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Volocopter - das sicherste Luftsportgerät der Welt

Veröffentlicht am 01. Dezember 2015
Zugriffe: 2675

http://UL-Segelflug.de/images/stories/Blogs/2015/48_Volocopter/TS_Volocopter_Art-Frontview-Night_Copyright_e-volo_by-Nikolay-Kazakov_150x100px.jpgDas System fliegt - der Pilot steuert!
Mit diesen einfachen Worten umschreiben die Karlsruher Konstrukteure der e-volo GmbH  ihr Entwicklungsziel, das sicherste Luftsportgerät der Welt zu bauen. Gesteuert wird der Volocopter VC200 ausschließlich mit einem Joystick, was die Handhabung im Gegensatz zu jedem anderen Fluggerät extrem einfach macht. Damit wäre der Volocopter dann auch das erste Ultraleicht-Fluggerät auf dem Markt, das ohne aufwändige und kostenintensive Umbauten problemlos von "Rollifliegern" geflogen werden kann. Schließlich wird der Joystick nur mit einer Hand betätigt und Fußpedale gibt es nicht. Verglichen mit anderen Fluggerät ist die fliegerische Handhabung des 18-motorigen Volocopters somit extrem einfach.

http://UL-Segelflug.de/images/stories/Blogs/2015/48_Volocopter/GT_Volocopter_Founders_Copyright_e-vole_by-Nikolay-Kazakov_723x315px.jpgDie beiden Gesellschaftsgründer Alexander Zosel (rechts) und Stephan Wolf (links) sind sichtlich zufrieden

Kinderleicht zu fliegendes Luftsportgerät
Galt bisher das Hubschrauberfliegen als "Königsdisziplin der Luftfahrt", für das ein sehr hohes Pilotenkönnen und somit auch eine sehr zeit- und kostenintensive Pilotenausbildung erforderlich ist, so soll im Vergleich dazu der
VC200 kinderleicht zu fliegen sein. Mit dem Joystick gibt er nur die Richtung wie vorwärts, nach rechts, nach links, hinauf und hinunter vor, während die komplexe Elektronik den gewünschten Flugzustand herstellt. Die adaptive Fluglagenregelung hält den Volocopter dabei stabil in der Luft.

http://UL-Segelflug.de/images/stories/Blogs/2015/48_Volocopter/GT_Volocopter_Stick-Panel_Copyright_e-vole_by-Nikolay-Kazakov.jpgKinderleicht zu fliegen, nur mit einer Hand und dem Joystick

Der Pilot muss sich beim Steuern des ersten bemannten und elektrisch angetriebenen 2-sitzigen Ultraleicht-Fluggerätes keinerlei Gedanken um Gleitwinkel, Mindestgeschwindigkeiten, Strömungsabriss, Gemischregelung, Pitchverstellung oder viele andere Dinge machen, die in der herkömmlichen Fliegerei mitunter recht hohe Anforderungen stellen.

http://UL-Segelflug.de/images/stories/Blogs/2015/48_Volocopter/GT_Volocopter_Stick-closeup_Copyright_e-volo_by-Nikolay-Kazakov_723x315px.jpg

Der VC200 ist außerdem extrem wartungsarm
Im Gegensatz zu herkömmlichen Hubschraubern, werden weder Taumelscheiben, noch Rotorblattverstellung, Heckrotor oder Ruder benötigt. Bedingt durch die einfache Mechanik ist er durch den Wegfall dieser üblicherweise sehr wartungsintensiven Baugruppen außerordentlich wartungsarm

http://UL-Segelflug.de/images/stories/Blogs/2015/48_Volocopter/GT_volocopter_Sideview-Sunset_Copyright_e-volo_by-Nikolay-Kazakov_723x315px.jpg

Der Antrieb des VC200 besteht aus einem Verbund von 18 Elektromotoren
Über der Kabine trägt der
VC200 ein ringförmiges Gestell mit 18 Elektromotoren, die nicht nur für den erforderlichen Auftrieb sorgen, sondern auch zur Steuerung dienen. Jeder Motor treibt einen eigenen Rotor an. Der computergesteuerte Rotorenverbund erzeugt den gesamten Auftrieb und sorgt zusätzlich durch gezielte Drehzahländerungen einzelner Motoren für die Steuerung. An den Rotoren sind somit keinerlei Mechaniken zur Blattverstellung erforderlich, wie es bei herkömmlichen Helikoptern seit jeher üblich ist.

http://UL-Segelflug.de/images/stories/Blogs/2015/48_Volocopter/GT_Volocopter_Electric-drive_Copyright_e-volo_by-Nikolay-Kazakov_723x315px.jpg

