- Alexander Zosel (48), geschäftsführender Gesellschafter der e-volo GmbH, Strategie und Gesamtkoordination. Studium Bauingenieur. Serial Entrepreneur mit Firmengründungen in Werbetechnik, Apparatebau, Sport/Event, Gastronomie. VP Innovation der Biometry AG, Schweiz (IT Security) von 2009 bis 2011. Verwirklichte seinen Kindheitstraum, fliegt seit 1995, ist heute auch Fluglehrer mit Passagierflugberechtigung im Paragliding
OPINION LEADER
Der Volocopter
Wer die Zukunft gestalten will, muss den Mut haben, traditionelle Wege zu verlassen. Das Bewährte soll mit Respekt behandelt werden, jedoch mit dem Wissen, dass es sich in der Vergangenheit bewährt hat. Traditionelles hat in der Zukunft eine Chance, aber nur dann, wenn es nicht durch etwas Neues herausgefordert wird.
Unsere Herausforderung war, den Helikopter neu zu definieren bei allem ihm gebührenden Respekt, den er sich als Hubschrauber verdient hat. Das Ergebnis, der Volocopter, begeistert, er weist in eine neue fliegerische Zukunft.
Der Volocopter ist ein völlig neuartiges Produkt. Im Segment der Hubschrauber bis rund 500 kg ermöglicht er eine neue Art des Fliegens verbunden mit neuen Einsatzmöglichkeiten, deren Potenzial noch nicht abschätzbar ist. Seine größte Neuheit ist gleichzeitig sein größter Vorteil: Die Sicherheit. Die technische und die fliegerische Sicherheit des Volocopters gewährt ein sehr schnelles und vor allem sicheres Erlernen des Helikopterflugs.
Die Handhabung und Steuerung des Volocopters ist leicht, denn System bedingt vermeidet der Volocopter automatisch gefährliche Manöver. Er ist stabil. Er fliegt stabil. Er hovert stabil. Wenn Sie bei einem traditionellen Hubschrauber den Steuerknüppel loslassen, wird er abstürzen.
Nicht so der Volocopter. Lässt man den Steuerknüppel los, bleibt er dank der neu entwickelten Steuerungssoftware und Steuerungssensorik augenblicklich und automatisch an Ort und in der Höhe schwebend stehen.
Weitere Alleinstellungsmerkmale des Volocopters sind die Kombination aus 18 Rotoren in CFK-Leichtbauweise mit neuartigem, eigenentwickelten Propellerdesign und ebenfalls eigenentwickelten Elektromotoren. Im Gegensatz zu herkömmlichen Helikoptern sind keine Blattverstellungen notwendig, weder zyklisch noch kollektiv. Daher sind die einzigen mechanischen Verschleißteile des Volocopters die Kugellager der 18 Elektromotoren.
Selbstverständlich kann der Volocopter auch in schwierigem Gelände senkrecht starten, landen und schweben. Die Lagestabilisierung erfolgt dabei nicht durch Ruder oder Rotorblattverstellung, sondern durch Drehzahländerung der einzelnen Motoren.
Genauso wird der Vorwärtsflug eingeleitet. Der Volocopter wird durch momentane Drehzahländerung leicht nach vorne gekippt und dann über Auftrieb bzw. den vektoriellen Vortrieb lagestabil bis zur maximalen Reisegeschwindigkeit von 100 km/h beschleunigt.
Die proprietäre Steuerungssoftware und Steuerungssensorik ermöglicht die weitgehende Automatisierung des Flugverhaltens. Lage- und Positionskorrekturen werden unmittelbar und automatisiert zur Unterstützung des Piloten vorgenommen.
Die meisten Helikopterunfälle stehen im Zusammenhang mit dem Verhalten des Piloten. Die neuartige Steuerung und Sensorik verbunden mit 18 Rotorblättern und der wartungsarmen Architektur machen den Volocopter um ein Vielfaches sicherer als herkömmliche Hubschrauber:
(1) Die Konstruktion basiert auf dem Leitgedanken „Der Volocopter muss das sicherste Luftsportgerät der Welt werden“. Dementsprechend haben wir ein Fluggerät mit „High Level Redundanz“ entwickelt. Das bedeutet, dass bei einem Ausfall von mehreren, auch verschiedenen Komponenten, das Fluggerät noch immer in der Lage ist, sicher zu landen.
