Entwicklung von hochgradig konfigurierbarer Rettungssysteme für UAVs/Drohnen, die nach hohen EU-Standards in unserer eigenen Produktion hergestellt werden. Wir bieten umfassende Unterstützung und ermöglichen es unseren Kunden, sich am Entwicklungsprozess in enger Zusammenarbeit mit unserem Entwicklungsteam zu beteiligen.
DIE ETAPPEN DES ENTWICKLUNGSVERLAUFES (eventuell mit Piktogrammen)
a) Bedarfsanalyse.
b) Definition des Anforderungsprofils und System-Konfiguration.
c) Analyse der der technischen Eckdaten und Bauvolumen der UAV / Drohne.
d) Konzeptentwürfe / Baupläne.
e) Produktion von Prototypen.
f) Tests / Abwurftest.
g) Unterstützung bei der Zertifizierung (falls gewünscht).
h) Serienproduktion
Welche Informationen benötigen wir, um ein maßgeschneidertes Rettungssystem für Sie zu entwickeln? Hier haben wir die wichtigsten Faktoren und Erklärungen dazu aufgelistet, die für uns für die Auslegung des Systems entscheidend sind. Die Begriffe UAV und DROHNEN sind hier gleichgestellt und bedeuten somit immer das gleiche. Wenn Sie eine konkrete Anfrage starten wollen, verwenden Sie bitte unseren Fragebogen dazu.
PASA unterscheidet zwischen zwei Varianten:
A) Das System ist so ausgelegt, dass der Aufprall am Boden keine zu großen Schäden anrichtet und Menschen nicht in Gefahr bringt. Die Drohne darf dabei aber kaputt gehen, oder
B) Der Aufprall muss durch das Rettungssystem so sanft gestaltet werden, dass auch die Drohne keine erheblichen Schäden erleidet. Am Ende ist es fast immer eine Kostenfrage, ob, und wenn ja, was an der Drohne kaputt gehen darf und was nicht.
Landesysteme sind Rettungssysteme, die dann zum Einsatz kommen, wenn die Landung der Drohne immer durch das Auslösen des Fallschirms geschieht und eine andere Art zu landen gar nicht möglich ist, weil z. B. kein Fahrwerk existiert. Landesysteme werden somit viel öfters verwendet und gepackt als Rettungsschirme und auch das muss bei der Entwicklung berücksichtigt werden. Die Ansprüche an Landesysteme sind demnach deutlich höher als Notfall-Rettungssysteme. In vielen Fällen wird dann auch der konstante Einsatz von einem oder mehr Landedämpfer/n, (also ein oder zwei Airbag/s), erforderlich.
Allgemein gesehen hat die horizontale sowie vertikale Fluggeschwindigkeit einen sehr entscheidenden Einfluss auf die Öffnungszeit und die Öffnungsschlag des Rettungs- bzw. Landesystems. Die genannten UAV-Arten unterscheiden sich sehr, was die Fluggeschwindigkeitsbereiche angeht. Bei hohen horizontalen Geschwindigkeiten wie z. B. bei eVTOLs mit schwenkbaren Flügeln/Propellern (Tilt-Wing eVTOL) oder Starrflügler kann es deswegen notwendig sein, dass die Hauptfallschirm-Kappe mit einem „Slider“ bestückt werden muss, um die Öffnungszeit zu verlängern und die G-Kräfte während des Öffnungsschlags zu reduzieren. „Slider“ sind kleine polygonförmige Segel, die die Fangleinen am Anfang der Auslösung des Hauptkappe enger und länger zusammenhalten. Der anfangs noch hohe Luftwinderstand lässt den „Slider“ nur langsam in Richtung UAV gleiten und verlangsamt das Füllverhalten der Hauptkappe. Die Öffnungsgeschwindigkeit kann somit z. B. von 300km/h auf ca. 80 Km/h reduziert werden. Wichtig ist dabei zu beachten, dass die Verankerung der Hauptleine in der Drohne die dadurch erzielten G-Kräfte auch standhält und die Last über die Drohne verteilt. Vor allem bei Starrflügler-UAVs ist diese starke Geschwindigkeits-Reduzierung wichtig, damit die Flügel beim Öffnungsschlag nicht abbrechen. Auch Kamerahersteller garantieren die Funktionsfähigkeit ihre Produkte nur bis zu bestimmten G-Kräften. Die Betriebsgrenzen dieser Kameras sollte vorher beim Hersteller angefragt werden.
