» TECHNIK Autonome
» TECHNIK Autonome Drohne mit Solarantrieb Autark über den Wolken Das Start-up X-Sun entwickelt und fertigt eine Drohne, die sowohl energetisch autark als auch fliegerisch autonom ist. Sie kann zwölf Stunden in der Luft bleiben und legt dabei 600 km geräuschlos zurück. Für die Entwicklung benötigte der Anbieter leistungsfähige Komponenten und wandte sich zur Entwicklung des Antriebssystems an Maxon Motor. » Madeline Vassaux, Marketing & Communication Manager bei Maxon France Das unbemannte Luftfahrzeug von X-Sun ist eine Mischung aus Flugzeug und Drohne, das rund 600 km Reichweite hat. Bild: Maxon Motor Benjamin David, der auf ein Jahrzehnt an Erfahrung bei Airbus Defence and Space zurückblicken kann, gründete das Unternehmen X-Sun auf Grundlage einer einfachen Idee: Anpassung der Raumfahrttechnik für den Einsatz in geringeren Höhen. Aus diesem Ansatz entstand die Solar- XOne: Das ist eine autonome Drohne mit Solarantrieb und Tandemflügeln. Die Flügel der SolarXOne erinnern an eine Libelle und verleihen ihr laut Anbieter ein ausgezeichnetes Flugverhalten. Die Oberfläche der Solarpanels wurde groß gewählt, um möglichst viel Sonnenenergie tanken zu können und die Drohne zu einem leistungsfähigen, voll elektrischen System zu machen. „Wir sind der festen Überzeugung, dass die aktuellen umweltbezogenen, wirtschaftlichen und gesellschaftlichen Herausforderungen am besten durch eine Kombination neuer Technologien mit der Nutzung von Energie aus erneuerbaren Quellen zu meistern sind“, erklärt Firmengründer David. Dank des Solarantriebs werden die Lebensdauer der Bordbatterie um den Faktor drei verlängert. Das unbemannte Luftfahrzeug ist eine Mischform aus Flugzeug und Drohne, es wiegt 25 kg bei einer Spannweite von 4,5 m. Mit ihrer Einsatzreichweite von 600 km kann die Drohne hunderte Hektar überfliegen und dabei Bilder in zentimetergenauer Auflösung produzieren. Die Drohne ist für verschiedene Bereiche in- 42 Industrieanzeiger » 10 | 2022
Bild: Maxon Motor teressant, etwa das Kartografieren und Vermessen grosser Gebiete, das Fotogra - fische Übersichten großer Infrastrukturelemente oder auch für Überwachungsund Prüfungseinsätze. Der Hersteller vermarktet zwar seine Drohne SolarXOne, bietet sie aber auch als Charterservice mit Bedienungsteam an. Das Team fliegt die Drohne dann im Auftrag von Kunden, die nur Daten sammeln möchten. „Durch die voll elektrische Auslegung mussten wir bei jeder Baugruppe auf geringe Kosten und hohe Energieeffizienz achten“, erklärt der Gründer weiter. Für den Antrieb musste eine überaus zuverlässige und leistungsfähige, dabei aber auch möglichst kleine Lösung gefunden Die autonome Drohne SolarXOne ist mit zwei angepassten ECX- 87-Flat-Motoren (re. im Bild) von Maxon Motor aus - gestattet, die an der Vorderseite des Flugzeugs angebracht sind. werden: „In diesen Bereichen bietet der Antriebsspezialist Maxon das Beste vom Besten. Wir haben uns sehr gefreut, als Maxon im Bereich Drohnen aktiv wurde, und bauten schnell eine Kooperation auf“, betont David. „Vom energetischen Standpunkt aus betrachtet, bestand das Ziel darin, bei möglichst geringem Gewicht den Verbrauch so niedrig zu halten wie nur irgendwie machbar: technologisch eine harte Nuss“, erinnert sich Michael Niemaz, Projektingenieur im Bereich Aerospace bei Maxon. 2019 hatte Maxon gerade seine ersten Motoren für Drohnen präsentiert. Einen dieser bürstenlosen Drohnenmotoren, den ECX 87 Flat, pass- ten die Maxon-Ingenieure speziell an die Anforderungen des Start-ups an. Optimierte Motorenwicklung Luise Löskow, Projektleiterin im Bereich Luft- und Raumfahrt bei Maxon, sagt: „Zu Beginn unserer Kooperation war dieser Motortyp nur als grundlegendes Konzept vorhanden. Daher mussten wir ein Produkt kundenspezifisch anpassen, das sich noch im Entwicklungsstadium befand, und in das wir neue Funktionen wie Sensoren integrieren mussten.“ Maxon erhöhte schließlich die Leistung des Flachmotors und optimierte die Wicklung, um den bestmöglichen Antrieb zu erhalten. Die Drohne ist jetzt mit zwei modifizierten Flachmotoren ausgerüstet, die in deren Nase montiert sind. Seit dem ersten Treffen auf dem Pariser Aérosalon 2019 arbeiten die Teams von Maxon und X-Sun eng zusammen. Im Juli 2020 meisterte die Drohne auf ihrem ersten Langstreckenflug mit Solarantrieb einen zwölfstündigen Flug, geräuschlos, ohne jegliche CO 2 -Emissionen und vollkommen autonom. Technische Daten zur Drohne • Flugfertig in 30 Minuten • Reichweite: zwölf Stunden Nonstop-Flug • Der voll elektrische Antrieb der Drohne ermöglicht einen geräuschlosen Flug • Der aerodynamische Aufbau in Verbindung mit der eingesetzten Technologie verschafft der Drohne laut Anbieter ausgezeichnete Flugeigenschaften • Durch redundante Systeme kann sich der Anwender auf eine hohe Ausfallsicherheit verlassen • Durch die elektrische Auslegung der Geräte ist nur ein geringer Wartungsaufwand erforderlich • Die Bordbatterien des Luftfahrzeugs werden durch Solarenergie aufgeladen • Gyroskope, Hochleistungskameras, Wärmebildkameras, Lidar: Die SolarXOne kann einschließlich der aktuellen Kommunikations- und Sicherheitstechnik bis zu 5 kg Nutzlast transportieren • System nach Aeronautik-Standard: Das bedeutet, dass die Drohne auch nach strengsten Vorgaben zertifiziert werden kann und bei Behörden weltweit die Flugzulassung erhält Weitere Informationen zu den UAV-Antriebssystemen von Maxon finden Sie online unter: uav.maxongroup.com Seit 2019 entwickelt Maxon Motoren für Drohnen. Die bürstenlosen Flachmotoren kommen auch in der autonomen Drohne von X-Sun zum Einsatz. Bild: Maxon Motor Industrieanzeiger » 10 | 2022 43
