Unbemannte Luftfahrzeuge
Unbemannte Luftfahrzeuge, auch als Drohnen bezeichnet, umfassen Starrflügeler, Multikoper und Hybridkonfigurationen. Sie haben das Potential für eine Vielzahl von Einsatzmöglichkeiten, welche weit über die traditionellen Anwendungen der Luftfahrt hinaus gehen. Dazu gehören zum Bespiel die Lieferung von Paketen, Analyse von Katastrophengebieten, landwirtschaftliche Optimierung und Überwachung von Naturschutzgebieten. Schwerpunkte der aktuellen Forschung sind dabei:
- die Design und Konstruktion von anwendungsspezifischen Drohnen
- die Auslegung von Flugregelsystemen und Autopiloten für den sicheren und autonomen Flugbetrieb
- die optimale Flugroutenplanung für Energieeffizienz oder Suchraster
- die Koordination und Kommunikation mehreren Drohnen in einem Schwarm.
Themen:
Am Lehrstuhl für Flugmechanik und Flugregelung werden aktuell die folgenden Themen für Studien- und Abschlussarbeiten angeboten. Bei interesse kontaktieren Sie den Ansprechpartner des jeweiligen Themas. Bitte sehen sie von Mehrfachanfragen ab.
Ausgehend von der Forschungsfrage, wie ein effizienter Flug entlang einer Strecke, z.B. zur Detektion von Umweltschäden entlang einer Bahnstrecke, aussehen kann, müssen die lokalen auftretenden Wind- und Wetterdaten verfügbar bzw. vorhersagbar sein, da der Wind als wesentlicher Einflussfaktor durch Geländeeinflüsse Auf- und Abwindgebiete verursacht. Diese mikroskaligen Windkomponenten können nicht durch Wetterstationen aufgelöst werden. Zur genauen Vorhersage der meteorologischen Daten sind lokale Messdaten aus dem Einsatzgebiet bei verschiedenen Wetterlagen erforderlich.
Ziel dieser Arbeit ist die Erarbeitung einer Flugmesskampagne für ein Beispielsszenario auf dem UAS-Testgelände. Während den Testflügen werden Daten von den fluggerätgestützten Sensoren zur Messung der UAS Bewegung selbst sowie den externen gestützten Messsystemen, die z.B. GPS nutzen, gesammelt. Die Daten werden mittels Boardrechner lokal gespeichert und nach dem jeweiligen Flug extrahiert. Die gesammelten Rohdaten müssen in einem ersten Schritt entsprechend mittels Software, vorzugsweise Matlab/Simulink, aufbereitet werden, um Ausreißer, fehlerhafte oder auch fehlende Messwerte zu korrigieren. Danach werden die Daten entsprechend verarbeitet und Merkmale mittels Signalverarbeitung extrahiert. Das Kombinieren der UAS-Daten mit den bodengestützten meteorologischen Daten ermöglicht eine ganzheitliche Analyse und Abgleich der Daten sowie der Optimierung der Flugrouten.
Ansprechpartner
© Martin Guist
Wissenschaftlicher Mitarbeiter
NameDipl.-Ing. Martin Guist
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Gegenstand der aktuellen Forschung im Bezug auf Flugtaxis und Lieferdrohnen ist derzeit die Bestimmung von Anforderungen an entsprechenden Start- und Landeplätzen. Speziell im urbanen Raum unterliegen die konkreten Flugbahnen, sowie die Start- und Landemöglichkeit besonderen Einflüssen. Drohnen und Flugtaxis sind aufgrund ihrer Größe, ihres Gewichts und ihres elektrischen Antriebs besonders anfällig für Wind, Windböen, Turbulenz, Niederschlag, Vereisung und extreme Temperaturen. In niedriger Flughöhe operieren sie häufig in der meteorologischen Grenzschicht, dem untersten Teil der Atmosphäre, in der die Erdoberfläche und Hindernisse (z.B. Gebäude) starke Turbulenz erzeugen. Die Wetterempfindlichkeit und die Wettergefahren erfordern eine neuartige, sehr präzise Flugplanung und -steuerung basierend auf einem umfassenden Wetterlagebild des unteren Luftraums. Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung von An- und Abflugtrajektorien der Drohnen für einen sicheren Betrieb.
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Drohnen erfreuen sich immer größer werdenen Beliebtheit im Einsatzbereich von Katastrophenschutz und -hilfe. Insbesondere die schnelle Einsatzbereitschaft und Gefahrenminimierung für Piloten sprechen für diese Systeme.
Ziel dieser Arbeit ist die Modellierung von optimalen Flugrouten in Such- und Rettungsszenarien. Dabei spielen Wind- und Wetterverhältnisse, sowie Katastrophenursachen, wie z.B. Waldbrände, eine entscheidene Rolle.
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Sollten Sie sich bei der Wahl ihres Themas noch unsicher sein bieten wir gerne auch allgemeine Beratungen an. Dabei können auch alternative Optionen basierend auf dem individuellen Interesse des Studenten dargelegt werden. Gerne unterstützen wir auch Studentenarbeiten mit Industriepartnern oder initiative Themenvorschläge der Studenten. Der Ansprechpartner für Projekte zu unbemannte Luftfahrzeugen ist:
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