(2) Unfall immanente Fehler können beim Volocopter vom Piloten nicht mehr gemacht werden. Der Pilot bestimmt nur die Flugrichtung und muss sich nicht um einen sicheren Flugzustand kümmern. Diese Aufgabe wird automatisch und fehlerfrei von mehrfach redundanten Bordcomputern und den verschiedenen Sensoren übernommen.
(3) Die Flugsteuerung basiert nicht auf der klassischen Fly-by-Wire-Trias Master-, Slave- und Voter-Computer, sondern aus 20 unabhängigen Computern, von denen im Prinzip jeder einzelne alleine das komplette Fluggerät steuern kann.
(4) Die Energieversorgung ist mehrfach redundant, das heißt beim aktuellen Prototyp VC200 werden die 18 Antriebe aus sechs zentralen Batterieblöcken versorgt.
(5) Beim heutigen System können mechanisch zwei komplette, nicht nebeneinander liegende Rotorarme ausfallen und der Volocopter kann dennoch sicher gelandet werden.
Zukunft
Im kommenden Jahrzehnt wird der Volocopter wohl hauptsächlich in der Sport- und Freizeitfliegerei seinen Platz finden. Schon in zwanzig bis dreißig Jahren aber wird er auch in Europa ein Bestandteil der Transportation sein können: Volocopter werden in beschränkten Luftstraßen in Commuterfunktion autonom unterwegs sein. Beispiel Sao Paulo, Brasilien: Dort finden wir heute die größte Dichte an Hubschraubern mit täglich mehreren tausend Bewegungen in der City und im unmittelbaren Umland. Die Straßen sind derart überlastet, dass jeder, der es sich leisten kann, mit dem Heli von Helipad zu Helipad auf den Dächern der Megapolis unterwegs ist. Dort gäbe es schon heute eine Marktchance für den elektrisch betriebenen Volocopter.
Und schließlich gehen wir auch davon aus, dass Volocopter schon bald als unbemannte Rettungssysteme im Einsatz sein werden. Hier gibt es unzählige Situationen, die es sinnvoll machen, nicht auch noch das Leben und die Gesundheit eines Helipiloten zu gefährden.
Der Preis eines 2-Sitzer Volocopters der Zukunft könnte bei industrieller Massenfertigung (BMW entwickelt gerade automatisierte Carbonfertigung) auf dem Niveau einer gehobenen Mittelklasse-Limousine liegen.
Alexander Zosel
CEO e-volo
ERSTFLUG
E-VOLO VC200●
Der futuristische Volocopter fliegt: Das ultraleichte Luftfahrzeug hob am 17. November in Karlsruhe erstmals ab.
Nichts weniger als eine Revolution in der Luftfahrt soll der Volocopter VC 200 nach Ansicht seiner Konstrukteure sein – und wer das spacige Luftfahrtgerät zum ersten Mal sieht, wird zumindest in punkto Design zustimmen.
So sitzen insgesamt 18 Elektromotoren samt ihren Rotoren an einem kreisrunden Ausleger, der übe der Kabine des Volocopters angebracht ist. Dort sollen sich Pilot und ein Passagier wohlfühlen, da das Fluggerät sehr leise ist und umweltfreundlich von Akkumulatoren angetrieben wird.
