ANDroMeDA – ANWIND Drone for Measurement and Data Acquisition

Vier ANDroMeDA-Drohnen wurden bis 2020 im Rahmen des Promotionsprojekts von Dr. Christian Molter am Lehrstuhl für Windenergie der Universität Stuttgart entwickelt, als Teil des vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie geförderten Projekts ANWIND.
Ausgangssituation
Eine Drohne musste für Windmessungen zu Forschungszwecken entwickelt werden. Mehrere dieser Drohnen sollten gleichzeitig eingesetzt werden, um ein dreidimensionales Bild des Windfeldes zu erhalten – beispielsweise in komplexem Gelände.
Besondere Herausforderungen
Das Fluggerät musste in der Lage sein, plötzliche Windrichtungswechsel und Windböen zu kompensieren. Da die Rotoren des Fluggeräts starke Nachläufe erzeugen, durfte die Messtechnik nicht in der Nähe der Rotoren platziert werden.
Individuelle Lösung
Schwenkbare Propeller wurden in das Design integriert, sodass die Flugsteuerung über die Verstellung der Propeller erfolgt, anstatt durch Bewegungen des gesamten Flugkörpers. Dadurch beeinflussen Flugmanöver zur Kompensation von Windböen nicht die Messergebnisse. Zusätzlich wurde der Messausleger frequenzoptimiert, und ein Notch-Filter wurde in den Flugcontroller integriert, um Schwingungen des Auslegers zu vermeiden und die Signalqualität weiter zu verbessern.
Erfolgskontrolle
Ein Vergleich zwischen konventionellen Messdaten eines Ultraschall-Anemometers an einem meteorologischen Mast und den durch die Drohne erfassten Daten zeigte eine hervorragende Übereinstimmung. Für das neuartige Design wurde erfolgreich ein Patent angemeldet.
Kunde
Dissertation
Jahr
2018-2020
Projektdauer
2 Jahre
Leistungen
– Vollständig integriertes Messsystem mit Live-Vorschau am Boden
– Speziell entwickeltes Fluggerät für Windmessungen
– Hochgradig individualisierter Ansatz mit schwenkbaren Propellern
– Start und Landung in aufrechter Nase-oben-Position
Genutzte Technologien
– CFD
– Windtunneltests
– Hitzdrahtmessungen
– Abstimmung der Eigenfrequenzen des Fluggeräts
Weiterführende Links
https://elib.uni-stuttgart.de/items/e7e1b7e2-4d89-49aa-9d52-d068c71e9953