TEIL C

Elektro- und SolarfluggerÄte

2019 (F)

Transport- und Lieferdrohnen

Einem Bericht vom Februar 2019 zufolge entwickelt das Institut für Integrierte Produktion Hannover gGmbH (IPH) einen Software-Demonstrator, der Unternehmen die individuellen Entwicklungspotentiale durch den Einsatz von Drohnen für den Materialtransport aufzeigt. Immerhin finden große Teile der Produktion und der Logistik am Boden statt, während viele Kubikmeter einer Fabrikhalle ungenutzt bleiben: der Luftraum, der durch den Einsatz von unbemannten Luftfahrzeugen ausgeschöpft werden kann.

Bei dem Forschungsprojekt ‚Untersuchung der Einsatzpotenziale und Grenzen des innerbetrieblichen Einsatzes von Drohnen für den Materialtransport‘ (DroMaTra) wird der Transport via Drohne mit dem per Gabelstapler oder durch einen Mitarbeiter verglichen. Es wird von der Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen (AiF) sowie der Bundesvereinigung Logistik (BVL) gefördert.

Im Dezember 2022 wird gemeldet, daß das IPH im Projekt ‚Autodrohne in der Produktion‘ zwischenzeitlich eine Logistik-Drohne entwickelt hat, die in unbekannten Innenräumen autonom fliegen kann. Zur Navigation nutzt sie bordeigene Sensoren, die das GPS ersetzen, welches in geschlossenen Räumen nicht funktioniert.

Im Mai fliegt eine von Ingenieuren der University of Maryland speziell angefertigte Multikopter-Drohne eine menschliche Niere autonom über 4,5 km)von einem Standort im Südwesten von Baltimore zu einem wartenden Operationsteam im Medizinzentrum der Universität. Nachdem das Organ aus dem Flugzeug entnommen worden war, wird es erfolgreich einer 44-jährigen Patientin transplantiert.

Während des Fluges wurde die Niere in einem versiegelten Kasten aufbewahrt, der als HOMAL (Human Organ Monitoring and Quality Assurance Apparatus for Long-Distance Travel) bekannt ist. Dieser Kasten mißt und hält seine eigene Innentemperatur und verfolgt außerdem Faktoren wie den barometrischen Druck, die Höhe, die Stärke der Vibrationen und die GPS-Koordinaten. All diese Daten wurden kontinuierlich auf die Smartphones des Operationsteams übertragen, damit dieses sicherstellen konnte, daß das Organ auf dem Weg ist und lebensfähig bleibt.

Ebenfalls im Mai 2019 stürzt eine autonome Spitaldrohne der Firma Matternet ab, die im Auftrag der Schweizerischen Post einen gewerbsmäßigen Einsatz fliegt, bei dem auf dem Hinflug zur Universität Zürich (UZH) in Irchel Blutproben transportiert werden. Der Unfall ereignet sich, ohne Beladung, auf dem Rückflug zum Universität Spital Zürich (USZ) in Fluntern. Dabei verfehlt die Drohne nur knapp eine im Wald spielende Gruppe von Kindern und deren Begleitpersonen.

Der im Netz einsehbare Zwischenbericht SUI-9903 der Schweizerischen Sicherheitsuntersuchungsstelle SUST über den Unfall spricht von erheblichen Sicherheitsmängeln, die zum Absturz der Transportdrohne M2 V9 geführt haben sollen. Demnach löste die Drohne rund zwei Minuten nach dem Start das Flugabbruchsystem (Flight Termination System, FTS) aus und leitete eine Notlandung ein.

Nach dem Ausstoßen des Fallschirms riß allerdings dessen Verbindungsleine, und die Drohne schlug ungebremst auf den Waldboden auf. Die Drohne wurde beim Aufprall zerstört; verletzt wurde niemand. Weder die Kinder noch die beiden Kindergärtnerinnen, die den Absturz in rund 50 m von der Absturzstelle entfernt beobachteten, konnten ein akustisches Warnsignal wahrnehmen, wie es eigentlich ertönen sollte, um Personen am Boden zu warnen. Es ist erst nach dem Aufprall an der Absturzstelle hörbar. Der abgetrennte Fallschirm verfängt sich rund 330 m weiter zwischen zwei Bäumen.

Die Analyse der Ursache im Zwischenbericht lautet, daß die Drohne nach dem Ausstoßen des Fallschirms durch die Bremswirkung des entfalteten Fallschirms eine schlagartige Verzögerung erfuhr. Die für Zugkraft ausgelegte Verbindungsleine wurde an der scharfkantigen Befestigungsstelle an der Drohne angeschnitten. In der Folge hielt sie der Zugbelastung des sich entfaltenden Fallschirms nicht stand und riß.

Die Ursachen für das Auslösen des automatischen Flugabbruchsystems sind Gegenstand noch laufender Untersuchungen und sollen im Schlußbericht dargelegt werden.

