich großer autonomer Starrflügelflugzeuge, die von kleinen Flughäfen oder Landebahnen starten, um Massengüter zwischen den Lagerhäusern zu befördern.

Was Chinas Bemühungen besonders auszeichnet, ist seine Fähigkeit, alle Teile, die für Drohnenlieferungen benötigt werden, einschließlich der Vorschriften, der Infrastruktur und des weltgrößten E-Commerce-Marktes, ohne Zögern zusammen zu bringen. Damit all diese Elemente effektiv zusammenarbeiten können, braucht es jedoch Daten und Erfahrungen.

Chinas absoluter Vorteil ist der Markt. Das Land verfügt sowohl über die fortschrittliche Drohnentechnologie als auch über mehr als 590 Millionen ‚ländliche‘ Verbraucher, die teilweise in abgelegenen Gebieten leben, die nur schwer – und manchmal gar nicht – mit dem LKW zu erreichen sind. Die chinesische Zivilluftfahrtbehörde (CAAC) hatte der JD.com und der SF Holding Co. daher bereits im vergangenen Jahr grünes Licht gegeben, um in bestimmten ländlichen Gebieten mit dem Versand von Paketen per Drohne zu beginnen.

So startete die JD.com Mitte Juni ihre erste Starrflügeldrohne von einem Spielplatz in der Stadt Xi’an, um in einer fußballgroßen Kiste eine Bestellung in ein Dorf in den Bergen im Süden zu liefern. Der Trikopter mit Doppelrotoren an den drei Armen ist einer von rund 40 Stück, die entwickelt wurden, um die Lieferzeiten für Artikel wie Smartphones und Lebensmittel in entlegene Gebiete zu verkürzen, in die der Transport auf dem Landweg zu teuer oder zu langsam ist.

In einem Extremfall muß ein Kurier vier Stunden lang einen Berg hinauf- und hinunterklettern, um ein Paket in ein Dorf zu liefern. Eine Drohne kann die Fahrt in wenigen Minuten bewältigen. Die JD.com, die laut eigenen Angaben beim Versuchsbetrieb mit den Drohnen schon über 5.000 Stunden Flugzeit zurückgelegt hat, rechnet vor, daß die Kosten für die Paketzustellung in ländlichen Gegenden fünfmal so hoch sein können wie in Städten.

Wieviel durch fliegende Drohnen eingespart werden könnte, kann bislang noch nicht exakt beziffert werden, doch die Partner rechnen damit, daß die Kosten auf jeden Fall geringer sein werden als bei der Zustellung durch Menschen, sobald die Technologie für den breiten Einsatz bereit ist. Die JD.com bietet derweil Testdienste für UAVs auch in Tansania, Indonesien und Thailand an.

Das Rennen um die Drohnenlieferungen in China selbst wird durch den Wettbewerb zwischen JD.com und dem Rivalen Alibaba angeheizt. Dessen Geschäftsmodell ist bei der Lieferung auf Partner angewiesen ist, aber seine Logistikabteilung Cainiao hat sich bereits mit der Firma Beihang Unmanned Aircraft System zusammengetan, um die entsprechenden Frachtdrohnen zu entwickeln. Ein brennstoffbetriebenes Modell, an dem gearbeitet wird, kann eine Tonne Güter über 1.500 km transportieren. Außerdem erhielt Ele.me, der Nahrungsmittellieferant von Alibaba, im Mai eine Genehmigung, um die Drohnen in einer großen Industriezone zu testen.

In diesem Rahmen recht interessant: Im Februar 2019 gibt die Deutsche Post DHL Group bekannt, daß sie ihre Supply-Chain-Aktivitäten auf dem chinesischen Festland, in Hongkong und Macau an den asiatischen Logistikdienstleister SF Holding übertragen hat. Im Rahmen dieser Transaktion erhält die Deutsche Post rund 700 Mio. €, zudem wird sie in den nächsten zehn Jahren umsatzabhängige Partnerschaftsgebühren erhalten, und zwar für Markenlizenzen, Kundenempfehlungen, Mitarbeiterschulungen, den Austausch von Best-Practice Ansätzen sowie andere Bereiche des Supports.

Über die DHL-eigenen Aktivitäten im Bereich der Lieferdrohnen habe ich bereits in der Jahresübersicht geschrieben – Neuigkeiten zum aktuellen Stand gibt es weiter unten.

