Unzählige Flugstunden verteilt auf zahlreiche Feldversuche haben die Meteodrones der St. Gallener Firma Meteomatics bereits hinter sich. Sämtliche Wetterbedingungen konnten dabei erfolgreich gemeistert und wertvolle Testdaten gewonnen werden. Nun hat die Firma als erstes Unternehmen weltweit erfolgreich Vereisungstests an Drohnen durchgeführt und damit einen großen Schritt in Richtung Flugbetrieb unter Bedingungen mit Vereisungspotential gemacht!

Mit dem Ziel, dem Kern der Vereisung auf den Grund zu gehen um damit Gegenmaßnahmen oder Warnsysteme entwickeln zu können, hat Meteomatics in Zusammenarbeit mit dem Schweizer Bundesamt für Zivilluftfahrt (BAZL) das Projekt SOPHIA (Study of Propeller Icing Hazard in Mini-UAV Aviation)ins Leben gerufen. Entsprechend der Richtlinien der Europäischen Agentur für Flugsicherheit (EASA) wurde dabei die Vereisung der Rotorblätter der Meteodrones unter verschiedensten atmosphären-ähnlichen Bedingungen getestet.

Die Messungen fanden im Wiener Klima-Wind-Kanal der Firma Rail Tec Arsenal statt, in dem Vereisung begünstigende Atmosphärenbedingungen simuliert werden können. Relevante Größen sind neben Temperatur und Windstärke dabei der Liquid-Water-Content (LWC, Wassergehalt der Luft) sowie der Mean Volume Diameter (MVD, Durchmesser der Wolkenpartikel). Bei Temperaturen zwischen -2°C und -20°C konnten Stratus- sowie Cumuluswolken mit verschiedenen Partikeldurchmessern und Flüssigwassergehalten simuliert und durch Messung von Drehzahl, Energieaufwand und Schub der Rotoren der Einfluss der Vereisung auf die Drohnenrotoren bestimmt werden. Zusätzlich wurde der Vereisungsgrad der Sensorik sowie des Fallschirmsicherheitssystems optisch erfasst.

Für die Versuchsumsetzung entwickelte Meteomatics in monatelanger Projektarbeit geeignete Messaufbauten und -verfahren, die den rauen Vereisungsbedingungen standhalten und zuverlässige Messwerte liefern können. Die Kombination aus physikalischen Messwerten sowie optischer Erfassung der Vereisung lässt dabei eine Klassifizierung der verschiedenen Vereisungsgrade und -charaktere zu, woraus Rückschlüsse auf das Vereisungspotential unterschiedlicher atmosphärischer Bedingungengeschlossen werden können. Die Aufnahme des Rotorenblattes lässt ein eindrückliches Beispiel für die Vereisung erkennen, die ohne Gegenmaßnahmen im operationellen Betrieb eine kontrollierte Landung der Drohne erheblich erschweren könnte. Die Sensorik sowie das Fallschirmsystem konnten der Vereisung trotzen und blieben damit auch bei Vereisung der Rotoren funktionstüchtig.

Mit den bisherigen Erkenntnissen ist Meteomatics damit ein tiefer Einblick in die Prozesse der Vereisung gelungen. Diese Ergebnisse geben zudem Aufschluss über potentielle Gegenmaßnahmen, anhand derer Drohnenflüge künftig unter vereisungsbegünstigenden Bedingungen durchgeführt werden können. Zukünftig sollen zudem weitere Tests unter Bedingungen wie gefrierendem Regen, Niesel oder Nebel sowie auch Schneefall gezielt untersucht werden um die gewonnenen Erkenntnisse zu vervollständigen.