Im Zuge der Berichterstattung wird bekannt, daß eine solche Transportdrohne bereits im Januar in den Zürichsee gestürzt war, wobei als Ursache ein Kurzschluß wegen Kondenswasser ausgemacht wurde – bei schönstem Wetter. Offenbar war eine Steckverbindung nicht gut genug isoliert. Dem Bundesamt für Zivilluftfahrt (BAZL) handelte es sich bei diesem Drohnenvorfall aber um eine kontrollierte Notlandung und nicht um einen Absturz.

Obwohl die Post und Matternet bisher in der gesamten Schweiz erfolgreich über 3.000 Flüge absolviert haben, blieben die Drohnen nach dem ersten Vorfall zunächst am Boden unf gingen erst nach technischen Anpassungen Mitte April wieder in den Einsatz. Nun wird der Betrieb erneut gestoppt, ein Expertenrat gebildet und diverse Sicherheitsmaßnahmen verschärft.

Den Empfehlungen aus dem Zwischenbericht entsprechend werden zudem verschiedene Sofortmaßnahmen eingeleitet. So werden die Seile des Fallschirms mit einem Metallgeflecht verstärkt und der Fallschirm wird künftig mit zwei Seilen statt nur einem an der Drohne befestigt. Außerdem wird der schrille Pfeifton lauter eingestellt, der bei einer Sicherheitslandung der Drohne die Personen in der Nähe warnen soll.

Bereits im März hatte die Firma die Matternet Station vorgestellt, an der z.B. medizinisches Personal Proben für die Lieferung per Drohne abgeben kann. Die futuristische Drohnenstation arbeitet mit der autonomen M2-Drohne von Matternet und seiner Cloud-Plattform zusammen, um eine extrem schnelle Punkt-zu-Punkt-Zustellung medizinischer Nutzlasten zu gewährleisten.

Ein Arzt, der z.B. eine Probe ins Labor schicken will, packt sie in eine Box, bereitet die Lieferung vor und setzt das Paket dann auf die Laderampe an der Seite der Station. Das Paket bewegt sich ins Innere der Station, wird von der dort wartenden Drohne aufgenommen, das Dach öffnet sich wie eine Blume und die M2 fliegt mit ihrer Fracht davon.

Am Zielort angekommen, wird die Drohne automatisch auf den Landeplatz der Laborstation gelenkt und in der 3 m hohen Kuppel eingeschlossen, wo die Ladung abgesetzt und die Batterie gegen eine frisch geladene ausgetauscht wird. Jede Station kann gleichzeitig bis zu vier Pakete aufnehmen, die bei kontrollierter Temperatur gelagert werden, bis eine Drohne sie abholt.

Einen Monat später wird berichtet, daß Matternet gemeinsam mit der Labor Berlin - Charité Vivantes GmbH, Europas größtem Kliniklaboratorium und gemeinsames Tochterunternehmen von Charité und Vivantes, über der deutschen Hauptstadt ein Logistik-Netzwerk der besonderen Art errichten wollen – das erste seiner Art in der EU. Nach intensiver Vorarbeit startet die Testphase der autonomen Fluggeräte Mitte November, wobei die Flugstrecke vom Corona-Behandlungszentrum Jafféstraße (CBZJ) bis zum Zentrallabor Labor Berlin auf dem Campus der Charité geht.

Das Ziel des Testbetriebes, ist es die Zeiten für die Befunde von Notfallproben weiter zu reduzieren. Das Labor Berlin gibt an, daß es die Notfallproben innerhalb von 30 Minuten auswerten kann. Viel mehr Zeit kostet hingegen der Transport der Proben ins Labor. Insgesamt erhofft man sich von dem für 2021 geplanten Regelbetrieb eine Reduzierung der Lieferzeit von bis zu 70 % im Vergleich zu Fahrzeugtransporten – was als Nebeneffekt eine kleine Reduzierung des Verkehrsaufkommens auf den Berliner Straßen zu Folge haben wird.

Im Jahr 2019 wird die Matternet M2 Drohne auch von UPS eingesetzt, um den Transport von medizinischen Gütern in North Carolina zu testen.

Im September 2022 meldet die Firma einen wichtigen Schritt nach vorne, als die M2-Drohne des Unternehmens als erste nicht-militärische Drohne eine Typenzertifizierung von der Federal Aviation Administration (FAA) erhält, nachdem diese vier Jahre damit verbracht hat, die Sicherheit der M2 und ihres autonomen Betriebs in Tausenden von Flügen unter allen möglichen Bedingungen zu bewerten. Die Zertifizierung wird das Erlangen behördlicher Genehmigungen bei der Ausweitung des kommerziellen Drohnenbetriebs erheblich erleichtern.

Im Dezember 2023 erhält die Matternet vom Luftfahrt-Bundesamt (LBA) die lange erwartete Genehmigung, ihre M2 Drohnen auch außerhalb der Sicht im Herzen von Berlin zu betreiben. Nun sollen mehr als 30 Krankenhäuser mit über 24.000 Betten an Labor Berlin angebunden werden, einem Gemeinschaftsunternehmen der Berliner Charité und Vivantes-Kliniken, das als Europas größtes Krankenhauslabor gilt.

