Thema 2023: Flugzeug zur Wiederherstellung der Internetversorgung bei Katastrophen
DLR Design Challenge 2023 – Flugzeugkonzepte von Studierenden
Thema 2023: Flugzeug zur Wiederherstellung der Internetversorgung bei Katastrophen
1. Platz der DLR Design Challenge 2023 - DHBW Ravensburg – The Sentinel System
Das Konzept The Sentinel System der Dualen Hochschule Baden-Württemberg Ravensburg setzt auf bewährte Technologie und einen hochgestreckten Flügel, um eine Flugdauer von bis zu 50 Stunden zu ermöglichen.
Bild: 1/2, Credit:
DHBW Ravensburg/The Sentinel System
Gruppenfoto der Jury und Studierenden der DLR Design Challenge 2023
Die DLR Design Challenge 2023 forderte Studierende auf, ein Luftfahrzeug zur Wiederherstellung der Internetversorgung in Katastrophengebieten zu entwickeln.
25 Studierende aus fünf Teams nahmen am Wettbewerb teil.
Das Team der Dualen Hochschule Baden-Württemberg Ravensburg überzeugte die Jury mit seinem Konzept „The Sentinel System“ und gewann den ersten Platz.
Ziel der DLR Design Challenge 2023 war es, ein Luftfahrzeug zu entwickeln, das in Katastrophengebieten die Internetversorgung wiederherstellen kann. Die Konzepte sollten sowohl eine zuverlässige Kommunikation als auch Erdbeobachtung ermöglichen. Dabei standen insbesondere ein effizienter Dauerbetrieb sowie eine schnelle Einsatzbereitschaft im Fokus.
Fünf Teams präsentierten im Jahr 2023 ihre Entwürfe
Die jährliche DLR Design Challenge fand bereits zum siebten Mal in Folge statt. Nach der Auftaktveranstaltung Mitte März 2023 am DLR-Standort in Braunschweig hatten die Studierenden etwa vier Monate Zeit, an ihren Entwürfen zu arbeiten. Die Abschlussveranstaltung fand Anfang August am DLR-Standort Hamburg im ZAL Tech Center statt.
Im Nachgang der DLR Design Challenge 2023 haben die drei bestplatzierten Teams ihre Konzepte auf dem Deutschen Luft- und Raumfahrtkongress (DLRK 2023) in Stuttgart präsentiert. Darüber hinaus stellte das Siegerteam seinen Entwurf auf der European Aeronautics Science Network International Conference (EASN 2023) in Salerno vor.
„Die DLR Design Challenge zeigt, wie mit unterschiedlichen Herangehensweisen, Vielfalt und Diversität Innovationen entstehen können“, sagt die DLR-Vorstandsvorsitzende Prof. Dr.-Ing. Anke Kaysser-Pyzalla anlässlich des Finales der diesjährigen Ausgabe des Studierendenwettbewerbs. „Die Ergebnisse überraschen mit einem Mix verschiedener aerodynamischer Konzepte und Antriebe für Luftfahrzeuge, die zukünftig in kürzester Zeit als hochfliegende Plattform Aufgaben übernehmen können. Alle Teams haben sich neben dem eigentlichen Studium einer großen Herausforderung gestellt. Es gibt heute verschiedene Platzierungen, aber gewonnen haben alle Beteiligten. Denn sie alle haben sich mit Ihrer Expertise Gedanken für die Mobilität der Zukunft gemacht, um Lösungsansätze für aktuelle gesellschaftliche Herausforderungen unserer Zeit zu finden.“
Dr. Markus Fischer, Mitglied des DLR-Vorstands für den Bereich Luftfahrt, ergänzt: „Auch dieses Jahr haben die beteiligten Teams sehr hohe Innovationskraft und Ideenreichtum in die Aufgabe eingebracht. Das allein ist schon ein großer Erfolg. Das diesjährige Thema war zudem sehr gut gewählt: ein Luftfahrzeug zu entwerfen, das im Krisenfall eine ausgefallene Internetversorgung bereitstellt. Es ist zum einen ein sehr aktuelles Thema, zum anderen zeigen die eingereichten Entwürfe auch das entgegengebrachte große Interesse der Studierenden.“
Die eingereichten Flugzeugentwürfe im Überblick
1. Platz für die Duale Hochschule Baden-Württemberg Ravensburg mit „The Sentinel System“
Gewinnerteam der DLR Design Challenge 2023 – DHBW Ravensburg
Das Konzept „The Sentinel System“ der Dualen Hochschule Baden-Württemberg Ravensburg setzt auf bewährte Technologie und einen hochgestreckten Flügel, um eine Flugdauer von bis zu 50 Stunden zu ermöglichen. Angetrieben wird das Luftfahrzeug durch einen 78 Kilowatt starken Kolbenmotor, der die benötigte Leistung für einen Pusher-Propeller am Heck bereitstellt. Im Rahmen des Entwurfs wurde ein besonderes Augenmerk auf die Navigation des autonom betriebenen Luftfahrzeugs gelegt. Durch die konsequente Umsetzung der eigens abgeleiteten Entwurfsprinzipien ist die Einsatzfähigkeit selbst bei widrigen Witterungsbedingungen möglich.