Erste Testflüge wurden unbemannt und ferngesteuert vom Boden aus durchgeführt, wobei der Volocopter mittels einer langen Fangleine am Boden "gesichert" war. Diverse technische Neuerungen, die ansonsten in keinem konventionellen Hubschrauber vorhanden sind, hat das e-volo Expertenteam im Rahmen des Testflugprogramms im November 2015 bereits ausgiebig getestet.

http://UL-Segelflug.de/images/stories/Volocopter_Schwebeflug-Testflug-Copyright-e-volo-GmbH.jpgDabei wurde auch die Höhenautomatik, die Positionsautomatik, sowie die Landeautomatik erfolgreich in Betrieb genommen. Damit konnte eindrücklich demonstriert werden, dass auch bei losgelassenem Joystick der Volocopter positionsgenau und ruhig in der Luft stehen bleibt. Selbst bei Turbulenzen und/oder Seitenwind. Die automatische Lageregelung und die Richtungssteuerung erfolgt mit mehreren unabhängigen und sich gegenseitig überwachenden Bordcomputern, die jeden Motor separat in seiner Drehzahl regeln. Sobald der Pilot zum Landen den Höhenregler betätigt, schwebt der Volocopter eigenständig Richtung Boden und verlangsamt in Bodennähe automatisch den Sinkvorgang bis zum sanften und sicheren Aufsetzen.
Das zentrale Element der Sicherheit ist jedoch das umfassende Redundanzkonzept für alle elektronischen Bauteile, das auch beim Ausfall mehrerer Antriebe ein sicheres Weiterfliegen sowie ein sicheres Landen gewährleistet. Alle sicherheitsrelevanten Systeme sind mehrfach vorhanden. Sie überwachen sich gegenseitig und gleichen einen eventuellen Ausfall einer Komponente sofort aus, in dem sie deren Aufgaben mit übernehmen, wodurch der Volocopter selbst beim Ausfall mehrerer der 18 Elektroantriebe noch sicher weiterfliegen und sicher landen kann. Ein Sicherheitscheck, der vor dem Flug auf Knopfdruck automatisch erfolgt, überprüft die Funktion und das korrekte Zusammenwirken der Systeme und meldet nach erfolgreichem Prüflauf deren Betriebsbereitschaft.

Safety first
Dank der automatischen Lageregelung stabilisiert sich der Volocopter im Flug immer unmittelbar und ohne Zutun des Piloten selbst. Der Pilot kann sich somit auf ein System verlassen, das Fehler verzeiht. Beim Loslassen des Joysticks hält der Volocopter automatisch Höhe und Position.
Als möglichen Supergau könnte man sich zwar einen Totalausfall der Elektronik oder Elektrik vorstellen, bei dem auf einen Schlag sämtliche Elektromotoren stehen bleiben wobei die bei herkömmlichen Hubschraubern bekannte "Autorotation" bei dieser Heli-Konstruktion wohl nicht gegeben ist. In diesem eher unwahrscheinlichen Fall könnte der Pilot jedoch das eingebaute Gesamtrettungssystem aktivieren, das ihn nach Aktivierung samt Fluggerät sanft zu Boden gleiten lässt.

http://UL-Segelflug.de/images/stories/Blogs/2015/48_Volocopter/GT_Volocopter_Rescue-System_Copyright_e-volo_by-Nikolay-Kazakov_723x315px.jpgDas Gesamtrettungssystem wird über den roten Hebel ausgelöst (Sicherheitsschloss muss vor dem Flug entfernt werden)

Noch liegt die Flugdauer lediglich bei 20 Minuten
Während mit derzeit verfügbaren Akkus eine Flugdauer von ca. 20 Minuten realisierbar ist, dürfte dies in naher Zukunft durch neue Technologien in der Akkutechnik bereits eine Stunde und mehr sein. Um jedoch schon jetzt Flugzeiten von mehreren Stunden zu realisieren, werden die 2-sitzigen Volocopter als seriell-hybride Elektrofluggeräte entwickelt. Hierzu wird ein Verbrennungsmotor einen Generator antreiben, der wiederum Akkumulator und Elektromotoren mit Strom versorgt. Andere, sich in der Entwicklung befindliche Technologien, wie z. B. für das System geeignete Hochleistungsbrennstoffzellen, können zukünftig ebenfalls als Energieversorgung in Frage kommen.