Ab Anfang 2024 soll dann ein Teil der jährlich rund 6 Mio. Laborproben, insbesondere im Bereich der Notfalldiagnostik, per Drohne von den Krankenhäusern an Labor Berlin transportiert werden.

Ebenfalls im März 2019 gründet der Verband Deutscher Maschinen- und Anlagenbau (VDMA) die Arbeitsgemeinschaft ‚Industrial Drone Solution‘, um die wirtschaftlichen und industriellen Aspekte der Drohnentechnologie für die gesamte Branche zu bündeln. Ende Juni lädt die Arbeitsgemeinschaft zum ersten VDMA Drone Summit nach Frankfurt, dessen Programmschwerpunkte Drohnenanwendungen in Logistik und Industrie, Fragen zum sicheren Einsatz von Drohnen sowie aktuelle Forschungsergebnisse sein werden.

Im Mai 2019 werden die Namen der Teams bekannt gegeben, die für die erste Phase der Drone X Challenge 2020 (DXC 2020) in die engere Wahl gekommen sind. Der im Oktober des Vorjahres gestartete globale Wettbewerb des 2017 gegründeten und in Abu Dhabi ansässigen Innovationszentrums Krypto Labs in Höhe von 1,5 Mio. $ zielt darauf ab, die Innovation im Bereich der Drohnentechnologien mit Schwerpunkt auf Transport und Zustellung innerhalb von zwei Jahren in drei Phasen zu beschleunigen.

Die Bewerber in Phase I waren aufgefordert worden, ein Drohnensystem mit Schwerpunkt auf den Designaspekten zu entwickeln, das schwere Nutzlasten über einen langen Zeitraum transportieren kann. Insgesamt gingen mehr als 1.000 Beiträge aus 55 Ländern ein, von denen sich das Industrial Technology Research Institute (ITRI) aus Taiwan sowie die Firmen KopterKraft aus Deutschland, DV8 Tech aus den USA, Richen Power aus China, Vulcan UAV Ltd. aus dem Vereinigten Königreich, RigiTech aus der Schweiz und Forward Robotics Inc. aus Kanada qualifizierten und nun F&E-Zuschüsse von insgesamt 320.000 $ erhalten.

In der Phase II müssen die Unternehmen die Funktionsweise ihrer Drohne demonstrieren, die je nach Kategorie eine vorgegebene Mindestflugausdauer und Mindestnutzlastkapazität zu erreichen haben. Bei batteriebetriebenen Starrflügler-Drohnen wird beispielsweise eine Mindestnutzlast von 15 kg bei eine Mindestflugzeit von 45 Min. vorgegeben, während ihre Pendants mit Brennstoff-/Hybridantrieb eine Nutzlast von 50 kg über ein Zeitdauer von 360 Min. schaffen müssen. Bei batteriebetriebenen Multirotor-Drohnen wird eine Mindestnutzlast von 50 kg und eine Mindestausdauer von 45 Min. gefordert, während die entsprechenden Geräte mit  Brennstoff-/Hybridantrieb 50 kg über einen Zeitraum von 180 Min. in der Luft halten müssen.

Im März 2020 werden die Gewinner der Phase II bekanntgegeben, die Zuschüsse von insgesamt 300.000 $ erhalten, und die Phase III eröffnet, zu der sich – verzögert durch die COVID-Einschränkungen – bis Januar 2021 wiederum das ITRI und die Firmen Richen Power, Vulcan UAV Ltd. und  Forward Robotics qualifizieren – sowie die neuen Firmen Weslax aus Deutschland, Autoflight aus China, UAVita Systems SA aus Kanada, LAUREN - Tecnalia Electric Aircraft Lab aus Spanien und Avimech International Aircraft Inc. aus den USA.

In der dritten und letzten Phase müsen die Teams bestimmte, von den Organisatoren festgelegte Kriterien erfüllen und nachweisen, daß das Endprodukt ein kommerzielles Potential hat.

Die Verkündung der Finalisten, die sich den Endpreis in Höhe von 1 Mio. $ teilen, erfolgt dann im Mai: Es ist einmal das Industrial Technology Research Institute (ITRI) aus Taiwan, das eine hybride Benzin/Batterie-betriebene Hexa-Copter-Drohne MMSL-H-50/180 entwickelt hat, die über 18 Elektropropeller verfügt und eine Nutzlast von 50 kg drei Stunden lang trägt. Das ITRI hat noch mehrere andere Drohnentypen im Portfolio, darunter kleine, rein elektrische mit einer maximalen Nutzlast von 16 kg und einer Flugzeit von einer halben Stunde – bis hin zu angebundenen Modellen.

Der zweite Gewinner ist das Startup UAVita Systems SA mit Sitz in der Ukraine und Kanada, das eine Brennstoff-betriebene Starrflügler-Drohne Discovery – ursprünglich für das Sprühen von landwirtschaftlichen Kulturen – entwickelt hat, die eine Nutzlast von bis zu 80 kg sechs Stunden lang tragen und dabei einer Reisegeschwindigkeit von 100 km/h erreichen kann.

