Problemstellung

Je nach Anwendung und Bauart kommen aktuell fast ausschließlich batterie-elektrische Antriebe oder Verbrennungsmotoren in UAS (Unmanned Aircraft Systems, unbemannten Luftfahrzeugen) zum Einsatz. Während verbrennungsmotorisch angetriebene UAS aus Umweltgründen immer weniger Akzeptanz finden, weisen batteriebetriebene UAS starke Limitierungen hinsichtlich ihrer Nutzlast und Missionsdauer auf. Wasserstoffbetriebene Brennstoffzellen bieten ein großes theoretisches Potenzial, diese Nachteile deutlich zu reduzieren. Gerade die Anwendung von Flüssigwasserstoff (LH2) als Energieträger für den Antrieb von UAS wurde bisher nur wenig untersucht.

Projektziel

Das Ziel von LiquiDrone ist ein fliegender Prototyp eines LH2-Brennstoffzellen-betriebenen UAS mit sicherer Überwachung der Restflugdauer als Alternative zu existierenden Lösungen mit Druckwasserstoff oder Batterien. Ein wesentlicher Schwerpunkt ist dabei der Umgang mit den Boil-Off-Verlusten bei Verwendung von LH2 durch Anwendung geeigneter Technologien auf das Design des Tanksystems, bestehend aus Tank, Sensorik und Energiemanagement. Die Übertragbarkeit der Erkenntnisse auf weitere Einsatzmöglichkeiten wie Flugtaxis und Kleinflugzeuge soll geprüft werden.

Durchführung

Zur Zielerreichung ist eine integrierte Arbeitsweise der Verbundpartner angestrebt, die auf ihre Projekterfahrungen aus Wissenschaft, Luft- und Raumfahrt sowie Industrie zurückgreifen. Nach der Identifizierung und Beschreibung der technischen Problemstellungen sollen Lösungsvarianten analysiert und bewertet werden, um daraus Konzepte und Designs für die Systemkomponenten sowie Methoden für die Verifikation zu entwickeln. Nach erfolgreichen Komponententests soll die Integration des Tanksystems in ein vorhandenes Prototypen-UAS (Referenzzustand) für Flugtests erfolgen.

Quelle: BMDV UAS-Projekte; Bildquelle: RST Rostock System-Technik GmbH