TEIL C

Elektro- und SolarfluggerÄte

2024 (D)

Transport- und Lieferdrohnen

Fortschritte bei den bereits vorgestellten Projekten werden jeweils bei diesen angefügt. Dazu gehören in erster Linie das Projekt Wing von Google und die Lieferdrohnen von Zipline (beide 2015); Amazons Prime Air-Lieferdrohnen und die Wingcopter-Drohnen (beide 2018); und schließlich die Post-Drohnen von Matternet sowie die Frachtdrohnen der Elroy Air (beide 2019). Über das autonome elektrische Frachtflugzeug Pelican Cargo der Firma Pyka wird in der Jahresübersicht 2017 berichtet, und über die Drohne PW.Orca des deutschen Herstellers Phoenix Wings in der Übersicht 2020. Hier folgen die Neuzugänge dieses Jahres, wobei es überraschend wenig signifikante Entwicklungen gibt.

Im Januar 2024 erscheint in den Blogs ein Video, das Drohnen beim Transport von Solarpaneelen in der chinesischen Provinz Gansu zeigt. Zum Bau eines riesigen Solarkraftwerks arbeiten 40 Drohnen im Schichtbetrieb, wobei jede von ihnen pro Tag 360 Paneele transportieren kann. Leider sind keine weiteren Details darüber zu finden.

Allerdings gibt es auch ein europäisches Start-Up, das eine Drohne für den Transport von PV-Modulen in abgelegenen Gebieten anbietet: die Südtiroler Firma FlyingBasket SRL mit Sitz in Bozen, Italien. Das Unternehmen wurde 2015 von den Brüdern Matthias und Moritz Moroder gegründet, Absolventen der Freien Universität Bozen, die in den folgenden Jahren Drohnenprototypen entwickelten und die ersten Anwendungen in einem Gebirgsgebiet testeten, in dem die Wetterbedingungen extrem schwierig sein können.

Im Jahr 2020 wird mit der FlyingBasket die erste kommerzielle Frachtdrohne eingesetzt, und im Februar 2021 prüft die Landesabteilung Vermögensverwaltung, die sich um die 26 Südtiroler Schutzhütten in Landeseigentum kümmert, die Möglichkeit für deren wöchentliche Belieferung mit Lebensmitteln und kleinem Transportgut durch Drohnen (s.u.).

Im weiteren Verlauf des Jahres werden z.B. im Rahmen einer Aufforstung in Bayern 2.000 Baumsetzlinge in 20 Flügen möglichst nah an die Stellen transportiert, wo sie dann gepflanzt wurden, und für den Energiekonzern Enel werden in Italien Demo-Flüge durchgeführt, damit die Lastendrohnen künftig in entlegenen Gegenden von Lateinamerika für den Bau von Stromleitungen eingesetzt werden können.

Im Oktober 2023 wird dann die FB3 auf den Markt gebracht, ein Quadrokopter mit acht Rotoren, der von vier Akkus angetrieben wird und bis zu 100 kg Nutzlast transportieren kann. Mit einem Leergewicht von 70 kg und den Maßen 1,6 x 1,6 x 0,7 m erreicht er eine Geschwindigkeit von etwa 108 km/h und kann dabei mit 100 kg Nutzlast bis zu 7 km, und mit 5 kg bis zu 25 km weit fliegen. FlyingBasket verkauft die Standardversion der Drohne für 66.900 €, während die FB3 Pro BVLOS für 75.900 € angeboten wird.

Interessant ist, daß es optional auch einen eigenen Trailer gibt (6.200 €), ein Drohnenstromseil für dauerhafte Einsätze mit einer Leistungsabgabe von 64 kW (Tethered Power, 29.900 €), einen ferngesteuerten Haken für die kontrollierte Lastabgabe (Bottom Remote Hook, 4.500 €) sowie eine Starlink C2-Option (3.500 €).