Als nächstes sollen lokale Investitionsunternehmen, die an der Kommerzialisierung von Drohnen für Lieferzwecke arbeiten, mit dem ITRI und der UAVita zusammenarbeiten, um ihre Entwürfe weiterzuentwickeln. Insofern ist es sehr schade, daß die Sieger in beiden Fällen Brennstoff-betriebene Fluggeräte sind.

Der Hubschrauber-Hersteller Bell mit Hauptsitz in Fort Worth, Texas, eine 100 %-ige Tochtergesellschaft der Textron Inc., meldet im August 2019 den erfolgreichen ersten autonomen Testflug seiner kastenförmigen Transportdrohne APT 70 (Autonomous Pod Transport), die Waren mit einem Gewicht von maximal 32 kg ans Ziel bringen kann. Das Unternehmen, das sich ansonsten mehr mit dem Personentransport beschäftigt (z.B. Uber Elevate), hatte den 45 kg schweren Multikopter erstmals auf der CES 2018 gezeigt.

Ebenfalls erfolgreich getestet wird eine Entwicklung des japanischen Kooperationspartners Yamato, dessen Ingenieure sich damit beschäftigt haben, wie die Waren aufgenommen und wieder abgelegt werden. Der Rest des Jahres soll nun für weitere Testflüge jenseits der Sichtlinie genutzt werden. Verlaufen diese erfolgreich, könnten Mitte 2020 Demonstrationsflüge stattfinden, bei denen die Drohne konkrete Aufgabenstellungen erfüllt, zunächst über bekannten Territorium, und später auch in komplett neuen Gebieten.

Die Firma zielt sowohl auf militärische als auch auf zivile Logistikanwendungen für Dritte ab und entwickelt das batteriebetriebene Fluggerät in zwei Größen: die APT 20, die Lasten von bis zu 9 kg transportieren kann, sowie die obenstehende APT 70 mit einer maximalen Nutzlastkapazität von 32 kg. Die Technologie ist so konzipiert, daß sie skalierbar ist, wobei die Drohnen dasselbe einfache Design verwenden – einen kardanisch aufgehängten Vierblattrotor an jedem Ende von zwei doppeldeckerähnlichen Flügeln, sowie einer Frachtkapsel, die auf Halterungen zwischen den beiden Flügeln sitzt.

Die APT 20 mißt etwa 90 x 150 cm, erreicht eine Geschwindigkeit von bis zu 167 km/h und hat eine Reichweite von etwa 18 km, während die 136 kg (andere Quellen: 165 kg) schwere APT 70 die Maße 180 x 270 cm hat, mit bis zu 204 km/h fliegen kann und eine Reichweite von 56 km besitzt. Über diese beiden Modelle hinaus plant Bell, das Flugzeug so weit zu skalieren, daß es Lasten von bis zu 450 kg tragen kann.

Die völlig autonomen Fluggeräte, die für einen schnellen Batteriewechsel geeignet sind, heben senkrecht ab, drehen sich zum Vorwärtsflug dann um 90° um die Nickachse, und fliegen dann entlang von Wegpunkten auf einer vorher festgelegten Route. Zur Landung kehren sie in den Vertikalflug zurück. Leider lassen sich nirgendwo Informationen über die Art oder Kapazität der verwendeten Akkus finden – so daß einige Quellen von einem hybriden Antriebssystem sprechen, was sich aber nicht bestätigt hat.

Nachdem bereits Flüge der kleineren APT 20 erfolgt sind, ist der erste Jungfernflug der größeren Version eigentlich für Dezember 2018 geplant, findet allerdings – wie oben erwähnt – erst Ende August 2019 statt, gefolgt von weiteren Tests während des gesamten Jahres zur experimentellen Musterzulassung. Den ersten Flug jenseits der Sichtlinie absolviert die APT 70 dann im Januar 2020, als sie auf dem Testgelände der Choctaw Nation im Rahmen des UASIPP-Programms (Unmanned Aircraft Systems Integration Pilot Program) eine Strecke von 16 km zurücklegt.

Bis zu diesem Zeitpunkt hat Bell mit den Multikoptern bereits über 120 Flüge durchgeführt, darunter im Oktober 2019 ein Flug mit einer 27,2 kg schweren Nutzlast über 29 km auf dem firmeneigenen Testgelände in der Nähe von Fort Worth.

Bell ist auch einer von drei Entwicklern, die für das NASA-Demonstrationsprogramm Systems Integration and Operationalization (SIO) ausgewählt werden, das die routinemäßige kommerzielle Nutzung unbemannter Flugsysteme im nationalen Luftraumsystem beschleunigen will. Die beiden anderen Unternehmen sind General Atomics (Hersteller der tödlichen Predator-Drohnen) und PAE ISR LLC (Hersteller der militärischen Hybrid-Drohne Resolute Eagle), die sich  jedoch mehr der Inspektion und Überwachung widmen.