Deutlich einfacher als bei einem herkömmlichen Hubschrauber wird auch das Fliegen mit dem revolutionären Senkrechtstarter aus Carbon sein: Computer überwachen die Steuereingaben des Piloten und greifen ähnlich wie bei Airlinern ein, wenn das System eine Gefahr erkennt. Zudem soll selbst ein teilweiser Ausfall der 18 Rotorantriebe oder der Bordcomputer ohne Folgen bleiben: Redundante Systeme, wie sonst eher in Airlinern üblich, übernehmen diese Funktionen einfach mit. Falls aber im Flug dennoch etwas schiefgehen sollte, etwa durch eine Kollision, ist als letzte Sicherheitsmaßnahme ein Junkers-Gesamtrettungssystem oberhalb der Rotorebene auf der Kabine montiert. Der Volocopter soll später als UL zugelassen werden und darf deshalb nicht mehr als 450 Kilogramm wiegen. Diese Zulassung soll es ermöglichen, dass Flugschüler die wesentlich einfachere und billigere UL-Ausbildung für ihn machen können, als die sonst für Drehflügler übliche teure und aufwändige PHPL-Lizenz. Allerdings wird vom Deutschen Ultraleichtflugverband gerade erst
eine eigene Klasse innerhalb der Ultraleichtflugsparte für das revolutionäre Fluggerät eingerichtet, deren genaue Bestimmungen noch nicht bekannt sind. Da auch noch keine Genehmigung für bemannte Flüge erteilt ist, wird der Volocopter-Prototyp derzeit noch mit Hilfe einer Funkfernsteuerung ausprobiert. Beim Vorführflug in der Karlsruher dm-Arena konnten zahlreiche Beobachter drei Tage nach dem offiziellen Erstflug am 17. November einen Eindruck von der Flugtauglichkeit des Volocopter bekommen. Er stieg sehr eigenstabil senkrecht bis unter die Decke der 22 Meter hohen Halle auf, schwebte dort einige Zeit und setzte dann wieder sanft und mit geringem Geräuschpegel auf. Später soll der Volocopter einmal etwa 100 Kilometer in der Stunde schnell sein und maxímal knapp 2000 Meter Höhe erreichen.
Zwei Knackpunkte werden die Entwickler von “e-volo”, einem jungen Team bestehend aus drei Luftfahrt-Enthusiasten verschiedener Fachbereiche, vor einer erfolgreichen Vermarktung aber wohl noch lösen müssen. Derzeit beträgt die Flugzeit nur knapp eine halbe Stunde, deutlich zu wenig, um als Luftfahrzeug wirklich alltagstauglich zu sein. Leistungsfähigere Batterien sollen die Gesamtflugzeit in Zukunft auf eine Stunde erhöhen. Sollte die Flugerprobung problemlos absolviert und eine Luftfahrtzulassung innerhalb der Ultraleichtkategorie erreicht werden, ist auch noch der Preis eine zu überwindende Hürde vor dieser revolutionären Art der Fortbewegung am Himmel: Etwa 250.000 Euro werde ein Serien-Volocopter wohl eines Tages kosten, räumt Stephan Wolf, einer der drei Konstrukteure ein. Im süddeutschen Flugplatz Bruchsal beginnt im Frühjahr die Flugerprobung für die Verkehrszulassung durch einen Testpiloten, unterstützt vom Segelflugzeughersteller DG-Flugzeugbau, der auch den Rumpf und Komponenten des Volocopter herstellt. Parallel dazu will das Team von e-Volo, unterstützt von 17 Partnern aus Wirtschaft und Forschung, einen zweiten Prototypen bauen und eine mögliche spätere Serienfertigung des Volocopter VC200 vorbereiten.
CARBON-ELEKTRO-MULTICOPTER
Status Prototyp
Startgewicht 450 kg
Rotoren 18
Steuerung Joy-Stick, fly-by-wire mit 20 redundanten onbord-Computern
Batterien 6 zentrale Akku-Blocks
Reichweite 30 Min. (1h Seriengerät)
Plätze 2
Rettungsschirm Junkers Profly
V-reise 100 km/h
max. Flughöhe 2000 mNN
Preis ca. 250.000 Euro (Serie)
Erstflug 17.11.2013 - ferngesteuert
Hersteller e-volo, Karlsruhe
Mehr www.e-volo.com
E-VOLO STARTET CROWDFUNDING
Am 27. November startete e-volo ein Crowdfunding von 250 bis 10.000 Euro. Es dient zur Unterstützung der Finanzierung der VC-Serienentwicklung. Kontakt: www.seedmatch.de
- Das erfolgreiche e-volo Team, von rechts: Alexander Zosel, Stephan Wolf und Thomas Senkel.
