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Neues aus dem Festo-Zoo Bionicopter imitiert Libellenflug

| Redakteur: Stefan Liebing

Mit dem Bionicopter hat Festo die Eigenschaften einer Libelle in einem ultraleichten Flugobjekt technisch umgesetzt. Erstmals beherrscht ein Modell mehr Flugzustände als Hubschrauber, Motor- und Segelflugzeuge zusammen. Bei einer Spannweite von 63 cm und einer Körperlänge von 44 cm wiegt die künstliche Libelle lediglich 175 Gramm.

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(Festo)

Der Flug der Libelle ist einzigartig: Sie kann in alle Raumrichtungen manövrieren, in der Luft stehen bleiben und ganz ohne Flügelschlag segeln. Durch die Fähigkeit, ihre beiden Flügelpaare unabhängig voneinander zu bewegen, kann sie abrupt abbremsen und wenden, rasant beschleunigen und sogar rückwärts fliegen.

Der Bionicopter fliegt spielend mit Leichtbau

Zusätzlich zur Steuerung der Schlagfrequenz und der Verdrehung der einzelnen Flügel kommt in jedem der vier Flügel eine Amplitudensteuerung zum Einsatz. In Kombination lassen sich so alle vier Flügel individuell in Schubrichtung und Schubstärke einstellen, sodass die ferngesteuerte Libelle nahezu jede Lageorientierung im Raum einnehmen kann. Mit ihrer intelligenten Kinematik gleicht sie Flugvibrationen aus und garantiert – indoor wie outdoor – einen stabilen Flug.

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Ermöglicht wird das Flugverhalten durch den Leichtbau der künstlichen Libelle und ihre Funktionsintegration: Sowohl Bauteile wie Sensoren, Aktoren und Mechanik als auch Kommunikations-, Steuerungs- und Regelungstechnik sind auf engstem Raum verbaut und aufeinander abgestimmt.

Dennoch lässt sich das hochintegrierte System einfach und intuitiv per Smartphone bedienen. Software und Elektronik regeln die Flügelbewegung durch Schlagfrequenz, Amplitude und Schwenkwinkel – der Pilot muss nur die Libelle an sich lenken, nicht aber die komplexen Bewegungsabläufe koordinieren.

Entstanden ist der BionicOpter im Rahmen des Bionic Learning Network. Im Verbund mit Hochschulen, Instituten und Entwicklerfirmen entwickelt und fördert Festo seit Jahren Projekte und Versuchsträger, deren technische Grundprinzipien aus der Natur abgeleitet sind. Nach der Entschlüsselung des Vogelflugs mit dem SmartBird stellten sich die Entwickler der nächsten Entwicklung: der technischen Umsetzung der Libelle.

Leichtbau in allen Teilen

Die Flügelkonstruktion besteht aus einem Kohlefaserrahmen und einer dünnen Folienbespannung. Die Struktur ist aus elastischem Polyamid und Terpolymer. Sie macht das Gesamtsystem flexibel, ultraleicht und dennoch robust. Im kleinen Brustkorb sind die Batterie, neun Servomotoren und ein leistungsstarker ARM-Mikrocontroller ebenso auf engstem Raum verbaut wie die Sensoren und Funkmodule.

Dynamisches Flugverhalten in alle Raumrichtungen Auf und ab, vorwärts, rückwärts und zur Seite: Mit seiner Schlagflügelkonstruktion kann der Bionicopter in alle Raumrichtungen fliegen und wie ein Hubschrauber auf der Stelle schweben. Im Gegensatz zu einem Helikopter muss die eigenstartfähige Libelle jedoch nicht nach vorne kippen, um gleichzeitig Vorwärtsschub zu erzeugen. Dadurch kann sie auch horizontal fliegen und wie ein Segelflugzeug gleiten.

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