Video: Konzept „The Sentinel System“ der Dualen Hochschule Baden-Württemberg Ravensburg
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Video: Konzept „The Sentinel System“ der Dualen Hochschule Baden-Württemberg Ravensburg
Credit:
DHBW Ravensburg/The Sentinel System
2. Platz für die Universität Stuttgart mit PERSEUS
Das Flugzeugkonzept PERSEUS (Post-Emergency Response and Surveillance UAV System)
Credit:
University of Stuttgart/PERSEUS
Das eingereichte Konzept der Universität Stuttgart, PERSEUS (Post-Emergency Response and Surveillances UAV System), ist ein unbemanntes Blended Wing Body Konzept mit Canard. Die Konfiguration verfügt über ein hybrides Antriebssystem bestehend aus Wasserstoff-Brennstoffzellen, Batterien und Superkondensatoren. Dadurch wird ein nachhaltiger Betrieb des Systems gewährleistet. Es wird über 22 elektrisch angetriebene Mantelstromventilatoren (Electric Ducted Fans, EDF) angetrieben, die auf den Steuerflächen montiert sind. Das ermöglicht es PERSEUS, im Zusammenspiel mit dem Betriebskonzept das aufklappbare Lkw-Container als Startplattform vorsieht, direkt von diesen aus vertikal zu starten und zu landen. Dadurch ist das System unabhängig von der Verfügbarkeit einer entsprechenden Start- und Landebahn.
Team der Universität Stuttgart
Von links: Tobias Reischl, Christian Mayer, Lukas Müller, Alexander Hennemann and Hellen Kimmel (nicht abgebildet: Abishek Anil)
Credit:
Universität Stuttgart/PERSEUS
3. Platz für die Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen mit HEIKE
Das Flugzeugkonzept HEIKE (High-Flying, Efficient and Intelligent Crisis Communication Unit)
Credit:
RWTH Aachen/HEIKE
Bei der „Hochfliegenden, effizienten und intelligenten Krisenkommunikations-Einheit“ der Rheinisch-Westfälischen Technischen Hochschule Aachen, kurz HEIKE, handelt es sich um ein Solarflugzeug der nächsten Generation. Es wurde eine Canard-Konfiguration mit Fahrwerksintegration im invertierten V-Leitwerk gewählt. Durch die Ausführung als Hochdecker wird eine Verschattung der Solarzellen auf dem Hauptflügel verhindert. Diese laden tagsüber die Batterie mit einer Kapazität von 56 Kilowattstunden auf. Weiterhin kann HEIKE bei Energieüberschuss tagsüber die operationelle Flughöhe von 20 Kilometern verlassen und auf 25 Kilometern steigen, um so Sonnenenergie in potenzieller Energie zu speichern. Diese wird nachts im Segelflug bei eingeklapptem Propeller wieder abgebaut, wodurch ein dauerhafter Einsatz des Luftfahrzeuges möglich sein soll. Die dafür nötige hohe aerodynamische Effizienz erreicht die HEIKE durch Morphingklappen und eine hohe Spannweite von 40 Metern. Böenlasten sollen hier aktiv mit Hilfe eines LIDARS reduziert werden. Für operationelle Flexibilität kann HEIKE abgerüstet und einem 40-Fuß-Container transportiert werden.
Team der Rheinisch-Westfälischen Technischen Hochschule Aachen
Von links: Johannes Götz, Sami Zoghlami, Sebastian Dominik und Lars Neveling
Credit:
RWTH Aachen/HEIKE
4. Platz für die Technische Universität Dresden mit „AirLive“
Das Flugzeugkonzept „AirLive“ (Air Located Internet Vehicle for Emergencies) der TU Dresden
Credit:
TU Dresden/AirLive
Das von der TU Dresden entwickelte Air Located Internet Vehicle for Emergencies – kurz „AirLive“ - erreicht durch die Box-Wing-Konfiguration eine hohe aerodynamische Effizienz beim Fliegen in großen Höhen. Die als Flügelholm verbauten Tanks liefern gasförmigen Wasserstoff an die Brennstoffzelle, die wiederum Elektromotoren mit Strom versorgt. Diese treiben drei Propeller an, welche das Luftfahrzeug nach einem Windenstart zur Startstreckenreduktion auf die Betriebshöhe von 20 Kilometern bringen. Zur Einhaltung der Bodenfreiheit werden die Flügelpropeller zu Start- und Landung abgestellt.
Je nach Mission kann „AirLive“ durch einen modularen Aufbau an die jeweiligen Anforderungen angepasst werden. Während der Hauptteil der Mission vollständig autonom abläuft, indem die Luftfahrzeuge untereinander kommunizieren, werden Start und Landung ferngesteuert durch einen Piloten durchgeführt.
5. Platz für die Hochschule Trier mit „Prometheus“
Das Flugzeugkonzept „Prometheus“ der Hochschule Trier
Credit:
Trier University of Applied Sciences/Prometheus
Das eingereichte Konzept der Hochschule Trier, „Prometheus“, ist ein unbemanntes System mit einer konventionellen Drachenkonfiguration. Das System verfügt über einen elektrischen Antriebsstrang, der aus Batterien und einer auf den Flügeln angebrachten Solarfolie besteht. Der Vortrieb wird über zwei Propeller, die am Flügel montiert sind, generiert. Neben dem Flügel erzeugt dieses Konzept den benötigten Auftrieb auch durch den Rumpf, der extra als Lifting-Body ausgelegt wurde.
