FlyHy

Entwicklung einer mit Wasserstoff-Brennstoffzellen betriebenen Hubschrauber-Drohne

Projekttitel:
FlyHy - Wasserstoffbetriebene Drohne mit Wechselträgerkonzept für unterschiedliche Mess- und Arbeitsanwendungen

Teilprojekt:
Wasserstoffversorgung von Drohnen über ein Wasserstoffbefüllsystem in Form von wiederbefüllbaren Kartuschen

Fördernde Einrichtung:
Freistaat Thüringen

Projektdauer:
06.09.2021 - 30.06.2023

Leiter des Projekts:
Prof. Dr. Mark Jentsch

Projektpartner:
edm aerotec GmbH, IMG Electronic & Power Systems GmbH, Schmuhl Faserverbundtechnik GmbH & Co. KG, HySON - Institut für Angewandte Wasserstoffforschung Sonneberg gGmbH, IVK Ingenieur- und Vermessungsbüro Kramer GmbH

Am Projekt beteiligte Personen der Professur:
M.Sc. Benjamin Breuer, Dipl. UWT Sebastian Büttner

Projektbeschreibung

Das Verbundvorhaben hatte die Entwicklung und Erprobung einer mit Wasserstoff-Brennstoffzellen betriebenen Hubschrauber-Drohne mit einem angepassten Wasserstoffversorgungssystem zum Ziel. Als Basis diente eine Entwicklung des DLR für Höhenflugversuche. Im Projekt wurde untersucht, wie eine Brennstoffzelle mit einem Traktionsakkumulator zu einem Hybrid-System verbunden werden kann um Flugzeitverlängerungen gegenüber eines reinen Batteriebetriebs zu erreichen.  Da Brennstoffzellen ein angepasstes Betriebsregime verlangen, wurde eine programmierbare Leistungselektronik entwickelt, welche das Zusammenspiel aus Brennstoffzelle und Hochleistungsakkumulator ermöglicht. 

Abbildung 1: Darstellung der modifizierten Hubschrauber-Drohne

Neben der eigentlichen Drohne waren auch die Entwicklung der Wasserstoffversorgung in Form von angepassten, auswechselbaren Wasserstoffkartuschen des Typs IV sowie eines mobilen Kartuschenbefüllsystems Gegenstand des Vorhabens. Um die Drohne universell auch außerhalb von Einsatzgebieten im Vermessungswesen einsetzbar zu machen, wurde außerdem ein Wechselträgersystem für Arbeitsgeräte konzipiert und umgesetzt. Somit können sich benötigte Arbeitsgeräte schnell und werkzeuglos montieren und austauschen lassen.

Leistungstests konnten zeigen, dass die Drohne mit Hybridantrieb eine Abflugmasse von ca. 60 kg erreichen kann, wobei 10 kg auf die Nutzlast entfallen.

Abbildung 2: Die am Boden „gefesselte“ Drohne bei Leistungsversuchen des Brennstoffzellensystems und Traktionsakkumulators

Veröffentlichte Arbeiten

Breuer B, Jentsch MF (2022) Entwicklung einer mit Wasserstoff-Brennstoffzellen betriebenen Hubschrauber-Drohne, 29. REGWA Energiesymposium, Stralsund, 09-11 November 2022, 33-39. → Beitrag anzeigen