Ende Juli 2024 werden die FlyingBasket-Frachtdrohnen von dem Betreiber Skylift in der Nordsee eingesetzt, um Ausrüstungen vom Schiff zu den 94 Anlagen der Offshore-Windparks Borssele 1 & 2 des dänischen Betreibers Ørsted zu transportieren. Während eines 10-tägigen Einsatzes werden bis zu 20 Lieferungen pro Tag durchgeführt, bei denen Frachtkisten mit einem Gewicht von jeweils etwa 85 kg an 94 Windkraftanlagen geliefert werden, wobei die Entfernung zwischen dem Schiff und der Windturbine etwa 150 m beträgt. Laut Ørsted läßt sich die Ausrüstung dadurch bis zu 15 Mal schneller transportieren als bisher.

Bei einer ähnlichen Kampagne, die nach sechseinhalb Wochen im August 2025 endet, werden durch Skylift mehr als 600 Drohnenflüge durchgeführt und 38,1 Tonnen Ausrüstung zu über 400 Windturbinen in den Ørsted-Windparks Hornsea 1 & 2 an der Ostküste Englands sowie Walney 1 und 2 in der Irischen See transportiert. Dabei liefern die FB3-Schwergutdrohnen Lasten von durchschnittlich 70 kg direkt von einem Versorgungsschiff zu den Turbinengondeln in über 100 m Höhe, wobei die Drohnen 30 - 40 Fahrten pro Tag absolvieren. Lieferungen, die mit herkömmlichen Methoden wie Kränen Stunden dauerten, werden so auf Minuten reduziert.

Ein weiteres Projekt in diesem Jahr ist der testweise Transport von Blutbeuteln und biologischem Material vom Krankenhaus Santa Maria delle Grazie in Pozzuoli zum Krankenhaus Casamicciola auf Ischia über eine 17 km lange Strecke in nur 15 Minuten. Zudem werden die Frachtdrohnen im Rahmen der Initiative ,Pilotversorgung von Berghütten - Sommer 2025’ eingesetzt, um im Zuge von 21 Flügen zum ersten Mal vier Berghütten zu versorgen, die auf der Straße nicht erreichbar sind. Sie transportieren dabei bis zu 120 kg pro Stunde und liefern insgesamt rund 1.000 kg an Waren aus.

Die Lieferungen umfassen sowohl verderbliche Lebensmittel wie Eier, Milch, Brot und Apfelsaft, als auch schwere oder sperrige Materialien wie Feuerlöscher, Bierfässer und Holzbriketts. Auf ihren Rückflügen transportieren die Drohnen leere Kisten und Fässer ins Tal und demonstrieren so die Effizienz und das Kreislaufpotential des Systems.

Im März 2024 berichten die Blogs aus Schweden, daß der Restaurant- und Lebensmittellieferdienst Foodora, der 2021 von Teo Rizvanovic und Alexander Perrien gegründete Drohnenhersteller Aerit aus Stockholm und der Mobilfunkanbieter Tele2 zusammen den Essenslieferdienst Foodora Air ins Leben gerufen haben. Dieser entspricht weitgehend denen anderer Drohnenlieferdienste, bei denen Kunden über eine App von teilnehmenden Restaurants in der Nähe Essen bestellen können.

Nachdem überprüft wird, ob eine Lieferung beim Kunden mittels Drohne überhaupt möglich ist, fliegt diese zu dem Restaurant, wo sie mit dem fertigen Essen bestückt wird. Die wetterfeste Drohne fliegt anschließend weitgehend autonom zur Adresse des Kunden, wo sie jedoch nicht landet, sondern das Paket an einem Seil herabläßt und dann freigibt. So kann die Drohne mit ihren freiliegenden Rotorblättern niemanden verletzen, sie muß keinen hindernisfreien Landeplatz suchen, und auch die Lärmbelästigung fällt geringer aus.