Bei Mini-Hubschraubern werden die Rettungsschirme im Unterteil der Drohne installiert und durch Luftdruck oder einer Feder oder Pyrotechnik seitlich rausgeschossen. Sobald der Retter sich öffnet, schwenkt die Hauptleine nach oben und reiht sich zwischen die Rotorblätter des Hubschraubers ein, die automatisch in den Leerlaufmodus übergegangen sind. Die Erfahrung hat gezeigt, dass dieser Vorgang, trotz des kräftigen Rotors, keine Probleme macht, solange der Motor entkoppelt wird.
Bei horizontal ausgerichteten Propellern (Flächenflügel oder schwenkbaren Propellern bzw. Tilt-eVTOLs) werden die Retter vorrangig im Hinterteil der Drohne untergebracht und nach hinten raus durch Pyrotechnik, Luftdruck oder Federn rausgeworfen. In den meisten Fällen wird aber der Fahrtwind für die Auslösung des Pilot-Chutes genutzt. Ein Pilot-Chute ist eine kleine Kappe, die sich sehr schnell füllt, die Hauptkappe herauszuzieht und die Fangleinen vorspannt.
Das gesamte Abfluggewicht hat selbstverständlich einen sehr großen Einfluss auf die Größe der Kappe. Bei hohem Abfluggewicht und höherer Massenträgheit durch Fluggeschwindigkeit wachsen nicht nur die Anforderungen an die Verankerung der Hauptleine in der Drohne, sondern auch an die Verstärkungen an der Kappe, um den Öffnungsschlag standzuhalten.
Eingebaute Kameras bzw. Kamerahalterungen oder dergleichen sollten ebenfalls einen Öffnungsschlag sicher überstehen können.
In Hinsicht auf das Rettungs- bzw. Landesystems muss beim Entwickeln unbedingt auf das gesamte Geschwindigkeitsfenster der Drohne geachtet werden. Umso größer, desto mehr Bauteile wird das Rettungs-System brauchen und umso mehr Bauvolumen muss dafür bei der Entwicklung, berücksichtigt werden.
Bei einem großen Flug-Geschwindigkeitsfenster (z. B. 0-300km/h) ist die Auslegung des Systems sehr genau abzuwägen. Umso größer die durchschnittliche Flughöhe über Grund, desto mehr Zeit kann dem entsprechenden System eingeräumt werden, sich zu öffnen.
Bei niedrigen Fluggeschwindigkeiten, wie bei Multicoptern und Mini-Helikoptern, sind Slider nicht erforderlich, was die Öffnungszeiten reduziert. Bei diesen UAV-Arten ist vor allem zu beachten, dass das Rettungssystem sich nicht in den Propellern/Rotoren verfängt und die Öffnung so weit wie möglich von der UAV passiert. Bei diesen beiden UAV-Arten trifft fast immer das ungünstigste Szenario ein: die Kombination von niedriger Flughöhe (unter 70m) und niedrige Fluggeschwindigkeit. Solange diese Konstellation zutrifft, sollte sich die Drohne noch in einem abgesicherten Flugraum befinden (z. B. Flugplatz). Beim Verlassen der Sicherheitszone sollte die Drohne die notwendige Mindesthöhe und Vorwärtsgeschwindigkeit aufweisen, um eine eventuelle Not-Auslösung des/der System/e erfolgreich zu gestalten.
Der standartmäßige Betriebs-Temperaturbereich unserer Systeme liegt zwischen -30C° und +50C° (Celsius). Sollten sehr niedrige Betriebs-Temperaturen alltäglich sein, sollte das bei der Auslegung und Materialwahl eventuell berücksichtigt werden. Bei sehr niedrigen Temperaturen können Fallschirme etwas langsamer öffnen, da Tücher dadurch etwas steifer werden.