Hadrogenzellen Range-Extender für e-Bike
Das Alter Bike von Ventec aus Mérignac, Frankreich ist ein neues Pedelec, dessen e-Motor nicht nur von Lithium-Ionen-Batterien gespeist wird, sondern durch einen Hydrogen-Range-Extender, eine in Serie hergestellte Wasserstoff-Brennstoffzelle. Et voilà! Darauf haben wir gewartet. Nun wird man dieses Hydrogen-Paket sicherlich auch bald in ultraleichten e-flight-Maschinen zu sehen bekommen. Wetten? Mehr: www.ventec-bms.com
Hirobo Ein-Mann-Koaxial-EHeli
Am Hirobo Stand auf der International Robotics Exhibition in Tokio war einiges los. Die Firma zeigte ein völlig neues E-Heli-Konzept: der HX-1, ein unbemannter Rettungs-Hubschrauber, der ferngelenkt auch an Orte hinfliegen kann, die man einem Piloten nicht zumuten wollte. Für uns interessant war jedoch das Hirobo Projekt BIT, ein Ein-Mann-Koaxial-E-Heli. Der Prototyp soll 2014 fliegen. Ab 2016 in Serie gebaut soll der BIT rund 240.000 US$ kosten. Mehr: www.hirobo.co.jp – allerdings erfährt man auf dieser Website noch nichts über den BIT und den unbemannten HX-1.
Solara fliegt nonstop 5 Jahre am Rande der Atmosphäre
Der unbemannte Motorsegler Solara der Firma Titan Aerospace könnte das Business bei den Satelliten etwas aufmischen. Fünf Jahre nonstop in der oberen Atmosphäre fliegen können, heißt fünf Jahre einen Job erledigen, den sonst Satelliten machen. Allerdings mit dem großen Unterschied, dass Solara 50 mit 50 m Spannweite, 160 kg Leergewicht und 32 kg Nutzlast ferngesteuert von einem Flugplatz aus startet und schließlich selbst gesteuert zum Arbeitsplatz in 20 km Höhe fliegt. Die Solara 60 tut Gleiches, hat aber dank 60 m Spannweite eine Nutzlast von 100 kg. Nach getaner Arbeit und rund 2000 Tagen über dem Wetter, fliegt die Maschine zurück, landet, wird überholt und kann erneut ihrem Höhenjob nachgehen gepowert von 3.000 Solarzellen, die genug Strom für 105 km/h Vreise bringen. Rein rechnerisch hat die Solara somit eine Reichweite von 4,5 Millionen km mit Zero Emission – wenn das nicht evolutionär ist! Mehr: titanaerospace.com
Eurosport Crossover
Das Team um Tom Leite, Besitzer der Firma Eurosport Aircraft aus Portugal, fand auf der Aero großes Interesse mit ihrem Flieger „Crossover“, einer Mischung zwischen Segel- und Motorflugzeug. Der Schulterdecker bietet Platz für zwei Personen und wird mit Flügelspannweiten von 9,60 bis 15 m angeboten. Das elektrisch ausgelegte, zweimotorige Flugzeug hat seinen Erstflug Ende April mit einem Motor absolviert. Auf der kommenden AERO will der Hersteller mit einem vorserienreifen Crossover auftreten. Mehr dazu in unserem nächsten Heft.
PC Aero Update – Elektro E6 Electra One
In Zusammenarbeit mit EADCO GmbH wird Calin Gologan (PC Aero), wie bereits berichtet, einen elektrischen Sechsplätzer entwickeln Konzeptionell ist das kein unlösbares Problem, jedoch wird das Projekt erst dann endgültig realisiert werden können, wenn die Entwicklung der Solar- und Akku-Technologie einen Schritt weiter ist. Der Sechsplätzer soll eine Reisegeschwindigkeit von 220 km/h haben (Vmax 300 km/h) und eine Reichweite von 700 km dank 400 kg Bord-Akkus. Die Spannweite der zweimotorigen Maschine misst 16 m, die Länge 10 m. Die Kalkulation zeigt, dass die Zielwerte (6 Personen, 700 km @ 220 km/h) nur dann erreicht werden können, wenn rund 10% der benötigten Energie durch on board Solarzellen beigesteuert wird. Im Moment ist dies nicht möglich. Noch nicht, denn auch die Energiedichte der Akkus wird quasi von Monat zu Monat neu definiert. Will heißen: Cologans Ziel mit dem E6 ist genauso möglich, wie er das mit der Elektra One geschafft hat. Mehr: www.eadco.com
- Hydrogen-Range-Extender
- Solara
- PC Aero
- Eurosport Crossover
- Inovex Windfang für Turbine
- non pneumatic wheel
E – Flight News 6 2013
Inovex Windturbine
Sheer Wind aus Minnesota, USA hat eine neue, bodennahe Windturbine entwickelt, die viele überrascht hat.