Die von Aerit entwickelte Drohne mit dem Namen Nimbi, die wie eine Milchkanne aussieht, verfügt über sechs Motor-Propeller-Einheiten, die an drei Armen in Zweiergruppen angeordnet sind. Der Körper hat rund 10 Liter Fassungsvermögen, an maximaler Last kann die Drohne 4 kg befördern. Die Reichweite bei voller Beladung beträgt etwa 12 km, im Leerflug schafft die Drohne 21 km. Die Technik von Tele2, 5G-Mobilfunk sowie Internet-of-Things-Techniken garantieren den dauerhaften Kontakt zur Basis, wo ein menschlicher Operator sitzt, der bei Gefahr einschreiten und die Drohne übernehmen und manuell steuern kann.

Der Dienst soll eigentlich ab Mai in der schwedischen Gemeinde Värmdö nahe Stockholm angeboten werden, doch genau dann meldet die Aerit Konkurs an, bevor ihre Vermögenswerte 2025 von der indischen Firma Redwing (o. Kitemaps AMS Pvt Ltd.) übernommen werden, die vollautonome Logistikdrohnen entwirft, entwickelt und einsetzt, und besonders für ihre Agrardrohne Redwing R6-AG bekannt ist. Das Projekt Foodora Air läuft jedenfalls weiter, der kommerzielle Rollout zusammen mit Bastard Burgers erfolgt allerdings erst im Februar 2025 in Gustavsberg (Värmdö). In Zukunft ist die Erweiterung auf weitere schwedische Städte geplant.

Mitte Juni treten am Nationalen Erprobungszentrum für unbemannte Luftsysteme des DLR in Cochstedt, das ausführlich in der Übersicht 2021 vorgestellt wurde, an zwei Tagen mehrere internationale Drohnenunternehmen in einem Wettbewerb an, um ihre jeweiligen Technologien vorzustellen. In der gemeinsam mit dem Energieversorger und Windparkbetreiber EnBW veranstalteten Offshore Drone Challenge (ODC), die im Rahmen der Amsterdam Drone Week 2023 offiziell vorgestellt worden war, geht es darum, wer Ersatzteile zur Wartung von Offshore-Windanlagen am besten liefert.

Bei dem Wettbewerb müssen die Drohnen in sieben Teilschritten verschiedene Aufgaben lösen, wie z.B. das Transportieren und Absetzen der Last, die Kommunikation mit dem Windpark, um den Landeanflug auf eine Windenergieanlage zu beginnen, oder ein Flug außerhalb der Sichtweite. Es geht aber nicht nur darum, die Flugstrecke selbst zurückzulegen. Bewertet werden auch die Last, die Reichweite, die Geschwindigkeit, die Präzession, die Robustheit und der Automatisierungsgrad der Systeme.

Das Ziel ist, daß die Windräder vollautomatisch beliefert werden. Bisher müssen Ersatzteile für Windkraftanlagen auf See aufwendig mit dem Schiff transportiert und teilweise mit dem Kran zu den Gondeln gehoben werden. Da moderne Offshore-Windräder bereits über kleine Landeplattformen auf den Gondeln verfügen, zu denen die Transportdrohnen schnell Ersatzteile liefern können, ließen sich so die Kosten für den Betrieb der Anlagen deutlich senken.

Insbesondere die Einrichtung einer Geozone auf dem Flugplatz Cochstedt für den Betrieb von Drohnen in der ,erweiterten offenen Kategorie’ ist ein wesentlicher Grundstein dafür, die ODC-Wettbewerbsflüge durchführen zu können – wenngleich nur onshore. So ist es möglich, UAS mit einer Abflugmasse von bis zu 800 kg in einem dafür vorgesehenen Areal ohne spezielle Genehmigung auch außerhalb der Sichtweite zu betreiben. Eine Aktivierung über den Juni 2024 hinaus wird derzeit geprüft.

Statt der ursprünglich sieben zum Finale eingeladenen Unternehmen sind dann aber nur vier Kontrahenten in Cochstedt vor Ort. Und da Flowcopter aus Schottland mit dem verbrennerbetriebenen FC100 aufgrund technischer Probleme am Boden bleibt, liefern sich schließlich drei Teilnehmer das Rennen um das beste Gesamtpaket aus Fluggerät und Technologiekonzept.

