Leicht, langlebig und mit hoher Leistungsdichte:

Antriebstechnik fürs Fahrwerk eines Amphibien-Flugzeugs

Das Amphibien-Flugzeug Flywhale bewegt sich zu Land, zu Wasser und natürlich in der Luft sicher und zuverlässig. Es eignet sich für Hobby-Flieger mit einer Leidenschaft fürs Wasser ebenso wie für den Küstenschutz oder Rettungsdienste. Bild: Peter Wolters

Außergewöhnliche Anwendungen erfordern außergewöhnliche Technik bis hin ins letzte Detail. Das beweist das Amphibien-Flugzeug Flywhale, das sich zu Land, zu Wasser und natürlich in der Luft sicher und zuverlässig bewegt. Es bereitet nicht nur Hobbyfliegern Vergnügen, sondern ist auch für Küstenschutz oder Rettungsdienst eine große Hilfe. Zum Ausfahren der Fahrwerke waren Antriebe gefragt, die möglichst leicht sind, kurzfristig eine hohe Antriebsleistung liefern und sowohl bei Landungen im Wasser als auch auf dem Land über lange Zeit zuverlässig arbeiten.

Es ist schon ein besonderes Vergnügen, mit Amphibien-Flugzeug der Flywhale Aircraft GmbH & Co KG im niedersächsischen Dötlingen die Welt von oben zu erkunden. Elke und Helmut Rind haben 2012 das norddeutsche Unternehmen gegründet mit dem Ziel ein ultraleichtes Wasserflugzeug aus Faserverbundmaterial zu entwickeln und zu vermarkten. Viele Monate tüftelte das Team an der Realisierung des Flywhale Adventure iS Sport. Zahlreiche Tests folgten. Das Ergebnis ist ein ultraleichtes Amphibien-Flugzeug, das Starts und Landungen sowohl zu Wasser als auch zu Land beherrscht und durch seine gute Aerodynamik überzeugt. Das Unternehmen ist der einzige Hersteller für ultraleichte Wasserflugzeuge in Deutschland.

Für Abenteurer und Lebensretter

Die Daten des Flywhale im Überblick. Bild: Faulhaber

Die Daten des Flywhale im Überblick.

Das Wasserflugzeug fliegt mit einer Reisegeschwindigkeit von 200 Stundenkilometern und hat eine maximale Reichweite von sieben Stunden. Bei einer Länge von 7 m, einer Höhe von 2,49 m und einer Spannweite von 9 m bringt es ein Leergewicht von 342,5 kg auf die Waage, das maximale Abfluggewicht liegt bei 517,5 kg. Die 1,2 m breite Kabine bietet Raum für zwei Passagiere zudem sind 50 l Stauraum vorhanden. Helmut Rind erläutert, was das ultraleichte Amphibien-Flugzeug so einzigartig macht: „Unser Flywhale verbindet einen hohen Spaßfaktor und viel Platz. Das moderne Flugboot ist ideal für Abenteurer, die unabhängig sein wollen.“ Zielgruppen sind aber nicht nur Hobby-Flieger mit einer Leidenschaft fürs Wasser, sondern auch der Küstenschutz oder Rettungsdienste. Angestrebt ist eine Jahresproduktion von 20 Flugzeugen, derzeit werden jährlich etwa acht Stück hergestellt.

Intelligente Antriebstechnik

Das Bugfahrwerk wird über eine Motor-Getriebe-Encoder-Einheit mit Stirnradgetriebe und Spindel bewegt. Bild: Faulhaber

Das Bugfahrwerk wird über eine Motor-Getriebe-Encoder-Einheit mit Stirnradgetriebe und Spindel bewegt.
Bild: Faulhaber

„Beim Bau unseres Flywhale haben wir großen Wert gelegt auf den Einsatz modernster Technik, wir verwenden in allen Bereichen beste Materialien“, sagt Rind. „Es ist mit neuester Motorentechnik ausgestattet und bietet etliche technische Besonderheiten.“ Beim Ein- und Ausfahren des Haupt- und des Bugfahrwerks sind Komponenten aus dem Hause FAULHABER entscheidend beteiligt. Das Bugfahrwerk wird über eine Spindelmechanik bewegt.

Der DC-Kleinstmotor Serie 3257… CR hat ein Drehmoment von 73 mNm bei einem einen Durchmesser von 32 mm und einer Länge von 57 mm. Bild: Faulhaber

Der DC-Kleinstmotor Serie 3257… CR hat ein Drehmoment von 73 mNm bei einem einen Durchmesser von 32 mm und einer Länge von 57 mm.
Bild: Faulhaber

Die Antriebslösung für die erforderliche Drehbewegung der Spindel besteht aus einem graphitkommutierten DC-Kleinstmotor der Serie 3257 … CR inklusive Encoder IE3-1024 sowie einem robusten Planetengetriebe des Typs 32/3S. Der eingesetzte Antrieb hat ein Drehmoment von 73 mNm und das bei einem Durchmesser von lediglich 32 mm und einer Länge von 57 mm. Er nutzt Hammerbürsten aus Metallgraphit und mehrteilige Kupferkommutatoren und erzielt damit auch mit größerer Leistung und trotz extremer Belastung eine lange Lebensdauer. Der magnetische Inkrementalencoder ist standardmäßig in verschiedenen Auflösungen lieferbar, hat einen Indexkanal zur Referenzierung einer Umdrehung der Antriebswelle und eine standardisierte elektronische Encoderschnittstelle. Auflösung, Drehrichtung, Indexbreite und Indexposition lassen sich flexibel an die jeweilige Anwendung anpassen. Eine Motion-Controller-Steuerung des Typs MCDC 3006 S RS komplettiert das intelligente System für das Bugfahrwerk. Die Motion Controller der Serie überzeugen durch ihre kompakte Bauweise, den geringen Verdrahtungsaufwand und die damit verbundene einfache Inbetriebnahme. Zusätzlich ist das Bugfahrwerk mit einem Federelement ausgestattet, was den Komfort deutlich erhöht.