Bei den ersten Tests schon zeigte sich laut Sheer Wind, dass die Invelox-Turbinen rund dreimal mehr Energie produzieren, als traditionelle Windgeneratoren. Da die Invelox-Turbinen zudem wesentlich preiswerter herzustellen und aufzubauen sind, rechnet die Firma, dass der Strom letztlich so günstig hergestellt werden kann, dass er mit Erdgas oder Wasserkraft konkurrieren kann.
Der Invelox-Trick: Der Wind wird durch einen Trichter, eine Art umgekehrte Trompete geleitet. Er verdichtet, wird schneller und treibt einen auf der Erdoberfläche montierten Windgenerator an. Die Tests ergaben eine durchschnittlich um 314 % höhere Effizienez; an einem Tag lag sie sogar über 600 %. Mehr: sheerwind.com
Tesla Automobil schafft Batteriewechsel in 90 Sekunden
90 Sekunden sind weniger, als es dauert, den Tank mit Benzin oder Diesel zu füllen. Diese Nachricht empfinden wir deshalb wichtig, weil zukünftige E-Flugzeuge, die beispielsweise in der Schulung oder Verkehrsüberwachung eingesetzt werden, sich nur rechnen, wenn sie fliegen – und nicht dann, wenn sie an der Steckdose hängen. Mit dem Tesla-Batterie-Wechsel-System dürften nun die Zweifler beruhigt sein, da das System auch auf Flugzeuge übertragbar ist.
Solarzellen mit neuem Effizienzrekord 38.8%
Spectrolab hat seinen eigenen Weltrekord von 37,8 % kürzlich überboten. Zwar gibt es Solarzellen, die mit lichtbündelnden Kristallen versehen bis zu 44 % Effizienz erreichen, dennoch hat die Solarzelle von Spectrolab, gehört zum Boeing Konzern, vom US Department of Energy’s National Renewable Energy Laboratory attestiert bekommen, als Solarzelle ohne Nutzung von konzentriertem Sonnenlicht, eine neue Weltrekordmarke gesetzt zu haben. Interessant für die ultraleichte Sparte der e-flight-Entwicklung ist, feststellen zu dürfen, wie auch Global Players weltweit forschen, um Luftfahrzeuge von fossilem Treibstoff unabhängig zu machen
Und noch eine andere interessante Idee:
Polaris non pneumatic Wheels
Die spannenden Video-Aufnahmen der STOL-Hochdecker, die im Bachbett und unwegsamen Gelände starten und landen, faszinieren jeden. Mich hat jeweils nur die Sorge geplagt, was, wenn der Bush-Reifen einen Platten hat? Die US-Firma Polaris hat nun einen Reifen entwickelt, der nicht pneumatisch prall gehalten wird, sondern mit einer flexiblen Polymer-Wabe. Klasse! Solche Räder gehörten auf meinen Buschflieger, so ich einen besitzen würde. Vielleicht sollte man sie aus aerodynamischen Gründen seitlich noch verkleiden, aber der Plattfuß wäre endgültig eine Sorge der Vergangenheit. Wir von FLÜGEL sind gespannt, welcher UL-Flugzeug-Hersteller der erste sein wird, der diese Bereifung anbietet. Das Polaris Quad mit der Non-Pneumatic-Bereifung ist in limitierter Zahl seit Dezember zu haben. Mehr: Http://www.polaris.com/en-us/company/news-item.aspx?articleID=174.