Die Systeme sollten immer so trocken wie möglich gelagert (unter 75% Luftfeuchtigkeit), keinen direkten UV-Strahlen ausgesetzt und auf keinen Fall feucht gepackt werden. Nach Wasserlandungen ist ein gutes austrockenen im Schatten aller Materialien sehr, sehr wichtig, um später Schimmel oder Verklebung der Tücher zu vermeiden.
Sie ist wichtig, da der Luftdruck sich auf z. B. 4.500m über dem Meeresspiegel (ASL) fast halbiert. Umso niedriger der Luftdruck, desto höher sind auch die Flug- und Sinkgeschwindigkeiten der Drohnen und das gilt natürlich auch für die Retter- bzw. Landesysteme. Sollte der Einsatz vorwiegend in größeren höhen stattfinden, muss die Größe und Auslegung des Systems daran angepasst werden.
All die vorangegangenen Antworten oben entscheiden über die Größe und Umfang des Rettungs- bzw. Landesystems. Wenn sie als UAV-Hersteller einen Extraaufbau vermeiden möchten, sollte es genügend Platz für das System an der richtigen Stelle sowie eine solide Verankerung von Anfang an einplanen. Das Packvolumen von den gängigsten Retter-Größen finden Sie in Produkttabellen auf der PASA Webseite.
Ist die Verankerung des Hauptleine nicht in der Nähe des Schwerpunktes der Drohne sie sich während des Falls möglicherweise drehen. Es kann allerdings vom Hersteller oder Nutzer auch gewollt sein, dass seine Drohne beim Auslösen des Rettungsschirms auf dem Kopf landet. Das ist von Vorteil, wenn sich z. B. auf ihrer Unterseite teure Kameras oder andere Gerätschaften befinden.
Bei einer Drohne sollte der Verankerungspunkt des Rettungs- bzw. Landessystems in der Drohne mindestens 10g über einen Zeitraum vom 50 Millisekunden aushalten können.
Bei Landesystemen mit Mehrfachverwendung empfehlen wir, dass beim Aufprall auf den Boden, einen Spitzenwert von 6g nicht überschritten wird, um der Drohne nicht zu schaden. Mit der Anbringung von Airbags kann der Wert bis auf 4g reduziert werden. Bei Drohnen die teilweise kaputt gehen dürfen entscheidet der Hersteller bzw. Nutzer selbst, welchen Sachschaden er eventuell in Kauf nehmen kann/möchte und welchen nicht.
Bei Vorschriften bzw. Richtlinien, geht es eher oft darum, dass die gesamte kinetische Energie der Drohne zuzüglich System während des Aufpralls einen bestimmen Wert nicht überschreitet, um Personen nicht zu gefährden bzw. größere Sachschäden am Boden abzuwenden.
Unsere Tests und Erfahrungswerte haben gezeigt, dass bei null Vorwärtsgeschwindigkeit Rettungssysteme unter 70m über Grund tendenziell nicht vollständig öffnen können. Bei höheren Fluggeschwindigkeiten kann diese Höhe bis 50m fallen. Unter 50m ist für eine vollständige Öffnung aber auch in dem Fall oft zu niedrig.
Vorschriften gibt es diesbezüglich keine aber PASA empfiehlt, dass die Sinkgeschwindigkeit beim Aufprall nicht 7m/s / 23 ft/s überschreitet. Vorschriften kann es aber für die gesamte kinetische Energie geben, mit der die Drohne maximal aufschlagen darf.
E-kin = ½ * m (Masse) * v² (Geschwindigkeit).
Ausschlaggebend ist die Anhängelast und die gewünschte Sinkrate. Haben Sie im Rumpf ausreichend Platz, raten wir Ihnen zu einer Sinkrate von 4,5m/s.
Diese dienen zur Lasteinleitung bei der Schirmöffnung. Die Verbindungspunkte am UAV sollten auf 10 * MTOW ausgelegt werden. Theoretisch könnte auch ein Aufhängepunkt reichen, aber durch drei oder vier kann die Lage der Drohne während des Aufpralls deutlich besser definiert werden. Das ist besonders interessant, wenn teure Gerätschaften an Board sind, die während des Aufpralls am Boden nicht kaputt gehen dürfen. Hinzu wird bei mehreren Punkten die Zuglast während der Öffnung besser über die ganze Drohne verteilt.
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