Auf zusätzliche Sensorik verzichtet

Michael Schütte, Area Sales Manager bei FAULHABER

Michael Schütte, Area Sales Manager bei FAULHABER

Die beiden Hauptfahrwerke werden jeweils mit einem Schneckenradantrieb ein- bzw. ausgefahren. Treibende Kraft ist auf beiden Seiten ein DC-Kleinstmotor der Serie 3257 … CR also der gleiche Antrieb wie beim Bugfahrwerk. Über die Getriebeausgangswelle vom Getriebe Typ 32/3 S wird eine Schnecke angetrieben, die über ein Zahnradsegment das Fahrwerk bewegt. „Für alle Fahrwerke werden die Endlagen fürs Ein- und Ausfahren per Encoder erfasst, der Steuerung übermittelt und als Signal über eine blaue bzw. eine grüne Kontroll-LED im Cockpit angezeigt“, erläutert Michael Schütte, Area Sales Manager bei FAULHABER. „Auf eine zusätzliche Sensorik zur Erfassung der Endlagen konnten wir somit fast vollständig verzichten.“

Besondere Herausforderungen

Die Anforderungen an die eingesetzte Antriebstechnik sind in diesem Anwendungsfall alles andere als trivial. Schütte erläutert: „Die Antriebe müssen bei möglichst geringem Gewicht eine kurzfristige hohe Antriebsleistung erbringen. Außerdem soll das Fahrwerk sowohl im Wasser als auch in der Luft bewegt werden können.“ Eine sehr hohe Zuverlässigkeit des Systems ist damit erforderlich. Die eingesetzten Antriebskomponenten der Schönaicher bieten mit ihrem geringen Gewicht, ihrer hohen Leistungsdichte sowie der kompakten Baugröße hierfür die optimale Lösung. Aus Sicht der norddeutschen Flugzeugbauer spricht für die gewählten Antriebslösungen aber nicht nur die technische Zuverlässigkeit, sondern auch der professionelle Support. Rind resümiert: „Wir arbeiten sehr gerne mit FAULHABER zusammen. Unsere Unternehmen verbindet, dass wir nur mit dem besten Ergebnis zufrieden sind.“

Über Flywhale
Flywhale Aircraft, eine kleine Flugzeugbau-Firma aus Dötlingen (Deutschland) wurde 2012 durch Elke und Helmut Rind gegründet. Herr Rind begann 2007 mit der Entwicklung des erstes Flywhale-Prototyps in seiner Werkstatt. Präsentiert wurde der erste Prototyp auf der AERO 2012. In den Folgejahren begannen er und sein Team mit der Entwicklung des zweiten Prototyps. Nach umfangreicher Forschung und Tests wurde er 2015 erfolgreich abgeschlossen. Aktuell ist das Unternehmen der einzige Hersteller für Ultraleicht-Amphibien-Flugzeug in Deutschland.

Über Faulhaber
FAULHABER ist spezialisiert auf Entwicklung, Produktion und Einsatz von hochpräzisen Klein- und Kleinstantriebssystemen, Servokomponenten und Steuerungen bis zu etwa 250 Watt Abgabeleistung. Dazu zählt die Realisierung von kundenspezifischen Komplettlösungen ebenso wie ein umfangreiches Programm an Standardprodukten wie bürstenlose Motoren, DC-Kleinstmotoren, Encoder und Motion Controller. Die Marke FAULHABER gilt weltweit als Zeichen für hohe Qualität und Zuverlässigkeit in komplexen und anspruchsvollen Anwendungsgebieten wie Medizintechnik, Fabrikautomation, Präzisionsoptik, Telekommunikation, Luft- und Raumfahrt sowie Robotik. Vom leistungsstarken DC-Motor mit 224 mNm Dauerdrehmoment bis zum filigranen Mikroantrieb mit 1,9 Millimetern Außendurchmesser umfasst das FAULHABER Standardportfolio mehr als 25 Millionen Möglichkeiten, ein optimales Antriebssystem für eine Anwendung zusammenzustellen. Dieser Technologiebaukasten ist zugleich die Basis für Modifikationen, um auf besondere Kundenwünsche für Sonderausführungen eingehen zu können.

Weitere Informationen zum Flywhale finden Sie unter: https://www.youtube.com/watch?v=BpTesNFQZOM

Titelbild: Peter Wolters

Avatar

Dipl Ing. (BA) Andreas Seegen

Leiter Marketing bei FAULHABER

Nora Crocoll

Nora Crocoll

Studium Technische Redaktion, Praxis in der Elektronik-Industrie. Diplomarbeit in der Softwareentwicklung (XML-basierte Arbeitsumgebung für Redaktionsleitfaden). Seit 2005 als Autorin beim Redaktionsbüro Stutensee.

Das könnte dich auch interessieren …

Schreibe einen Kommentar

Deine E-Mail-Adresse wird nicht veröffentlicht.