Im Zuge von SIO fliegt die APT 70 im September autonom eine knapp 13 km weite Strecke durch den Großraum Dallas-Fort Worth und simuliert dabei eine kritische medizinische Transportmission. Die Route in einer Höhe von 230 m über dem Boden führt entlang des Trinity River und beinhaltet auch eine Straßenüberquerung. Bells Technologiepartner sind das Startup Xwing, das ein Multi-Sensor-Erkennungs- und Vermeidungssystem beisteuert, sowie das Center for Collaborative Adaptive Sensing of the Atmosphere (CASA) der University of Massachusetts Amherst.

Der offizielle Name der APT-Drohne ist noch immer nicht bekannt; die Bezeichnungen APT 20 und APT 70 geben jedoch das jeweilige maximale Nutzlastgewicht in Pfund an. Laut einem Artikel vom Oktober 2020 entwickelt Bell ein neues APT-Modell für das Militär, das eine maximale Nutzlast von 45 kg (= 100 Pfund) tragen kann und daher APT 100 genannt wird. Die Drohne mit ähnlichen Abmessungen wie die APT 70 wird eine Reichweite von 56 km, eine Reisegeschwindigkeit von bis zu 130 km/h und eine Höchstgeschwindigkeit von 241 km/h haben.

Gemäß der sogenannten ‚Zwei-Personen-Regel‘, die besagt, daß nichts schwerer sein darf als das, was zwei Personen heben können, wird die militärische Drohne modular gestaltet, um den Transport, den Zusammenbau und die Demontage im Feld zu vereinfachen. Die um einen Fernauslösemechanismus für die Fracht erweiterte APT 100 paßt daher in fünf Kisten, die jeweils nicht schwerer als 26 kg sind.

Im Dezember fliegt der Prototyp mit einer Nutzlast von sogar 50 kg über eine Strecke von 13 km. Die Mitarbeiter des APT-Projekts hatten nämlich festgestellt, daß die Drohne in Wirklichkeit viel mehr transportieren kann, als sie ursprünglich dachten, ohne dabei die Stabilität im Flug zu verlieren. Nun will man die Fähigkeit entwickeln, eine zusammengestellte Nutzlast innerhalb der gleichen Mission nacheinander an mehrere Orten zu transportieren. Bis hierhin hat das gesamte APT-Flugtestprogramm schon über 300 Flüge absolviert.

Ebenfalls im Dezember führt das Flugtestteam von Bell Innovation in seinem kanadischen Werk in Mirabel, Quebec, in Zusammenarbeit mit ARA Robotics den ersten Flug einer alternativen Konfiguration durch. Der APT Technology Demonstrator arbeitet mit der gleichen Architektur und dem gleichen Antriebssystem wie die APT 70 und hat in etwa die gleichen Abmessungen, verwendet aber eine andere Zelle, um neue Konstruktionsmerkmale wie eine feste zentrale Gondel für Nutzlastcontainer, einen seitlichen Zugang zu den Nutzlastbuchten, gepfeilte Flügel und gelenkige V-Leitwerke zu testen.

Ziel des Projekts ist es, Variationen im Design, in der Skalierbarkeit und in der Anpassung des Flugzeugs zu erforschen und Veränderungen in der Leistung, Autonomie und Benutzerinteraktion zu bewerten.

Im Januar 2021 demonstriert das Unternehmen gemeinsam mit dem Immobilienentwickler Hillwood aus Dallas sowie in Zusammenarbeit mit der Federal Aviation Administration (FAA), der BNSF Railway und der Tarrant Regional Transportation Coalition eine Punkt-zu-Punkt-Paketzustellung, bei der die APT 70 eine vorprogrammierte Route von 6,5 km Länge durch die AllianceTexas Mobility Innovation Zone (MIZ) abgeflogen wird, die neben dem Fort Worth Alliance Airport auch das MIZ Flight Test Center beherbergt, in dem Projekte wie die Drohnen-Lieferung durchgeführt werden.

Die jüngste Meldung stammt vom Oktober und besagt, daß die APT 70 nun auch ihre Fähigkeit zum Abwurf von Versorgungsgütern aus der Luft bewiesen habe. Die Drohne kann bis zu zwei Standardpakete transportieren, die aus der Luft an einem oder an zwei getrennten Orten abgeworfen werden können. Auf die Landung und den Start zu verzichten, spart viel Batteriestrom.

Die maximale Nutzlast beträgt 45 kg, die Höchstgeschwindigkeit wird nun mit 160 km/h angegeben. Inzwischen haben die APTs auf der US Marine Corps Air Station Yuma in Georgia und an anderen Standorten schon über 420 Flüge hinter sich.

Im selben Monat meldet auch die 2016 von David Merrill und Clint Cope in San Francisco gegründete Firma Elroy Air den erfolgreichen ersten, ferngesteuerten Flugtest ihres Hybrid-Elektro-VTOL-Luftfrachtsystems auf dem McMillan Airfield in Camp Roberts, Kalifornien, der in Zusammenarbeit mit der Naval Postgraduate School absolviert wird.