Nachdem JD.com seit mehr als zwei Jahren Drohnen für Lieferungen in China einsetzt, plant die Firma nun ihr Fachwissen weltweit, beginnend mit Indonesien, einzusetzen. Hier hatte die Firma ihre Aktivitäten 2016 mit dem E-Commerce-Unternehmen JD.ID gestartet. Mit inzwischen mehr als 20 Millionen registrierten Benutzern in diesem Land strebt JD.com an, 85 % seiner Bestellungen noch am selben oder nächsten Tag mit Drohnen über die verstreuten Inseln des Landes – insgesamt 17.000 und damit ein äußerst passendes Terrain für UAVs – an die Kunden auszuliefern.

Während die Idee einfach klingt, ist die Logistik beträchtlich komplizierter, denn für die Verteilung von mehr als einer Million Produkte müssen zehn Lagerhäuser, sieben Inseln, 483 Städte und nicht weniger als 6.500 Landkreise koordiniert werden. Anfang Januar 2019 führt JD.com daher die erste von der Regierung genehmigte Drohnen-Lieferoperation durch, bei der Rucksäcke und Bücher an die Mis Nurul Falah Leles Grundschule im Dorf Jagabita transportiert werden.


Der Logistikkonzern UPS, der 2017 einen Workhorse-Lieferwagen mit HorseFly-Drohne für die letzte Meile vorgestellt hatte, startet Anfang April 2018 in North Carolina das erste von der FAA genehmigte ertragsorientierte Drohnen-Zustellungsprogramm in den USA, das gemeinsam mit der Drohnenfirma Matternet durchgeführt wird – die in der Jahresübersicht 2011 ausführlich präsentiert wurde und deren Drohnen u.a. seit 2015 auch von der Schweizer Post eingesetzt werden.

Matternet/UPS-Drohne

Matternet/UPS-Drohne

Der erste Flug mit dem kompakten M2-Quadrokopter von Matternet geht vom Krankenhaus der WakeMed in Raleigh aus. Zu dessen Testlabors werden im weiteren Verlauf des Projekts, das im August des Vorjahres unter Aufsicht des Verkehrsministeriums von North Carolina mit den anfänglichen Tests begonnen hatte, Blutproben aus verschiedenen Kliniken transportiert. Diese Proben werden in ein sicheres und verschlossenes Fach unter dem Kopter geladen.

Die Drohne kann mit jeder Batterieladung Nutzlasten von etwa 2,3 kg in rund drei Minuten über 20 km befördern, wofür ein menschlicher Fahrer im durchschnittlichen Tagesverkehr ca. 30 Minuten benötigt. Auch wenn die Drohne autonom operiert, überwacht ein Pilot jeden Flug und kann bei Bedarf eingreifen. Die Fluggeräte, die von speziell dafür vorgesehenen Pads an jedem Standort aus operieren, werden anfangs etwa zehn Flüge pro Tag durchführen, wobei mehr möglich sind, sobald sich der Dienst einspielt. Sowohl UPS als auch Matternet hoffen, den Service schnell auf andere Standorte im ganzen Land ausweiten zu können.

Die Initiative in North Carolina ist Teil des dreijährigen Pilotprogramms der US-Bundesluftfahrtbehörde FAA, das bereits 2017 initiiert wurde um zu evaluieren, wie unbemannte Flugzeuge am besten in den kommerziellen US-Luftraum integriert werden können.

Im Juli 2019 verkündet UPS, daß die kürzlich neugegründete Tochtergesellschaft UPS Flight Forward Inc. (UPSFF), die bereits mit der Firma Wingcopter kooperiert (s.o.), eine FAA-Zulassung nach Artikel 135 für den Einsatz kommerzieller Drohnen beantragt hat, um einer der ersten vollständig zertifizierten Drohnenbetreiber in den USA zu werden. Bei Zulassung legt diese Zertifizierung die Grundlage für Drohnenflüge außerhalb der Sichtlinie des Betreibers und auch für Flüge bei Tag und Nacht. Außerdem würden die Drohnen und ihre Nutzlasten ein Gesamtgewicht von 25 kg überschreiten dürfen.

Gegenwärtig führt UPS die Drohnen-Zustellung für das Gesundheitswesen in einem ‚speziellen Anwendungsfall‘ gemäß dem Artikel 107 der FAA-Vorschriften durch.