Einer davon ist das österreichische Unternehmen Stromkind mit seiner Drohne STR-35, einem hubschrauberähnlichen Fluggerät mit vier Rotorblättern, das vollautomatisch fliegt und 15 kg trägt. Die STR-35 wird aber nicht von Akkus, sondern mit einem Verbrennungsmotor betrieben, weshalb sie hier nicht weiter einbezogen wird. Ich hatte übrigens schon in der Übersicht 2015 über die ODC berichtet, als es um den Hubschrauber SuperARTIS ging, den Vorgänger der STR-35, der vom DLR seit 2012 entwickelt wurde.

Letztlich setzt sich bei der ODC das Unternehmen ADLC (A Drone Logistics Company) aus Belgien, das die in der Übersicht 2020 ausführlich vorgestellte Frachtdrohne PW.Orca des deutschen Herstellers Phoenix Wings nutzt, knapp gegen den ebenfalls deutschen Teilnehmer Solectric durch, der mit der im Vorjahr präsentierten Drohne FlyCart 30 von DJI angetreten ist. Die kommerzielle Umsetzung wartet allerdings nicht auf solche Wettbewerbe - wie wir weiter oben am Beispiel des dänischen Betreibers Ørsted gesehen haben.

Nach einer zweimonatigen Pause wegen technischer Nachbesserungen nehmen im August 2024 die Lieferdrohnen rund um die Gemeinde Wusterhausen/Dosse ihren Betrieb wieder auf. Das Pilotprojekt ,Stadt-Land-Drohne’ war Ende Mai gestartet worden, um den rund 100 Einwohnern des Ortsteils Trieplatz in der Gemeinde die Gelegenheit zu geben, sich an Markttagen Waren vom Markt in Wusterhausen/Dosse zu bestellen und sich so den rund 10 km langen Weg zu sparen.

Das Pilotprojekt, das insgesamt rund 526.000 € kostet und zwei Jahre lang laufen soll, wird von der Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung mit etwa 420.000 € gefördert, den Rest teilen sich die Gemeinde und die beiden beteiligten Unternehmen Luftlabor und Dronegy. Im September soll zudem mit Barsikow ein weiterer Ortsteil angeschlossen werden, womit dann insgesamt rund 300 Einwohner von den Drohnenlieferungen profitieren können.

Anläßlich der Logistikmesse IAA Transportation in Hannover wird im September 2024 eine im Auftrag des Digitalverbands Bitkom durchgeführte Befragung unter rund 1.000 Personen in Deutschland ab 16 Jahren veröffentlicht, deren Ergebnis lautet, daß fast zwei Drittel Lieferungen per Drohne wünschen, wobei das Interesse in den Großstädten am größten ist. 51 % machen sich aber auch Sorgen über Kollisionen und Abstürze, und 39 % würden sich durch einen zunehmenden Verkehr von Drohnen gestört fühlen.

Es ist daher wenig verwunderlich, wenn die Presse zum Jahresende schreibt, daß Deutschland bei Drohnenlieferungen aus der Luft und bei Flugtaxis von China abgehängt wird. Als Beispiel wird die Große Mauer im Nordwesten der Hauptstadt Peking genannt, auf die sich täglich Massen an Touristen hinaufquälen. Doch nach dem schweißtreibenden Aufstieg können sie sich oben seit August mit Fast Food oder Getränken belohnen - geliefert von einer Drohne.

Vor Ort  sind 4 - 5 Fluggeräte des Dienstleisters Meituan im Einsatz, der die Lieferdrohnen betreibt. Je Stunde schaffen die Drohnen 20 Lieferungen aus dem Tal hinauf, auf dem Rückweg nehmen sie Müll mit. Bestellt wird per Handy-App. Darüber hinaus wird die Flugroute auch zum Transport von Notfallmedizin genutzt, um in 3 - 5 Minuten Hilfsmittel zu liefern, wenn ein Mauer-Tourist etwa Blutzucker-Probleme hat.

