Das Projekt

Die Motivation

Die meisten Multicopter weisen recht einfache, halbzeuggetriebene Konfigurationen aus herkömmlichen oder faserverstärkten Kunststoffen (FVK) auf, die sowohl Defizite in der Struktureffizienz besitzen als auch die mit Kunststoffen verbundenen großen ökologischen Probleme mit sich bringen. Bei der Herstellung von FVK kommen energieintensive Verfahren zum Einsatz und sie umfasst neben fossilen Rohstoffen (z.B. Polymere aus Propen) auch kritische Rohstoffe (z.B. Katalysatoren aus Bismut oder Platin). Am Ende der Lebensdauer von FVK-Bauteilen ist die mangelhafte Wiederverwertbarkeit problematisch, da keine vollwertigen stofflichen Recyclingverfahren existieren. Die Verwendung von FVK geht, verglichen mit metallischen oder holzbasierten Werkstoffen, mit höheren Kosten einher, da die aufwändige Produktion von Fasern, Matrix und Bauteilen in der Regel einen hohen Material- und Arbeitsaufwand verursacht.

Die Idee

Angesichts der rasanten globalen Wirtschaftsentwicklung der letzten Jahrzehnte und der damit einhergehenden Probleme der Umweltschädigung, Ressourcenausbeutung und des Klimawandels wird es zunehmend wichtiger, nachhaltigere Produkte und Wirtschaftsmodelle zu kreieren. Im Projekt HerMes wird ein Multicoptersystem mit einer deutlich verbesserten Nachhaltigkeitsbilanz entwickelt. Hierfür werden geeignete Werkstoffe und Fertigungsverfahren auf Grundlage nachwachsender Rohstoffe verwendet. Insb. Holz und naturfaserverstärkten Biokunststoffe überzeugen dabei mit hervorragenden strukturmechanischen Eigenschaften sowie guter Recycling-Fähigkeit und Kosteneffizienz.

Effizienz

Konventionelle FVK sind für all jene Anwendungen quasi „überqualifiziert“, in denen ihre hohen spezifischen Festigkeiten und Steifigkeiten die moderaten Lastanforderungen deutlich übertreffen. Als Beispiel seien hier kleinere unbemannte Flugsysteme genannt wie etwa hier im Projekt HerMes. Holz- und Naturfaserwerkstoffe verfügen über hervorragende spezifische Festigkeiten und Steifigkeiten, die vergleichbar mit denen von Aluminium und Stahl sind. Damit werden sie insbesondere für solche Anwendungen mit moderaten Lastanforderungen interessant, wo sie im Vergleich zu konventionellen FVK zu leichteren, effizienteren Strukturen führen und einen reduzierten Energie- und Ressourcenverbrauch sowie Potenzial zur Steigerung der Nutzlastkapazität und/oder der Flugzeit ermöglichen.

Qualifizierung

Die Entwicklung des Multicopters erfolgt von Beginn an unter dem Aspekt der späteren technischen Qualifizierung, um auch anspruchsvolle und sicherheitskritische Anwendungen möglich zu machen, z.B. ein Flugbetrieb im SORA SAIL III/IV. Eine solche technische Entwicklung ist durch große Komplexität gekennzeichnet. Aufgrund der starken Abhängigkeit der einzelnen Entwicklungsbereiche (z. B. Strukturentwurf, Avionik, Antriebe) voneinander ergibt sich ein hohes Maß an Interdisziplinarität, das eine gut strukturierte Projektorganisation sowie fundierte Kompetenzen der beteiligten Partner erfordert. Im Projekt HerMes kommt ein schlagkräftiges und gut vernetztes Konsortium zusammen, welches diese Qualitäten mitbringt und zielorientiert die essentiellen Aufgabenbereiche bearbeitet. Diese umfassen neben der luftfahrttechnischen Entwicklung des Fluggeräts die Entwicklung fortschrittlicher Strukturmaterialien, neuer Klebstoffsysteme sowie von Oberflächenschutzmitteln auf Basis nachwachsender Rohstoffe.

Kontakt

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