Tatsächlich erhält die UPS Flight Forward bereits im Oktober von der FAA die erste unbeschränkte Lizenz des Landes für unbemannte Frachttransportflüge ohne Beschränkung hinsichtlich der Frachtmasse oder der Anzahl der Flugdrohnen, Piloten oder Flüge. Die Firma ist damit die erste kommerzielle Drohnen-Fluggesellschaft der USA – und führt noch am Tag der Lizenzerteilung ihren ersten kommerziellen Drohnenfrachtflug auf dem Areal des Krankenhauses durch.

Zur Erkennung von Lufthindernissen wie zum Beispiel anderen Flugdrohnen installiert Flight Forward Sensoren am Boden. Daher plant sie vorerst keine Flüge über öffentlichem Grund. Allerdings möchte die Firma mit weiteren Herstellern neben Matternet ins Geschäft kommen. Zudem sucht sie nach anderen Branchen, die Bedarf an schneller Güterbeförderung innerhalb geschlossener Gebiete haben. Als neue Geschäftspartner werden die Apothekenkette CVS Pharmacy Inc., der Pharmahändler AmerisourceBergen und der Gesundheitsdienstleister Kaiser Permanente angekündigt.

Anfang November verschickt die UPSFF in Zusammenarbeit mit der CVS Health Corp., einer Tochtergesellschaft der CVS Pharmacy, erstmals verschreibungspflichtige Medikamente per Drohne direkt an Patienten. Die ersten beiden kommerziellen Flüge der M2-Drohnen führen  von einer CVS-Apotheke zu den Wohnhäusern der Kunden. Der Drohnenversand soll als nächstes auf den Campus der University of Utah Health in Salt Lake City erweitert werden.

delivAIRy-Drohne

delivAIRy


Über einen weiteren Drohnentransport berichtet Thyssenkrupp Steel Europe im Mai, als eine delivAIRy-Drohne der Firma doks. innovation GmbH bei ihrem ersten offiziellen Testflug über dem Hüttenwerk von Thyssenkrupp in Duisburg Laborproben auf dem Werksgelände autonom ausliefert. Bisher machte sich ein Werksarbeiter zweimal täglich per Pkw auf den Weg, um kleine Dosen mit Eisenerz oder Kokskohle von der Rohstoffaufbereitung im Werkhafen Schwelgern ins Zentrallabor zu bringen.

Um den Transport zu vereinfachen, wird der Plan zur Anlieferung der Proben auf dem Luftweg entwickelt. Als Partner findet sich die doks. Innovaition, deren autonomer Hexakopter delivAIRy mit 1,2 m Spannweite und einer Tragkraft von 4,5 kg für die 2,2 km lange Strecke rund sechs Minuten braucht – im Unterschied zu dem Pkw, der bis zu 15 Minuten oder länger benötigt. Über einen zentralen Leitstand haben zwei Mitarbeiter die Bewegungen der Drohne immer im Blick und wissen genau, wo sich der Flugroboter gerade befindet.

Für eine angedachte Pilotphase von sechs Monaten sind allerdings noch Fluggenehmigungen durch die Landesluftfahrtbehörde Nordrhein-Westfalen nötig.

Die im Umfeld des Fraunhofer-Instituts für Materialfluß und Logistik (IML) in Dortmund im Jahr 2017 gegründete doks. Innovaition entwickelt ab Januar 2018 am Hauptsitz in Kassel Lösungen für Logistik- und Industrieunternehmen, die zur Automatisierung und Digitalisierung der Lager- und Bestandserfassungsprozesse beitragen. Um den Transport von Proben, dringend benötigten Teilen und weiteren Gütern durch die Luft zu ermöglichen, wird die delivAIRy konstruiert, die eine Flugzeit von bis zu 25 Minuten hat und dabei Güter mit bis zu 15 m/s befördern kann. Die Drohne wird von dem Unternehmen als „Industriestandard für sicheren Transport über kurze Distanzen“ bezeichnet.F

Eine Besonderheit bildet das am IML entwickelte und patentierte Modul für die autonome Lastenaufnahme, das ein flexibles und vollautomatisches Greifen von Gütern mit jeder beliebigen Drohne ermöglicht. Es besteht aus zwei ringförmigen Teilen: Adapter und Greifer. Der Adapter wird am Transportgut angebracht. In Mehrwegtransportboxen wird er direkt integriert, bei Paketen in ein Umreifungsband eingehakt. Der Greifer wiederum wird unter einer Drohne angebracht und ist durch einfache Schnittstellen kompatibel mit unterschiedlichen Drohnen. So kann die beste Drohne für den jeweiligen Anwendungsfall gewählt werden.