Das revolutionäre Sicherheits-, Steuerungs- und Antriebssystem des Volocopters ist die Ausgangsbasis für weitere Entwicklungen und eine perfekte Plattform für senkrecht-startende bemannte Luftfahrzeuge sowie Schwerlastdrohnen. Das ausgeklügelte Steuerungskonzept erlaubt sowohl einen pilotierten, als auch einen ferngesteuerten oder vollautomatischen Flugbetrieb. Dabei kann je nach Bedarf ein rein elektrischer oder hybrider Antrieb zum Einsatz kommen. Entsprechend der Nachfrage soll die Produktfamilie in den kommenden Jahren systematisch um bemannte und unbemannte Systeme erweitert werden. Sowohl ein Einsitzer VC100 als auch ein Viersitzer VC400 sind als Vision bereits in den Köpfen der Konstrukteure vorhanden, ebenso wie unbemannte Transportdrohnen.

http://UL-Segelflug.de/images/stories/Blogs/2015/48_Volocopter/GT_Volocopter_Sideview3_Copyright_e-volo_by-Nikolay-Kazakov_723x315px.jpg

Neue Luftfahrtklasse für UL-Hubschrauber erforderlich
Bereits im April 2013 hatte das BMVI (Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur) den DULV (Deutscher Ultraleichtflugverband) sowie das Luftsportgeräte-Büro des DAeC gemeinsam damit beauftragt, die Voraussetzungen unter denen UL-Hubschrauber nach deutschen Vorschriften zertifiziert und in Deutschland betrieben werden können, zu erproben und zu dokumentieren. Der Erprobungszeitraum war zunächst auf zwei Jahre veranschlagt. Unsicherheiten bei den Herstellern, die vor allem die notwendigen Investitionen und Zeitplanung betrafen, hatten den Beginn der Erprobung mit mehreren Hubschraubertypen allerdings um fast ein Jahr verzögert.

Inzwischen ist die Erprobungsphase abgeschlossen und der gemeinsame Erprobungsbericht wurde am 29. September 2015 an das Bundesministerium übergeben. Festgestellt wurde, dass zwar einige einfache und unkomplizierte technische Modifikationen notwendig sind, die zweijährige Erprobungsphase ansonsten aber unfallfrei verlaufen ist. Aufgefallen war außerdem, dass es seitens der Flugplatzbetreiber ausschließlich positive Rückmeldungen gab und während des Flugbetriebs keine Anwohnerbeschwerden eingegangen sind.

Mit 450 kg MTOW fällt der Volocopter zwar in die gleiche Kategorie wie die zuvor angeführten UL-Hubschrauber. Nachdem das Bundesministerium jedoch vom innovativen Konzept des elektrischen Senkrechtstarters überzeugt werden konnte, wurde für den Volocopter ein mehrjähriges Erprobungsprogramm zur Schaffung einer eigenen Luftfahrtklasse beschlossen. Der Deutsche Ultraleichtflugverband (DULV) hat bereits den Auftrag erhalten, in Zusammenarbeit mit e-volo eine entsprechende Bauvorschrift, eine Betriebsordnung sowie Ausbildungsrichtlinien für die spätere Pilotenausbildung zu erstellen.

Zukunft e-flight
Der Zukunftstrend in der Mobilitätsentwicklung geht eindeutig in Richtung umweltfreundlicher Technologien. Angefangen beim E-Bike, über das Auto, den Motorflug bis hin zum Volocopter. Im Luftfahrtbereich ist die e-volo GmbH das erste Unternehmen, das einen serientauglichen Hubschrauber mit elektrischem Antrieb entwickelt. Dieser ist außerdem erheblich leiser als Hubschrauber mit Verbrennungsmotoren oder Turbinen und reduziert somit die übliche Lärmbelastung ganz erheblich. Die Emissionsfreiheit wird durch Wechselakkus erreicht, wobei zu einem späteren Zeitpunkt auch eine serielle Hybridlösung möglich sein soll. Ein optionaler zusätzlicher Schubantrieb könnte langfristig ein noch schnelleres Fliegen ermöglichen.

Rückblickend ist das Entwicklungstempo recht erstaunlich
Die revolutionierende Idee zum Bau des Volocopters geht zurück auf das Jahr 2010, nachdem auf dem Spielzeugmarkt erste sehr leicht zu steuernde Quadrocopter erschienen sind. Die späteren Gründer der e-volo GmbH waren davon so fasziniert, dass sie erste Überlegungen anstellten, wie man mit dieser Technologie einen Menschen in die Luft bringen könnte. Bereits im Oktober 2010 begann das Team mit Grundlagenforschungen, nachdem die Berechnungen der zurückliegenden Monate ergeben hatten, dass man mit Eigenentwicklungen und Effizienzsteigerung der im Markt bereits vorhandenen Technologien tatsächlich das Gewicht eines Menschen in die Luft heben kann. Es folgte die Planung der Logistik für die konkrete Umsetzung.

