Das SearchWing Sommercamp 2022 fand vom 9. bis zum 19. August 2022 auf Helgoland statt. Mit der hervorragenden Unterstützung durch das Alfred Wegener Institut (AWI) konnten wir Flugtests auf dem Meer durchführen. Wir waren insgesamt elf Teilnehmer aus Augsburg, Berlin und Hamburg mit sechs Studentinnen und Studenten der Hochschule Augsburg aus den Fakultäten Maschinenbau, Informatik und Elektrotechnik.
Das Alfred Wegener Institut unterhält auf Helgoland das Wilhelm-Mielck-Haus als Unterkunft für Gastforscher und dort haben wir während des Sommercamps gewohnt. Das Haus hat eine gut ausgestattete Küche für Selbstversorger und einen wunderschönen Aufenthaltsraum.
Das Alfred Wegener Institut hat nicht nur wunderschöne Gästehäuser sondern auch ein perfekt ausgestattetes Labor, das für die Untersuchung von biologischen Proben ausgestattet ist. Für uns war es mit dem angeschlossenen Nassbereich ein idealer Platz für Arbeiten an unseren Drohnen.
Für die Tests auf dem Meer konnten wir vom AWI zwei Schiffe nutzen. Die Aade wird von einer professionellen Seemannschaft betrieben, die uns für die Tests zu den gewünschten Flugzonen gebracht hat. Mit dem “Taucherboot” konnten wir bei wenig Seegang zu den näheren Testgebieten fahren.
Die Flugtests hatten das Ziel unsere Drohnen unter realistischen Bedingungen auf See zu testen. Das waren Starts vom Schiff und Landungen im Seewasser, aber auch die Erprobung der Reichweite unter den Bedingungen auf See.
Wegen der Coronabeschränkungen konnten auf der Aade maximal drei Forscher mitfahren. Die Drohne wird mit der Hand gestartet und fliegt dann einen vorher festgelegten Flugplan ab.
Nach der Landung der Drohne im Seewasser wird sie mit einem Bootshaken wieder an Bord geholt.
Wir hatten auf dem Meer die Fluggenehmigung für drei Testgebiete. Ein Testgebiet ist vom Testzentrum für maritime Technologien des Fraunhofer Instituts für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM betonnt und wurde dort schon für Drohnentests eingesetzt. Ein anderes Testgebiet war um die Tonne N4 nördlich von Helgoland und eins am Südhafen. Für Starts und Landungen an Land konnten wir mit freundlicher Unterstützung des VfL Fosite Helgoland den Sportplatz der Gemeinde Helgoland nutzen. Die Flugtests vom Sportplatz sind einfacher, da man nicht erst mit dem Boot aufs Meer fahren muss.
Alle Flüge wurden in Sichtweite des Piloten als Visual-Line-of-Sight (VLOS) Flüge durchgeführt. Man kann auf Helgoland ohne Genehmigung nirgendwo starten, da der Flugplatz Helgoland und der Helikopterplatz für die Seenotrettungshubschrauber des Marinefliegergeschwaders auf der Insel sind und fast die gesamte Insel und das Meer als Naturschutzgebiete ausgewiesen sind. Für die Flugtests haben wir deshalb eine Genehmigung bei der Luftfahrtbehörde Schleswig-Holstein eingeholt.
Bei unseren Flugtests haben wir unter anderem auch die mögliche Reichweite der Drohne untersucht. Am 15. August haben wir mit “Elly” einen Flugtest bei einer Flughöhe von 120m gemacht. Das nächste Bild zeigt die Kartenansicht der Auswertung der Logdaten vom Flug. Wir sind in einem Dreieck nördlich von Helgoland mit einer Durchschnittsgeschwindigkeit von 68 km/h geflogen.
Wir haben während des Flugs die Batteriespannung beobachtet. Unsere Drohne hat einen Lithium Polymer Akku mit einer Nennspannung von 14,8 Volt und einer Kapazität von 10000 mAh. Wenn der Akku voll aufgeladen ist, dann hat er eine Spannung von 16,8 Volt. Bei einer Spannung von 13,2 Volt ist der Akku leer.
Bei diesem Flug sind wir in einer Stunde und zwanzig Minuten eine Strecke von 91km geflogen. Die Batteriespannung gegen Ende des Flugs betrug 13,7 Volt. Gegen 12:30 Uhr haben wir kurzzeitig Vollgas gegeben. Man kann den Einbruch der Batteriespannung von 14,9 auf 14,4 Volt sehen. Bei einer Durchschnittsgeschwindigkeit von 68 km/h ist der Verbrauch höher als bei einer niedrigeren Geschwindigkeit. Die Maximalgeschwindigkeit bei diesem Flug betrug 103 km/h.
Die meisten Tests wurden bei sonnigem Wetter und relativ wenig Wind durchgeführt. Gegen Ende gab es an zwei Tagen mehr Wellen und auch mehr Wind. Insgesamt haben wir während der 9 Tage 13 Flüge mit 8 Stunden in der Luft und einer Gesamtflugstrecke von 461 km durchgeführt. Die beiden Drohnen haben die Tests gut überstanden und wurden bei anschliessenden Tests in Burriana weiter getestet. Die SLA gedruckten Elektronikboxen mit den M8 Steckern für die Servos haben dem Salzwasser standgehalten. Wir haben nach Herstellerangaben wasserdichte Servos von Traxxas eingesetzt – die zeigen an den Schrauben relativ schnell Korrosionsschäden. Bei den Motoren von Extron haben wir die Lager gegen VA Lager getauscht. Wir haben keine frühzeitigen Ausfülle aufgrund von Salzwasser mehr.
Wir danken der Hochschule Augsburg für die finanzielle Unterstützung der Studierenden bei den Kosten der Exkursion, dem Alfred Wegener Institut für die freundliche Aufnahme, dem IFAM für die freundlichen Erfahrungsberichte im Zusammenhang mit der Genehmigung, der Gemeinde Helgoland für die Hilfe bei den Fluggenehmigungen und die Erlaubnis den Sportplatz für die Flugtests zu nutzen, der Luftfahrtbehörde Schleswig-Holstein für die Geduld bei der Genehmigung, der unteren Naturschutzbehörde Pinneberg für die trotz Personalmangels rechtzeitige Beurteilung des Einflusses der Flüge auf die Flora und Fauna auf Helgoland, dem Flughafen, der SAR Außenstelle und HTM Helitravel für die täglichen Einzelfreigaben und dem Verein Jordsand für die Beratung im Umgang mit den vielen Vögeln auf der Insel.
Friedrich Beckmann