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Volocopter erhält Verkehrszulassung

(PresseBox) (Karlsruhe, ) Seit 2013 führt der Deutsche Ultraleichtflugverband (DULV) im Auftrag des Bundesministeriums für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI) das Erprobungsprogramm für die Volocopter durch. Im Februar erteilte der DULV der Karlsruher e-volo GmbH für deren Volocopter VC200 die vorläufige Verkehrszulassung (VVZ) (D-MYVC) als Ultraleicht-Luftfahrtgerät. Ziel von e-volo ist es, für ihre Volocopter mittelfristig eine Ultraleicht-Musterzulassung zu erhalten und den 2-Sitzer in Serie zu produzieren. Das völlig neuartige, senkrechtstartende Fluggerät soll leicht zu fliegen, leise und emissionsfrei sein. Ein umfassendes Redundanzkonzept für alle elektronischen Bauteile ermöglicht auch beim Ausfall mehrerer Antriebe ein sicheres Landen. Gesteuert wird der Volocopter einhändig mit einem Joystick. Die Emissionsfreiheit erreicht das Karlsruher Unternehmen durch reinen Elektroantrieb und schnell austauschbare Wechselakkus.

Unbemannte Testflüge vor Erteilung der VVZ:

Der zugelassene VC200 kann für unbemannte Flugtests auch ferngesteuert betrieben werden. Dies stellt eine signifikante Reduzierung des sonst üblichen „Inbetriebnahme-Risikos“ eines neuen Fluggeräts dar. In Vorbereitung auf die Erteilung einer Zulassung für bemannte Flüge hat das e-volo-Team somit monatelang Erfahrung bei über 100 unbemannten Testflügen sammeln können. Mithilfe einer professionellen Fernsteuerung führte das Team Belastungstests des Gesamtsystems, einzelner Baugruppen und einzelner Komponenten durch und schaltete u.a. Antriebsmotoren, Akkus sowie Flugsteuerungen im Flug aus. Auch speisten die Tester bei den Flügen Fehlinformationen von „defekten“ Sensoren ins Steuersystem ein. Des Weiteren führten sie unbemannte Flüge bei turbulenten Wetterbedingungen durch. Das e-volo-Team sowie Jörg Seewald, der Verantwortliche des DULV für das Erprobungsprogramm, waren äußerst beeindruckt, wie der VC200 bei den Tests im Hovern verschiedene Antriebs-Ausfälle sowie Turbulenzen ohne Piloteneingabe automatisch ausgeglichen hat.

Bemanntes Testflugprogramm:

Das bemannte Testflugprogramm wird in drei Phasen durchgeführt. Die Grenzen der ersten Flugphase sind mit einer Fluggeschwindigkeit von maximal 25km/h bei niedriger Höhe vorgesehen. In der zweiten Testphase sollen Flugmanöver mit einer Fluggeschwindigkeit bis 50 km/h in mittlerer Höhe durchgeführt werden. Testflüge innerhalb der dritten Testphase dienen der Validierung des Systems in größeren Höhen und im vollständigen Geschwindigkeitsspektrum des VC200 bis 100 km/h.

Technische Beschreibung des Volocopters

Der Volocopter, dessen Struktur aus Faserverbundwerkstoffen in Leichtbauweise gefertigt ist, beherrscht neben dem Reiseflug die Fähigkeit zum senkrechten Starten und Landen sowie auf der Stelle schweben. Der Volocopter VC200 ist voll elektrisch angetrieben. Die Elektromotoren der 18 Antriebseinheiten werden von neun unabhängigen Akkus versorgt. Der Leistungsbedarf des VC200 beträgt im Schwebezustand bei einem Abfluggewicht von 450 kg je nach Luftdruck/Temperatur in etwa 45 kW. Der Volocopter erreicht systemweit einen hohen Grad an Ausfallsicherheit durch redundante Auslegung. Dieses Prinzip realisiert der VC200 in allen für einen sicheren Flugbetrieb nötigen Systemteilen und -komponenten. Die für den der Schwerkraft entgegengesetzten Auftrieb nötige Schubkraft erzeugen beim Volocopter mehrere individuell und unabhängig angetriebene Rotoren mit jeweils zwei feststehenden Blättern. Im Unterschied zum Hubschrauber kann beim VC200 der Anstellwinkel der einzelnen Rotorblätter nicht verstellt werden. Die Größe der erzeugten Schubkraft wird daher einzig durch die Drehzahlen der einzelnen Rotoren bestimmt.

Durch geeignete Kombination der durch Drehzahlunterschiede der einzelnen Rotoren erzeugten Drehmomente um die Hochachse (Nicken/Rollen) und senkrecht dazu (Gieren) sowie durch Verändern des von allen Rotoren gemeinsam erzeugten Gesamtschubes kann der Volocopter alle drei rotatorischen Freiheitsgrade (Nicken, Rollen, Gieren) und aufgrund der festen Ausrichtung der Rotoren einen translatorischen Freiheitsgrad (vertikal, „nach oben/unten“) direkt beeinflussen. In Kombination mit dem Lagewinkel kann er insgesamt jedoch Flugbewegungen in allen sechs rotatorischen und translatorischen Freiheitsgraden ausführen, zusätzlich indirekt auch horizontal („nach vorne/hinten“ und „nach rechts/links“).

Obwohl der Volocopter aufgrund seiner mehreren Rotoren mit festem Blattanstellwinkel zunächst instabile Flugeigenschaften aufweist, sorgt sein mehrfach redundantes Flugsteuerungssystem für eine exakte Fluglage- und Positionsstabilität, die im Vergleich zu herkömmlichen Luftfahrzeugen sogar wesentlich stabiler ist. So folgt er exakt den Pilotenvorgaben und gleicht äußere Einflüsse weitestgehend selbständig aus. Dies entlastet den Piloten, der den Volocopter so auch in schwierigen Umgebungsbedingungen sicher steuern kann.

Das Flugsteuerungssystem besteht aus mehreren vollständig unabhängigen Einheiten. Jede Flugsteuerungseinheit beinhaltet einen vollständigen Satz Lagesensorik, bestehend aus Druckmesser, Gyroskope, Beschleunigungsmesser und Magnetfeldmesser für alle drei Raumachsen. Jede Flugsteuerungseinheit ist in der Lage den VC200 zu steuern. Gesteuert wird der Volocopter einhändig mittels eines Joysticks. Dabei steuert der Pilot alle Flug-Achsen intuitiv mit Achs- und Drehbewegungen des Joysticks. Die Pilotenvorgaben für Steigen und Sinken erfolgen mit einem Daumen-Höhenregler. Zur Landung drückt der Pilot den Höhenregler einfach komplett nach unten, bis der Volocopter am Boden steht. Die Steuerung verlangsamt im Bodeneffekt automatisch das Sinken und der Volocopter setzt sanft auf.

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