Das Unternehmen hatte im Dezember 2017 den Prototyp Aluminum Falcon in Originalgröße vorgestellt und bekanntgegeben, daß es sich eine Startfinanzierung in Höhe von 4,6 Mio. $ für den Bau großer, autonomer Drohnen gesichert hat. Die Finanzierungsrunde wurde von Levitate Capital, Homebrew, Shasta Ventures und Lemnos angeführt. Elroy will die Firma sein, die Waren über mittlere Entfernungen liefert, ohne durch das knifflige Labyrinth der Städte navigieren zu müssen.

Das Elroy-System besteht aus zwei Teilen: Zunächst die Drohne selbst, die ungefähr die Größe eines kleinen einmotorigen Flugzeugs hat und die Lidar, Radar, Kameras und Luftverkehrsmanagement-Software verwendet, um einen sicheren Flug zu gewährleisten.

Daneben gibt es die leichte, aerodynamische und modulare Frachtkapsel, die eine Nutzlastkapazität von etwa 68 kg hat, vom Bodenpersonal vorbeladen wird und selbst auch ein Roboter ist, der unter der Drohne hindurch manövrieren und sich mit ihr verbinden kann. Die Drohne ist dann in der Lage, sich selbständig flugbereit zu machen und abzuheben. Elroy hofft, bis Mitte 2018 einen voll funktionsfähigen Prototypen vorweisen zu können.

Tatsächlich dauert es jedoch bis zum August 2019, bis die nun Chaparral genannte Schwerlast-Drohne mit einer Spannweite von 8,80 m und einem Gewicht von 550 kg das erste mal aufsteigt, eine Höhe von 3 m erreicht 64 Sekunden lang schwebt, bevor sie wieder sicher landet.

Die Hybrid-Drohne verwendet sechs Rotoren und eine Batterie zum Starten und Landen, sowie einen benzinbetriebenen Schubrotor, um von Punkt zu Punkt zu fliegen. Die kommerzielle Version soll bis zu 225 kg Fracht mit einer Geschwindigkeit von 160 km/h über eine Entfernung von rund 500 km transportieren können, ohne Flughäfen oder Ladestationen zu benötigen.

Die Firma, die im Februar bekanntgegeben hatte, daß sie inzwischen insgesamt 9,2 Mio. $ an Startfinanzierung erhalten hat, wird sich als nächstes  auf Tests der Autonomie, der Übergänge im Flugmodus und des Vorwärtsflugs konzentrieren, bevor im Jahr 2020 Pilotprogramme mit einer kleinen Anzahl von Versendern an ausgewählten Orten gestartet werden sollen.

Im Januar 2020 unterzeichnet die Elroy Air während der CES eine Vereinbarung zur Zusammenarbeit bei unbemannter Luftfracht mit der Embraer-Tochtergesellschaft EmbraerX, durch die die 50-jährige Branchenerfahrung von Embraer mit den Neuentwicklungen von Elroy Air bei autonomen Flugzeugsystemen kombiniert werden soll.

Im August 2021 kann die Elroy Air erfolgreich eine Serie-A-Finanzierung in Höhe von 40 Mio. $ abschließen. Die Invesoren sind Marlinspike Capital, Lockheed Martin Ventures und Prosperity7 Ventures zusätzlich zu den bestehenden Investoren wie Catapult Ventures, DiamondStream Partners, Side X Side Management, Shield Capital Partners und Precursor Ventures. Einschließlich der neuen Finanzierung hat das Unternehmen bislang insgesamt 48 Mio. $ eingeworben.

Mit den neuen Mitteln soll der Bau von voll funktionsfähigen Vorserienflugzeugen abgeschlossen, das Zertifizierungsprogramm vorangetrieben, wichtige Partnerschaften in der Lieferkette geschlossen und der Flugtestbetrieb in Zusammenarbeit mit den Partnern der US-Luftwaffe (Agility Prime) und der Marine (Naval Postgraduate School, NPS) aufgenommen werden.

Im Januar 2022 stellt die Elroy Air ihre Vorserie Chaparral C1 vor, die ebenso wie ihre Vorgänger eine autonome VTOL-Frachtdrohne ist, die mit einem Hybrid-Elektro-System betrieben wird. Sie kann Lasten von bis zu 227 kg über Entfernungen von bis zu 482 km transportieren, wobei das Be- und Entladen auch hier über das firmeneigene patentierte, autonome Frachtabfertigungssystem erfolgt, das einen schnellen, effizienten und sicheren Betrieb des Chaparral-Systems ermöglicht.

Außerdem hat das Unternehmen nach eigenen Angaben mit kommerziellen, militärischen und humanitären Kunden bereits Verträge für mehr als 500 Flugzeuge im Wert von mehr als 1 Mrd. $ abgeschlossen, wobei jede Einheit mehr als 2 Mio. $ kostet. 150 Exemplare dieser Flugzeuge werden an die Fluggesellschaft Mesa Airlines gehen, die sie für Expreßpakete und medizinische Lieferungen einsetzen wird, weitere 100 sind für AYR Logistics bestimmt, das damit seine humanitären Hilfsprogramme in entlegenen Gebieten ausweiten will.

