Volocopter

Karlsruhe, im April 2016. Der bemannte Erstflug des weltweit einzigen zugelassenen Multicopters, dem Volocopter VC200, stellt einen weiteren Schritt in der Art der Fortbewegung der Menschheit dar. Die Karlsruher e-volo GmbH will mit dem Volocopter den Traum vom Fliegen ab 2018 für jedermann möglich machen. Der Volocopter ist dank elektrischem Antrieb zudem umweltfreundlich und leise. Selbstfliegende Lufttaxis bis hin zu ganzen Transportnetzwerken in der dritten Dimension sind mit der nun erfolgten Validierung dieser Technik in greifbare Nähe gerückt.

Das System fliegt – der Pilot steuert. Erklärtes Entwicklungsziel der Karlsruher e-volo GmbH ist es, das sicherste Luftsportgerät der Welt zu bauen. Außerdem soll das völlig neuartige, senkrechtstartende Fluggerät, der Volocopter, leicht zu fliegen und emissionsfrei sein. So ist beim ersten bemannten, elektrisch betriebenen Hubschrauber im Gegensatz zu herkömmlichen Hubschraubern die Mechanik auf ein Minimum beschränkt. Somit ist das 2-sitzige Fluggerät der Ultraleichtklasse außerordentlich wartungsarm. Ein umfassendes Redundanzkonzept für alle elektronischen Bauteile ermöglicht auch beim Ausfall mehrerer Antriebe ein sicheres Weiterfliegen und ein sicheres Landen. Gesteuert wird der Volocopter ausschließlich mit einem Joystick. Damit ist im Unterschied zu jedem anderen Fluggerät die Handhabung extrem einfach. Die Emissionsfreiheit erreicht das Karlsruher Unternehmen durch auswechselbare Energiequellen wie Wechselakkus. Auf Wunsch ist auch eine serielle Hybridlösung möglich.

Modulare Plattform für bemannte und unbemannte Flugsysteme. Das revolutionäre Sicherheits-, Steuerungs- & Antriebssystem des Volocopters wird zukünftig als Plattform für weitere Fluggeräte dienen. Es ist die perfekte Plattform sowohl für senkrecht-startende bemannte Luftfahrzeuge als auch für Schwerlastdrohnen. Das Flugkonzept des Volocopters erlaubt pilotierten, ferngesteuerten oder sogar voll-autonomen Flugbetrieb. Damit werden in Zukunft unterschiedlichste Einsatzzwecke möglich. Die modularen Flugsysteme können in verschiedenen Größenklassen entwickelt werden. Dabei kann je nach Bedarf ein rein elektrischer oder hybrider Antrieb zum Einsatz kommen. Je nach Nachfrage wird die Produktfamilie in den kommenden Jahren systematisch um bemannte und unbemannte Systeme erweitert.

Sicherheit. Das zentrale Element der Sicherheit beim Volocopter ist das umfassende Redundanzkonzept seiner Bauteile. So sind alle sicherheitsrelevanten Systeme mehrfach vorhanden, überwachen sich gegenseitig und gleichen den eventuellen Ausfall einer Komponente sofort aus, indem sie deren Aufgaben mit übernehmen. Selbst beim Ausfall mehrerer Antriebe beispielsweise kann der Volocopter noch sicher weiterfliegen und landen. Der Systemsicherheitscheck über alle Komponenten vor dem Flug erfolgt auf Knopfdruck automatisch und meldet nach erfolgreicher Überprüfung die Betriebsbereitschaft. Bei Turbulenzen muss der Pilot nicht eingreifen, denn diese werden vom Gerät automatisch kompensiert. Dabei reagiert das System bedeutend schneller als der Pilot, nämlich in einem Bruchteil einer Sekunde. Selbst wenn der Pilot einmal die räumliche Orientierung verlieren sollte, bietet das System eine Lösung an. Durch Drücken eines Notknopfes bleibt der Volocopter in der Luft stehen, wird stabilisiert und schwebt langsam zu Boden. Darüber hinaus ist der Volocopter mit einem Gesamtrettungssystem in Form eines Fallschirms ausgestattet. An diesem sinkt das komplette Fluggerät im Notfall sicher zu Boden.

Wartungsarm. Beim herkömmlichen Hubschrauber ist die Mechanik durch komplizierte Antriebs- und Steuermechanismen sehr aufwändig, dadurch ist die Wartung äußerst kostenintensiv. Beim Volocopter dagegen erfolgt die Steuerung ohne jegliche mechanische Teile, wodurch er wartungsarm ist. Auch laufen die Lager der Elektromotoren und der Rotoren nahezu verschleißfrei, folglich beschränkt sich deren Wartung auf ein Minimum. So ist der Volocopter wesentlich günstiger im Verbrauch, in der Pflege und in der Wartung als ein herkömmlicher Helikopter.

Einfach zu fliegen. Das Beherrschen eines Luftfahrzeuges setzt bisher großes fliegerisches Können des Piloten voraus, um die Fluglage zu überwachen und zu korrigieren. Einen senkrecht startenden und landenden Volocopter zu fliegen ist dagegen für den Piloten sehr einfach, da dieser von selbst fliegt, denn die Sensorik überwacht den Flugzustand. Das heißt, der Pilot gibt mittels Joystick die Richtung wie vorwärts, nach rechts, nach links, hinauf und hinunter vor und die Elektronik stellt den gewünschten Flugzustand her. Die adaptive Fluglageregelung hält den Volocopter dann stabil in der Luft. Damit ist im Unterschied zu jedem anderen Fluggerät die Handhabung kinderleicht.

Der Pilot muss sich keinerlei Gedanken um Gleitwinkel, Mindestgeschwindigkeiten, Strömungsabriss, Gemischregelung, Pitchverstellung und viele andere Dinge machen, die in der herkömmlichen Fliegerei so anspruchsvoll sind, denn er gibt nur die Richtung vor. Über der Kabine trägt ein ringförmiges Gestell 18 Elektromotoren, die für den Auftrieb sorgen und zur Steuerung dienen. Jeder von ihnen treibt einen eigenen Rotor an. Die Rotoren erzeugen den gesamten Auftrieb und sorgen zusätzlich durch gezielte Drehzahländerung für die Steuerung. Dabei sind an den Rotoren im Gegensatz zum herkömmlichen Hubschrauber keinerlei Mechaniken zur Blattverstellung notwendig. Die automatische Lageregelung und die Richtungssteuerung erfolgen mit mehreren unabhängigen und sich gegenseitig überwachenden Bordcomputern, die jeden Motor separat in seiner Drehzahl regeln. Ein optionaler zusätzlicher Schubantrieb kann langfristig ein noch schnelleres Fliegen ermöglichen.

Grüne Luftfahrt. Der Zukunftstrend bezüglich der Mobilitätsentwicklung geht eindeutig zu umweltfreundlichen Technologien: angefangen beim Auto, über das E-Bike bis hin zum Volocopter. e-volo ist das erste Unternehmen, das einen serientauglichen Hubschrauber mit einem elektrischen Antrieb entwickelt. Dieser ist zudem erheblich leiser und reduziert somit die Lärmbelästigung. Die Emissionsfreiheit erreicht das Karlsruher Unternehmen durch auswechselbare Energiequellen wie Wechselakkus. Ist derzeit eine Akku-Flugdauer von ca. 20 Minuten realisierbar, wird dies in naher Zukunft schon eine Stunde und mehr sein. Um 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 zum Beispiel für das System geeignete Hochleistungsbrennstoffzellen, können zukünftig auch als Energieversorgung auch in Frage kommen.