In Südchinas Metropole Shenzhen liefert Meituan mit Drohnen wiederum Kaffee und andere Snacks an mehr als ein Dutzend Teststationen, die sich in öffentlichen Bereichen wie Parks befinden. Ein Mitarbeiter holt die per App aufgegebene Bestellung im Restaurant oder Café ab und bringt sie zu einer Drohnen-Startplattform, die sich meist auf dem Gelände eines Einkaufszentrums befindet. Dort wird die Lieferung in einen Karton verpackt und an einer Drohne befestigt, die damit entlang einer festen Route zu einer Abholstation fliegt. Auf deren Dach setzt die Drohne die Lieferung dann ab, so daß der Kunde seine Bestellung durch das Scannen eines QR-Codes aus einem sicher verschlossenen Fach abholen kann.

In diesem Zusammenhang ist zu erfahren, daß die Behörde für zivile Luftfahrt im Juli fast 608.000 registrierte Drohnen in China zählte, und damit 48 % mehr als zum Jahresende 2023. Zudem gibt es mehr als 14.000 lizenzierte Firmen im Bereich unbemannter Fluggeräte. Nach offiziellen Angaben betrug der Wert des Sektors im vergangenen Jahr umgerechnet geschätzt rund 66,3 Mrd. €, bis 2030 könnte er sich vervierfachen.

In Deutschland gibt es gemäß dem Luftfahrt-Bundesamt zum aktuellen Zeitpunkt nur vier Inhaber von Genehmigungen für Transportdrohnen: im nordrhein-westfälischen Wipperfürth und Lüdenscheid, im baden-württembergischen Albstadt beziehungsweise Balingen sowie in Berlin. Hier will das zur Charité gehörende Labor Berlin zusammen mit dem US-Entwickler Matternet Drohnen Proben aus Berliner Krankenhäusern in sein Zentrallabor fliegen lassen. Darüber wird ausführlich in der Jahresübersicht 2019 berichtet (s.d.).

Zwar kein Drohnenbetreiber, aber dennoch wichtig genug, um hier erwähnt zu werden, ist das erstmals im März 2024 vorgestellte Start-Up Aerolane, das einen bemerkenswert einfachen Weg gefunden hat, die Kosten für Luftfracht um bis zu 65 % zu senken – indem Flugzeuge autonome, frachttragende Segelflugzeuge hinter sich herziehen, die groß genug sind, um ihre Nutzlastkapazität zu verdoppeln oder möglicherweise sogar zu verdreifachen. Das Unternehmen hat etwa 11,5 Mio. $ an Startkapital zur Verfügung und setzt sich das Jahr 2025 als Ziel für die erste Verfügbarkeit.

Die Idee an sich ist nicht neu, denn schon im Zweiten Weltkrieg wurden Segelflugzeuge, die mit Truppen oder Ausrüstung beladen waren, in die Kampfgebiete geschleppt und dann losgelassen, um eine Landung ohne Motor zu versuchen. Darüber hinaus hat das U.S. Air Mobility Command im Juli 2013 eine C-17 Globemaster III in einem Abstand von 900 - 1.800 m hinter einem anderen Flugzeug herfliegen lassen, um ähnlich wie Enten, die in Formation fliegen, auf den Wirbeln zu ,surfen’, die das Führungsflugzeug hinterläßt. Die $AVE genannte Methode zeigte eine signifikante Treibstoffeinsparung.

Die 2021 im texanischen Fort Worth/Southlake gegründete Aerolane geht jedoch davon aus, daß die Einsparungen mit eigens für diesen Zweck gebauten autonomen Frachtflugzeugen, die über ein Schleppseil mit dem Führungsflugzeug verbunden sind, noch weitaus größer sein werden. Da es keine Antriebssysteme gibt, spart man das gesamte Gewicht von Triebwerken, Motoren, Kraftstoff oder Batterien. Auch wird es keine Kabine für Piloten geben, sondern nur Platz für die Fracht und die autonomen Flugsteuerungssysteme.