Im April tut sich die Elroy Air mit dem Kurier- und Logistikunternehmen FedEx zusammen, um im Folgejahr mit Testflügen zu demonstrieren, daß der Lufttransport zwischen den FedEx-Sortierzentren ohne Piloten funktioniert. Wann mit der tatsächlichen Inbetriebnahme dieser riesigen Drohnen zu rechnen ist, ist bislang noch unbekannt. Förderlich ist in jedem Fall die in diesem Jahr erfolgte zusätzliche Finanzierung in Höhe von 36 Mio. $ von Shield Capital, Marlinspike, Snowpoint u.a.

Das Jahr 2023 beginnt mit der Bekanntgabe einer Vereinbarung mit dem Flugzeugvermieter LCI, die durch eine Anzahlung abgesichert wird. Außerdem erreicht die C1-1 bei Tests am Flughafen Byron eine Schwebeleistung von 100 %.

Im September 2019 präsentiert die von William ‚Chip' Yates im Jahr 2012 gegründete US-Firma Yates Electrospace Corporation (YEC) auf der Messe Defence and Security Equipment International (DSEI) in London eine maßstabsgetreue, flugbereite Lieferdrohne, die mit einem Eigengewicht von 907 kg bis zu 567 kg (andere Quellen: 740 kg) Güter transportieren kann. Der rechteckige Rumpf des Fluggeräts mißt 0,6 x 0,6 x 2,4 m, die Flügelspannweite beträgt 8,5 m, wobei die vier Flügel über dem Rumpf eingeklappt werden können, um den Transport zu erleichtern.

Die Frachtlieferdrohne Silent Arrow GD-2000, deren Produktion im nächsten Monat beginnen soll, wird in erster Linie  Hilfsgüter an Menschen in Kriegsgebieten liefern, wo die Gefahr besteht, daß Flugzeuge bei dem Versuch, dies zu tun, von feindlichen Truppen abgeschossen werden. Dabei soll die Drohne entweder an Bord eines Frachtflugzeugs transportiert oder an einer Leine unter einem Hubschrauber aufgehängt werden – in beiden Fällen bleiben die Flügel während des Transports eingeklappt.

Sobald sich das Trägerflugzeug innerhalb von 58 km (andere Quellen: 64 km) von seinem Ziel entfernt befindet, wird die GD-2000 auf einer Höhe von rund 460 m über Grund abgesenkt, woraufhin die vier Flügel ausklappen, so daß die Drohne geräuschlos und autonom zu ihrem Ziel gleiten kann. Nach der Landung und Entnahme der Nutzlast ist die Betriebslebensdauer der Frachtdrohne beendet – was bei nachfolgenden Modellen möglicherweise nicht mehr der Fall sein wird.

Yates zufolge würde seine Firma bereits an einem wiederverwendbaren Segelflugzeug und einer ebenso wiederverwendbaren elektrischen Start- und Landeversion arbeiten. Auf der Farnborough International Airshow im Juli 2020 soll jedenfalls eine breiter gebaute Version der Frachtlieferdrohne vorgestellt werden, die 60 % größer ist als der Standard Silent Arrow.

Im Dezember 2023 berichten die Blogs, daß die Silent Arrow vom Air Force Research Laboratory (AFWERX) den Auftrag erhalten hat, eine motorisierte Langstreckenversion der GD-2000-Gleitdrohne mit hoher Nutzlast zu entwickeln, die eine Flugreichweite von 560 km hat.

Die motorisierte Konfiguration CLS 300 mit einer „innovativen Antriebseinheit“, die einen Schubpropeller verwendet, ermöglicht zudem das selbständige Starten von unbefestigten Landebahnen, Schiffen und anderen Plattformen. Die Antriebstests sollen in der ersten Hälfte des Jahres 2024 stattfinden, gefolgt von Flugtests in der zweiten Jahreshälfte.

Eine Lieferdrohne mit einem Wasserstoff-Brennstoffzellenmodul transportiert im November 2019 medizinische Proben über eine Strecke von 69 km von einem Krankenhaus auf der Karibikinsel St. Croix zu einer Testanlage auf der Nachbarinsel St. Thomas.

Der rund 25 kg schwere Oktokopter DS30 des koreanischen Drohnenherstellers Doosan Mobility Innovation Inc. (DMI), der eine Spannweite von 2,6 m und eine Tragkraft von 5 kg hat, absolviert dabei eine ,Ozeanüberquerung’, die eine Stunde und 43 Minuten dauert. Nach Ankunft am Zielort hat die Drohne noch fast 30 Minuten Flugzeit übrig.

Der Flug ist das Ergebnis einer Zusammenarbeit zwischen der Doosan Mobility, dem US-Gesundheitsministerium, der in Georgia ansässigen Skyfire Consulting und dem texanischen, von Colin Guinn gegründeten Drohnen-Entwicklungsunternehmen Guinn Partners. Diesmal folgt der Drohne eine Crew in einem Boot, um bei Bedarf die manuelle Steuerung zu übernehmen. Bei den für die erste Hälfte des nächsten Jahres geplanten Testläufen wird die DS30 jedoch völlig selbständig fliegen.