Erste Testträger im Mai 2011
Stefan Wolf programmierte die erste Flugsteuerung, Thomas Senkel entwickelte die notwendigen Elektromotoren und konstruierte die ersten Testträger, während Alexander Zosel die mediale Präsentation des Projektes vorbereitete. Schon in dieser frühen Phase waren Sicherheitsaspekte bei allen Entwicklungs-Entscheidungen der drei Erfinder des Volocopters ausschlaggebend.

http://UL-Segelflug.de/images/Volocopter-VC1-Copyright_e-volo-GmbH.jpgBemannter Erstflug bereits fünf Monate später
Der weltweit erste bemannte Flug mit einem elektrischen Multikopter geht im Oktober 2011 in die Luftfahrtgeschichte ein. Der aufsehenerregende Flug von Thomas Senkel mit dem VC1 dauert ganze 90 Sekunden. Nach einer Veröffentlichung des Videos auf YouTube wird das Erfinderteam nach eigenen Angaben von einer weltweiten Medienresonanz "überrollt". Gleichzeitig gibt es aber auch einen Hinweise auf das wirtschaftliche Potential des Volocopters. Anfragen und Anwendungsideen aus der ganzen Welt bekräftigen das e-volo Team in ihrem Vorhaben, ein zulassungsfähiges Luftfahrzeug zu entwickeln. Nach dem Flug wird entschieden, den VC1 außer Betrieb zu setzen und nur noch als Ausstellungsstück zu benutzen. Im Februar 2012 beantragt das Erfinderteam für ihren Volocopter beim Patentamt erste Schutzrechte. Pünktlich zur Verleihung der "GreenTec Awards" in Berlin, feiert das Team mit seinem VC200 Prototyp die Weltpremiere. Beim Award konnte sich "Goliath" Airbus knapp vor "David" e-volo aus Karlsruhe platzieren.

Jungfernflug des VC200
Schon im November 2013 startet der VC200 in der dm-Arena in Karlsruhe erfolgreich zu seinem Jungfernflug sowie ersten Testflügen. Dabei werden alle Erwartungen an das Konzept des Volocopters weit übertroffen. Über die Crowdfunding Plattform "Seedmatch" wirbt e-volo über das Internet innerhalb von nur drei Tagen 1.2 Mio. € Startkapital ein. Neuer Crowdfunding Europarekord! Die ersten 500.000 € sind bereits innerhalb von 2,5 Stunden gezeichnet.

Fertigstellung der elektronischen Komponenten
Im August 2015 sind die Einbauarbeiten der neuen elektronischen Komponenten im VC200 abgeschlossen. Die Inbetriebnahme aller Komponenten, die miteinander über das hochredundante optische Datennetzwerk kommunizieren, verläuft planmäßig, so dass dem geplanten Testflugbetrieb nichts mehr im Wege steht.

November 2015: Testflugprogramm erfolgreich aufgenommen
Die letzten Systemkomponenten des VC200 sind in Betrieb genommen und die folgenden technischen Milestones "erflogen":

- Höhen- und Positionsautomatik optimiert in Betrieb genommen.
  Der Volocopter bleibt "wie angenagelt" in der Luft stehen, wenn man die Steuerung los lässt.

- Der VC200 wird zur Simulation von Pilotengewichten mit 120 kg Zuladung geflogen.

- Der Joystick wird in Betrieb genommen. Die Behauptung, dass der Volocopter kinderleicht zu fliegen sein wird,
   kann bei den ersten Testflügen mit Joystick eindrucksvoll bewiesen werden.

Fazit
Was die drei badischen Erfinder mit ihrem Entwicklerteam in weniger als fünf Jahren zustande gebracht haben, ist weltrekordverdächtig. Von der Initialzündung durch erste ferngesteuerte Quadrokopter zum Erstflug eines bemannten UL-Multikopters in weniger als fünf Jahren - einer derartigen Meisterleistung kann man nur den allerhöchsten Respekt zollen. 

Der Volocopter
- ist sicher
- fliegt wie ein Hubschrauber
- ist extrem einfach zu fliegen
- bekommt in Deutschland eine eigene Luftfahrtklasse
- wird elektrisch angetrieben
- bezieht seine Energie aus Akkus oder seriellem Hybrid
- erzeugt keine Lärmbelästigung
- ist im Vergleich zu herkömmlichen Hubschraubern "wartungsarm"
- verursacht extrem niedrige Betriebskosten
- fliegt bis zu 100 km/h schnell
- hat ein MTOW von 450 kg
- ist ein Doppelsitzer
- dient als Plattform für weitere bemannte und unbemannte Fluggeräte

Quelle: e-volo GmbH (www.volocopter.com)

Kommentare   

 
#1 Ulrich Heidenreich 2015-12-05 21:57
Das Geschilderte ist zu schön um Wahr zu sein.
 

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