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02.05.2017
Campusstudium

Mit der Drohne von der Theorie zur Praxis

Begeisterung und Kompetenz für die Arbeit mit Faserverbundwerkstoffen: In anspruchsvollen Projekten beweisen die CFK-Studierenden des PFH Hansecampus Stade beides regelmäßig. Ihr Curriculum sieht vor, dass sie ihr theoretisches Wissen in Praxisprojekten anwenden sollen. Doch das Engagement der Studentinnen und Studenten geht weit darüber hinaus, was der Lehrplan verlangt.


Team des CFK-Drohnenprojektes

Das Team "Phoenix" (v.l.n.r.): Dennis Höper, Viola Jordan, Andi Fichna, Natalia Nagel, Matthias Meyer, Svea Nitsche, Mareike Schuster, Elena Peters, Lars Bantle, Alexander Keck, Keanu Engelskirchen, Nesrin Kerschek, Luca Fitschen, Leo Schmies und Niklas Helk. Nicht im Bild: Ben Turner und Christoph Albers.

Prototyp "Phoenix"

Noch nicht fertig, aber bereits flugfähig: Tri-Copter "Phoenix".

Arm-Bauweisen im Vergleich

Drei Arm-Konstruktionen aus Carbon im Vergleich: Das Team entschied sich für die filigrane Fachwerkbauweise (unten).

Nicht selten führen Studierende in ihrer Freizeit fort, was sie im Studium begonnen haben. Nach allen Regeln der Ingenieurskunst entstehen so leistungsfähige, innovative und superleichte Produkte aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK), wie etwa ein Motorrad, eine Drohne, ein Akkuschrauberfahrzeug und ein Segelboot, aber auch Kugelschreiber und Modellflugzeuge aus Carbon.

 

Besonders erfolgreich waren die Studierenden in den vergangenen Jahren beim Konstruktions- und Flugwettbewerb "Payload Challenge". Bereits sechsmal haben studentische Teams der PFH einen Leichtbau-Modellflieger für den Wettbewerb entworfen und gebaut, der ein Vielfaches seines eigenen Gewichts transportieren kann. Dreimal flogen sie dabei der internationalen Konkurrenz davon und landeten am Ende auf dem ersten Platz. Ein Schlüssel zum Erfolg war die semesterübergreifende Teamarbeit. Die jüngeren Studierenden profitierten von den Erfahrungen, die die Kommilitonen aus höheren Semestern in das Projekt eingebracht haben.

 

 

Technik- und BWL-Know-how gefragt

Momentan widmen sich 13 Studierende einer ganz neuen Herausforderung: Sie bauen eine Drohne aus CFK. Im Vergleich zu herkömmlichen Modellen soll sie kleiner und leichter ausfallen, damit sie sich zum Beispiel auch für die Inneninspektion von Gebäuden optimal nutzen lässt. Diese Vorgaben stammen von einer Jury, die aus den Ausbildungsleitern der beteiligten Kooperationsunternehmen und dem PFH-Professor Dr.-Ing. Marc Siebert besteht. "Wir versuchen, den Teams ihre Projektaufgaben so zu stellen, wie es auch im späteren Berufsleben der Fall sein wird. Das heißt, die Studierenden entscheiden selbst, auf welchem Weg sie die gesteckten Ziele erreichen möchten. Das komplette Projektmanagement inklusive Budgetplanung sowie der technische Entwurf, die Fertigung und alle weiteren Schritte liegen in ihren Händen", erläutert Siebert. Auf diese Weise setzen die Studierenden zugleich ihr ingenieurwissenschaftliches wie ihr BWL- und Projektmanagementwissen ein, welches sie sich beides im Bachelorstudiengang "Verbundwerkstoffe/Composites" angeeignet haben.

 

Auch das Drohnenteam unter dem Projektnamen "Phoenix" begann seine Aufgabe strukturiert und planvoll. Vor dem Gang in die Werkstatt standen die zeitliche und finanzielle Ressourcenplanung sowie technische Berechnungen zur Leistung unterschiedlicher Drohnentypen. Die Studierenden entschieden sich für eine ungewöhnliche Tri-Copter-Konfiguration, also eine Drohne mit drei Auslegern. Die Besonderheit besteht darin, dass jeder Arm zwei Rotoren aufweist. Die Rotoren sind übereinander beziehungsweise ober- und unterhalb eines jeden Auslegers angebracht.

 

 

Stabil auch bei Motorausfall

"Diese so genannte Y6-Bauweise ist besonders kompakt. Außerdem bleibt die Drohne steuerbar und lässt sich noch sicher landen, wenn einmal ein Motor ausfällt – weil sie sich durch die redundant angeordneten Rotoren stabilisieren kann", erklärt Teammitglied Dennis Höper. Die zweite Grundentscheidung betraf die Bauweise der Arme: "Nach Tests mit drei verschiedenen Varianten haben wir die Fachwerkbauweise gewählt. Es ist die eindeutig leichteste Lösung mit der höchsten Steifigkeit", so Höper weiter. Gemeinsam mit vier Studenten der Hochschule21 gehen sie nun noch die Themen Steuerungs- und Kameratechnik an.

 

Parallel zum Drohnenprojekt arbeiten andere Teams zeitgleich an einem Leichtbau-Motorrad, einem Akkuschrauber-Gefährt und an einem Segelboot aus Faserverbundwerkstoffen. "Bemerkenswert ist die hohe Motivation der Studierenden, mit der sie oft bis in die Abendstunden hinein in der  hochschuleigenen Werkstatt an Konzepten und Produkten feilen", so Siebert, der zur Technologie der Faserverbundwerkstoffe am PFH Hansecampus Stade lehrt und forscht.

 

Sobald der erste Prototyp der Drohne einsatzbereit ist, steht für Team "Phoenix" der nächste Schritt an. Dann möchten sie ausloten, ob aus dem Projekt ein Startup-Unternehmen entstehen kann, das Tri-Copter in Serie produziert. Außerdem stoßen im weiteren Projektverlauf neue Teammitglieder aus dem dritten Fachsemester hinzu. So soll praktisches Know-how wieder von einer Studentengeneration zur nächsten weitergegeben werden – und umgekehrt kann man mit frischen Ideen zur Projektfortführung rechnen.

 

 

Unterstützer

Unterstützer des Projekts "Phoenix" sind der PFH Hansecampus Stade, Airbus, die Wirtschaftsförderung Landkreis Stade, die Hansestadt Stade und Evonik.

 

Den Projektverlauf schildern die Studierenden hier in ihrem Blog.

 

Weitere Informationen zum Bachelor-Studium "Verbundwerkstoffe/Composites" der PFH sind hier zu finden.