Im Januar 2020 setzt ein ungenanntes US-Gasunternehmen den DS30 für die Sichtprüfung einer großen amerikanischen Pipeline ein. Diesmal ist neben Skyfire auch der in Texas ansässige Brennstoffzellenhersteller ReadyH2 mit dabei. Der Oktokopter fliegt gut 80 km in einem Durchgang und landet dann an einer von mehreren ReadyH2-Tankstellen entlang der Strecke. Dort füllt ein menschlicher Bediener den Tank manuell auf, was in Zukunft möglicherweise automatisiert werden könnte. Dann fliegt die Drohne weiter die Pipeline entlang, bis sie die nächste Station erreicht.

Das Pilotprojekt soll sechs Monate dauern. In dieser Zeit wird die Drohne sowohl Routineinspektionen unter verschiedenen Wetterbedingungen durchführen als auch auf Notfallsituationen wie Lecks reagieren.

Daneben wird auch berichtet, daß die die Drohnen – mit ihrer Flugzeit von zwei Stunden – für die Notversorgung benötigte Mittel zwischen den Jungferninseln transportierten, wie auch automatische Defibrillatoren auf den Hallasan, den mit 2.100 m höchsten Berg Südkoreas auf der Insel Jeju. Ein weiteres Beispiel ist die Überwachung von riesigen Solarfeldern, wie der größten Solarfarm Koreas in Solasido, Haenam.

Im September 2021 geht die DMI eine Partnerschaft mit der Firma Iris Automation ein, um deren Casia-Detect-and-Avoid-System (DAA) in die Familie der wasserstoffbetriebenen Drohnen zu integrieren. Die gemeinsame Lösung wird es den Kunden ermöglichen, sicherere Missionen jenseits der Sichtlinie durchzuführen.

Ebenfalls im November 2019 wird über ein Team aus rund 30 Studierenden an der Technischen Universität München (TUM) um Balazs Nagy berichtet, das innerhalb von zehn Monaten eine Transport-Drohne entwickelt hat, die sowohl ein Multikopter als auch ein Starrflügler ist. Bei dem Projekt Horyzn entsteht nach ersten Prototypen eine 2 m lange und rund 3,5 m breite Drohne mit vier über kleine Streben abgesetzte Horizontal-Propellern, die den Flieger nach oben heben.

Für den Vortrieb sorgt jeweils ein kleiner, nach vorne gerichteter Propeller an den Flügelspitzen. Im Vorwärtsflug soll die Drohne die vier Vertikalrotoren abschalten und damit besonders schnell und über lange Strecken energieeffizient sein. Die Fluggeschwindigkeit liegt bei 70 km/h – bei einer Reichweite von über 50 km. Da die beiden Vorwärtspropeller direkt angesteuert werden können, kann auf ein Seitenruder verzichtet werden.

Das Horyzn-Team verzeichnet insgesamt 20 Abstürze und muß die Drohne quasi drei Mal neu erfinden. Das Projekt kostet rund 25.000 €, die von Sponsoren wie dem Flugautobauer Lilium, dem Drohnen-Start-up Quantum Systems und Camilo Dornier, dem Enkel des Flugzeugpioniers Claude Dornier, stammen. Mit der schließlich entwickelten Silencio Gamma lassen sich Lieferungen von bis zu 2 kg bewerkstelligen, sofern sie in den rund 1 m langen und 25 cm breiten Laderaum passen.

Bei dem Flugwettbewerb New Flying Competition 2020 (NFC 2020) im Oktober in Hamburg belegt das Team den zweiten Platz. Allerdings muß konstatiert werden, daß die Grundkonstruktion des Fluggeräts der TUM-Studenten schon mehrfach vorweggenommen wurde - so z.B. von dem Modell Volanti im Jahr 2017 (s.d.).

Im Dezember wird über einen  Testlauf berichtet, bei dem der Paketdienstleister DPD France in Frankreich in zwei Bergregionen Pakete per Drohne ausliefert, um die abgelegenen Dörfer trotz zugeschneiter Straßen zu erreichen. Um ein Paket beispielsweise in das 80-Seelen-Dorf Mont-Saint-Martin in der Bergregion Isère zu bringen, braucht eine Drohne nur acht Minuten, verglichen mit einer halben Stunde per Fahrzeug.

Das Unternehmen will damit vor allem Kosten und CO₂ einsparen, weshalb die Drohnen mit Solarzellen ausgestattet und damit energieautonom sein sollen. Die DPD-Drohne mit einer Reichweite von 15 km startet dabei direkt vom Paketauto, das mit einem mobilen Terminal ausgestattet ist. Der Fahrer klickt das Paket von unten an die Drohne und startet diese Terminal aus.

Das mit GPS ausgestattete Fluggerät fliegt über Wälder und an Felswänden entlang bis in das Dorf, wo es das Paket in eine Art Paketschacht in der Nähe des Rathauses fallen läßt. Per SMS empfängt ein Rathausmitarbeiter eine entsprechende Benachrichtigung, holt das Paket heraus und bringt es persönlich zum Empfänger.

 

Weiter mit den Elektro- und Solarfluggeräten 2019 ...