Die runde Form des Adapters hat den Vorteil, daß sich die Drohne beim Landen nicht um die Mittelachse ausrichten muß. Am Zielort angekommen, entkoppelt sich das Modul vollautomatisch. Zusätzlich dient das Modul zum Aufladen der Drohne. Eine Ladestation mit integriertem Adapter wird hierzu bei Bedarf autonom angeflogen und lädt durch die Verbindung mit dem Greifer die Drohne auf.

Nachdem die Region Nordhessen im September 2018 unter der Federführung der Regionalmanagement Nordhessen GmbH und mit der Unterstützung eines breiten Spektrums von Akteuren der europäischen Initiative Urban Air Mobility beigetreten ist, erhält das nordhessische Forschungsprojekt UAS INVENT im Rahmen des Ideen- und Förderaufrufs zum Thema unbemannte Luftfahrtanwendungen und individuelle Luftmobilitätslösungen (UAS, Flugtaxis) im Februar 2020 vom Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI) einen Förderbescheid in Höhe von ca. 1,9 Mio. €, um über die Laufzeit von drei Jahren eine Lösung für die automatisierte Bestandserfassung in Warenhäusern und Außenlagern zu entwickeln, die auf maschinellem Lernen und der Aufzeichnung anonymisierter Daten durch Drohnen basiert.

Neben der doks. innovation setzt sich das Projektkonsortium aus der B. Braun Melsungen AG, der Regionalmanagement Nordhessen GmbH, der Libri GmbH und dem Standort Kassel der Volkswagen Konzern Komponente zusammen.

Skoda-Drohne

Skoda-Drohne


Bei einer anderen Anwendung testet der tschechische Automobilhersteller Skoda ab Anfang Mai 2018 eine Drohne, die in der Lage ist, Behälter in den Außenbereichen des Stammwerks in Mladá Boleslav aus der Luft zu identifizieren und zu zählen, um den Inventurprozeß zu unterstützen und zu beschleunigen.

Die Drohne vom Modell Kingfisher des ebenfalls tschechischen Unternehmens Robodrone Industries fliegt mit ihren sechs Rotoren bis zu 20 km/h schnell und trägt bis zu 5 kg Nutzlast. Während der aktuellen Testphase erfaßt sie autonom drei Mal täglich die Anzahl der leeren Behälter auf den Außenflächen einer Werkshalle, anschließend werden die Daten automatisch an die IT-Systeme der Logistikabteilung übermittelt und können dort weiterverarbeitet werden.

Da sich die Standorte der Behälter per GPS-Technologie nicht exakt genug ermitteln lassen, ist die Drohne mit einer LiDAR-Technologie zur hochpräzisen optischen Abstands- und Geschwindigkeitsmessung ausgestattet, die bis zu 300.000 Bilder pro Sekunde macht. Die Drohne navigiert anhand einer 3D-Karte, die auf Basis dieser Technologie entsteht, und erkennt und zählt gleichzeitig die Behälter aufgrund von Algorithmen.

Mittelfristig soll die Drohne nahtlos in den Regelbetrieb eingebunden werden – und in der zweiten Entwicklungsphase erhält der Kingfisher ein eigenes ,Nest‘: Dann steuert die Drohne autonom eine Ladestation an, die auch über eine Wetterstation verfügt, mit deren Hilfe die Drohne kurzfristig mit Informationen zum Wetter versorgt wird.


Das erste Unternehmen in Deutschland, das die Genehmigungen des Regierungspräsidiums Stuttgart und der Deutschen Flugsicherung für automatisierte Drohnenflüge auf seinem Werksgelände erhält, ist im November 2018 der Automobilzulieferer ZF Friedrichshafen AG, bei dem seit kurzem im Friedrichshafener ZF-Werk 2 ein Drohnen-Prototyp Ersatzteile wie Sensoren oder Steuerkarten vom Zentrallager zu dezentralen Werkstätten fliegt.