Diese Aerocart genannten Transporter werden wie ein Sportsegelflugzeug vom Führungsflugzeug über die Startbahn gezogen und heben zusammen mit diesem ab, bleiben dann während der gesamten Reiseflugphase am Seil und surfen autonom im Kielwasser des Führungsflugzeugs, um den Luftwiderstand zu minimieren und den Auftrieb zu optimieren. Sie landen entweder direkt hinter dem Führungsflugzeug, wobei das Seil noch befestigt ist, oder sie werden losgelassen, damit sie ihren eigenen Sinkflug machen können.

Das Unternehmen fliegt seit 2022 zwei Prototypen von automatisierten Schleppfrachtseglern, einen Virus SW von Pipistrel sowie einen SE Canard Pusher von Velocity, die beide für diese Aufgabe umgebaut wurden. Sie laufen mit dem Aerolane-eigenen Autopilot-System, das speziell für effizientes Wirbelsurfen entwickelt wurde. Beide Flugzeuge haben noch Triebwerke, aber die Firma arbeitet mit der FAA zusammen, um eine Genehmigung für den Bau von Flugzeugen ohne Triebwerke und unter Verwendung leichter Materialien zu erhalten. Dann soll ein 3-Tonnen-Frachtflugzeug und schließlich eine 10-Tonnen-Version gebaut werden.

Zum Abschluß noch einige Verweise auf Transportdrohnen mit konventionellen Antrieben, die in diesem Jahr in der Presse behandelt wurden. So wollen Ingenieure des britischen Start-Up Droneliner mit zwei unbemannten Riesen-Drohnen die Luftfrachtindustrie revolutionieren. Entwickelt werden zwei unterschiedliche Typen, die größere DL350 und die kleinere DL200, wobei die Zahlen jeweils auf die Fracht in Tonnen verweisen. Die Reichweite soll bis zu 12.000 km betragen.

In China hebt im Juni 2024 die Frachtdrohne HH-100 der staatlichen Aviation Industry Corp of China (AVIC) zu ihrem Jungfernflug ab, die Nutzlasten von bis zu 700 kg über eine Distanz von 520 km transportieren kann. Für das nächste Jahr sind Tests der noch größeren TP2000 geplant.

Im August folgt auf dem Zigong Fengming General Airport in der Provinz Sichuan der etwa 20-minütige Testflug einer zweimotorigen Turboprop-Maschine des Drohnenherstellers Sichuan Tengden Technology (o. Sichuan Tengden Sci-tech Innovation Co.), die etwa 2 Tonnen Ladung befördern kann und mit einem Nutzlastraumvolumen von etwa 12 m³ als die größte bisher in China produzierte Frachtdrohne gilt. Aber wohl nicht mehr lange.

Eine unbemannte Transportdrohne von der Größe eines Regionalflugzeugs wird im Oktober von dem chinesischen Unternehmen Air White Whale aus Changzhou vorgestellt. Angetrieben wird die W5000 von zwei Turboprop-Triebwerken, die eine Höchstgeschwindigkeit von 526 km/h erlauben. Die Maschine kann 5 Tonnen Nutzlast in einem über 65 m³ großen  Frachtraum aufnehmen, ihre Reichweite liegt bei 2.600 km.

Im November folgen Berichte über die Lastendrohne Cavorite X7 der kanadischen Firma New Horizon Aircraft Ltd., die als hybrider Senkrechtstarter rund 680 kg über eine Distanz von mehr als 800 km transportieren kann. Der Prototyp startet und landet senkrecht mittels 14 leistungsstarker elektrischer Auftriebsgebläse, die in die Tragflächen integriert sind, wechselt während des Fluges aber in einen Turboprop-Modus, wobei Schiebeplatten die Ventilatoren verbergen. Über das Modell Cavorite X5 für den Personentransport wurde bereits in der Übersicht 2021 ausführlich berichtet.

 

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