Fallstudien / Unbemanntes Wasserflugzeug: Japan

Integration eines Windsensors FT205 in Starrflügler-UAV als Alternative zur Pitotröhre.

Hintergrund

Das 2014 gegründete Unternehmen Space Entertainment Laboratory (SELab) mit Sitz in Tokio ist Hersteller von Starrflügler-Drohnen. Ihr jüngstes Modell, Hamadori, ist ein unbemanntes Wasserflugzeug, dessen Markteinführung für Anfang 2021 erwartet wird. Mit Flugzeiten von bis zu zwei Stunden eignet es sich perfekt für Überwachungs- und Beobachtungseinsätze auf See und an Land.

In ersten Versuchen mit dem Hamadori wurden die Luftgeschwindigkeitsdaten zur effektiven Steuerung der Starrflügler-Drohne mittels Pitotröhre erfasst. Da das Hamadori sowohl auf dem Wasser startet und landet, kam es wasserbedingt zu einem Dichtsetzen der Pitotröhre, was größere Funktionsstörungen verursachte. Folglich wurde nach einer alternativen Art von Luftgeschwindigkeitssensor gesucht, welcher auch in Meerwasserumgebung funktionsfähig bleiben würde.

Projekt

FT205 ultrasonic airspeed sensor mounted on the nose of the Hamadori unmanned seaplaneSELab nahm Kontakt mit FT Technologies auf und wir stellten einen leichten Sensor FT205für die Erprobung ihres Prototypen bereit. Der Sensor FT205wurde vorne an der Drohne montiert, wobei die 0 Grad Bezugsmarke nach innen zeigte.

Mittels 3D-Drucker fertigte SELab eine Halterung für den FT205 an. Für die Kommunikation mit dem Flugcontroller und die Stromversorgung des Sensors über die UAV-Batterie wurde er mit einem herkömmlichen Kabel versehen. SELab programmierte auch einen Sensortreiber im Flugcontroller.

Im Dezember 2019 durchlief das Hamadori, ausgestattet mit Sensor FT205, eine Reihe von Testflügen im Docomo 5G Open Laboratory.

Schlussfolgerung

SELab war von den erfolgreichen Testergebnissen begeistert. Der Sensor funktionierte perfekt und lieferte die gesamte Testphase über exakte Luftstromgeschwindigkeitsdaten an die Flugsteuerung.

“Wie wir es uns erhofft hatten, lieferte der FT205 die Lösung für unser Problem. Nicht einmal die Drohnenlandung auf Meerwasser beeinträchtige die Daten negativ. Allem Anschein nach hatte das Meerwasser keinerlei Auswirkung auf den Sensor. Auch die Datengenauigkeit schien höher als bei der Pitotröhre, insbesondere bei geringen Luftgeschwindigkeiten – unter 5 m/s.

“Wir sind zuversichtlich, dass der FT205, unabhängig von den Einsatzbedingungen unserer UAVs in Normalbetrieb, dauerhaft exakte Luftgeschwindigkeitsdaten liefern wird und halten daher an ihm fest.”

Takenori Hashimoto
Space Entertainment Laboratory

Weitere Informationen:

Hamadori unmanned seaplane with FT205 ultrasonic airspeed sensor
FT205 ultrasonic airspeed sensor on Hamadori unmanned seaplane