Der Hexakopter kann bis zu 5 kg auf dem Luftweg transportieren – nach Abzug für Greifer und Transportbox bleiben 3 kg reine Nutzlast übrig, was für die weitaus meisten Ersatzteil- und Werkzeugtransporte auf dem Betriebsgelände ausreicht. Aus Sicherheitsgründen fliegt die 30 km/h schnelle Drohne überwiegend über die Dächer der Werkhallen und kreuzt Fahr- und Gehwege nur, wo es sich nicht vermeiden läßt. Zudem ist der für etwa 30 – 40 Minuten elektrischen Flugbetrieb reichende Akku ebenso redundant ausgelegt wie die Propeller und Motoren.

Nach Abschluß der Testflüge wird der Drohnen-Einsatz den Werksverkehr entlasten und auf bis zu einem Kilometer langen Wegen und den oftmals in oberen Gebäudeetagen befindlichen Anlieferungsorten viel Zeit sparen. Bis dahin sind aber noch sind einige Anpassungen für einen störungsfreien Flug nötig, wie z.B. das Ausprobieren etlicher Sensoren für die Navigation, die auch zwischen den Werkhallen eine präzise Ortsbestimmung sicherstellen.

Seat-Drohne

Seat-Drohne


Im Juli 2019 folgt eine weitere industrielle Umsetzung, bei der das Werk von Seat in Martorell im spanischen Katalonien per Drohne mit Lenkrädern und Airbags beliefert wird. Der Drohnenflug-Service, der das Logistikzentrum von Sesé in Abrera mit dem Werk verbindet, wurde gemeinsam mit dem Logistikdienstleister Grupo Sesé eingeführt. In der Testphase sind mehrere Drohnenflüge pro Tag geplant, welche von der spanischen Agentur für Flugsicherheit (AESA) überwacht werden.

Die etwa 2 km lange Strecke, die die beiden Unternehmen trennt, legt die Drohne in nur 15 Minuten zurück. Die Lieferung der Fahrzeugteile per Lkw dauerte bislang etwa 90 Minuten.

Die Drohne mit dem ohnehin geringeren CO2-Ausstoß wird laut Seat zudem mit Strom aufgeladen, der aus erneuerbaren Energien stammt.


Im Dezember folgt eine Meldung, der zufolge die DB Digital Ventures, mit der die Deutsche Bahn (DB) neue digitale Geschäftsmodelle fördert, in das 2017 gegründete Londoner Startup Skyports investiert, das Landeplätze für Fluggeräte entwickelt und betreibt und von der Ladeinfrastruktur über die Waren- und Passagierabfertigung bis hin zur Klärung von Rechts- und Sicherheitsfragen alle Aspekte rund um innovative Transporte in der Luft organisiert.

In einem gemeinsamen Pilotprojekt soll zunächst der Einsatz von Drohnen in einer Logistik-Lieferkette getestet werden, wobei das Ziel ist, die Warentransporte dadurch schneller, flexibler und effizienter zu machen.

Die Weiterentwicklung der Drohnentechnologie erforscht die DB bereits in dem von der EU unterstützten Modellprojekt Urban Air Mobility mit einem Testfeld in Ingolstadt. Zudem läßt die DB schon seit 2015 regelmäßig Multikopter aufsteigen, unter anderem zur Vegetationskontrolle entlang der Bahntrassen oder zur Inspektion von Brücken und Bauwerken.

IBM-Patent Grafik

IBM-Patent
(Grafik)


Die wohl ‚schrägste‘ Lieferdrohne in diesem Jahr erscheint in einem Patent, das im August der Firma IBM erteilt wird. Es beschreibt den Einsatz von Drohnen, die bei Personen Müdigkeitsanzeichen erkennen und den Betreffenden daraufhin Kaffee nachgießen (US-Nr. 10.040.551, beantragt 2015).

Mit anderen Worten, die Drohne wäre in der Lage, bestimmte Energieparameter einer Person wie Blutdruck, Pupillenerweiterung und Gesichtsausdruck zu erkennen und ihr dann einen koffeinhaltigen Schub zu geben.

Das IBM-Szenario bietet mehrere Optionen für die Kaffeeausgabe, bei denen die Kaffeedrohne zum Beispiel auch durch eine Handbewegung herbeigerufen werden könnte. Es gibt auch mehrere Optionen für die Lieferung des Kaffees selbst. Bei der einen Variante wird der Kaffee direkt in die Tasse einer Person gegossen, während eine andere einen umfassenden Service bietet, indem der Kaffee in einem versiegelten Beutel geliefert wird, um den Empfänger davor zu schützen, von oben herab begossen zu werden.

 

Weiter mit den Elektro- und Solarfluggeräten ...