Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM
Campus zur Entwicklung und Erprobung von Offshore-UAS und deren Einsatzkonzepten
Der ODCC – Offshore Drohnen Campus Cuxhaven – stellt einen Standort zur gemeinschaftlichen anwendungsorientierten Entwicklung und Erprobung von Offshore-UAS (Unmanned Aircraft System, dt. Drohnen) und deren Einsatzkonzepten dar. Hierbei liegt der Fokus des Fraunhofer IFAM auf Fragestellung der Wartung und Inspektion sowie Instandhaltung und Überwachung wichtiger maritimer Strukturen einschließlich regulatorischer Rahmenbedingungen.
Ziel des Offshore Drohnen Campus Cuxhaven (ODCC) ist es, das große, bisher ungenutzte Potenzial für unbemannte Luftfahrtsysteme (UAS) bei der Substitution von manuellen Arbeiten im maritimen Dienstleistungssektor (z. B. Inspektionen, Vermessungen, Wartungen, Reparaturen, Transporten) auszuschöpfen. Autonome Langzeitinspektionen durch UAS an beispielsweise Offshore-Windenergieanlagen können erhebliche Kostensenkungen erzielen. Ein weiterer wichtiger Punkt ist die Steigerung der Nachhaltigkeit bei der Energieerzeugung durch Einsatz elektrisch angetriebener Fluggeräte im Gegensatz zu bemannten Helikoptern mit Verbrennungsmotor. Um dieses Ziel zu erreichen, werden am neuen Standort des Fraunhofer IFAM in Cuxhaven verschiedene Aspekte zur Umsetzung adressiert.
Lösungen für maßgeschneiderte Missionen
Um den individuellen Anforderungen gerecht zu werden, muss das UAS missionsabhängig konfiguriert und die Möglichkeiten der Energieversorgung untersucht werden. Dabei ist die Gegenüberstellung von Batteriesystemen, Verbrennungsmotoren (Treibstoffhybrid-Antrieb) und Brennstoffzellen (Wasserstoffhybrid-Antrieb) von großem Interesse.
Im Bereich der Komponenten ist es wichtig, dass hier aufgrund der anspruchsvollen Offshore-Bedingungen fehlertolerante Antriebssysteme ein sicheres Manövrieren ermöglichen. Funktionierende Materialschutzkonzepte sind essenziell, damit elektrische Komponenten sowie Konstruktionsbauteile der stetigen Salzfracht, der hohen Luftfeuchtigkeit sowie der UV-Belastung standhalten können. Auch die Kompatibilität der Endeffektoren und Sensorsysteme mit dem Offshore-UAS wird erforscht.
Für den sicherheitsbasierten Ansatz der kommerziellen Anwendung von Offshore-UAS ist eine kontinuierliche Flugüberwachung und eine jederzeit sichergestellte Flugsteuerung von höchster Bedeutung. Darin inbegriffen sind z. B. Ansätze für Kollisionsvermeidungssysteme, redundante Kommunikations- und Steuerungseinheiten, Navigation entlang einer Struktur unter variablen Umweltbedingungen und Landen auf (automatisierten) schwimmenden Plattformen.
Cuxhaven idealer Standort für Forschungsarbeiten
Der Campus in Cuxhaven, dem Zentrum der deutschen Offshore-Industrie, bündelt Kompetenzen von Industrie und Forschungseinrichtungen »unter einem Dach«. Neben Flugerprobungs-, Büro- und Werkstattflächen für z. B. elektrotechnische Arbeiten steht auch ein 3D-Drucker zur Verfügung, um eine schnelle Prototypenfertigung u. a. von Endeffektoren umzusetzen.