Elektrischer DIY-Quadkopter zweier Australier bricht Geschwindigkeitsrekord
Die Hochgeschwindigkeitsdrohne Peregreen 3 hat mit 585 km/h einen neuen Geschwindigkeitsrekord aufgestellt. Der Aufwand dafĂĽr ist hoch.
Luke Bell bereitet die Peregreen 3 fĂĽr einen Flug vor.
(Bild: Mike Bell und Airshaper/Screenshot)
Das südafrikanische Vater-Sohn-Gespann Mike und Luke Bell haben die wohl weltweit schnellste elektrische DIY-Drohne entwickelt. Bei einem Flug erreichte die Peregreen 3 eine Geschwindigkeit von 585 km/h. Bereits zuvor hielten die beiden Bastler 2023 und 2024 Geschwindigkeitsrekorde mit den Vorgängern der Rekorddrohne Peregreen 1 und 2, bevor sie im Februar 2025 von einem Schweizer Entwicklerteam mit einer Geschwindigkeit von 558 km/h entthront worden waren.
Das Erreichen von fast halber Schallgeschwindigkeit mit einer von vier Elektromotoren angetriebenen Drohne war nur durch das Zusammenspiel von guter Aerodynamik, leistungsstarkem Antriebsstrang und maximaler Hitzebeständigkeit durch Kühlung möglich, erläutert Mike Bell in einem Video zum Drohnengeschwindigkeitsrekord. Er selbst konzentrierte sich bei der Entwicklung der Peregreen 3 auf die Aerodynamik und den Antriebsstrang. Sein Sohn Luke kümmerte sich um die Kühlung des Akkus, um die benötigte hohe Leistung auch abrufen zu können.
Batterie mit hoher Leistungsabgabe
Kernkomponente der Peregreen 3 ist eine leistungsstarke Batterie mit einer Leistung von 16 kW. Die Leistung ist nun etwa doppelt so hoch wie noch beim Vorgänger. Der Strom wird dabei über einen Stromverteiler an vier elektronische Drehzahlregler zum Antrieb der Motoren weitergegeben. Das Antriebssystem nimmt in der Spitze 16,2 kW auf, bei den Vorgängern Peregreen 1 und 2 waren es 5,2 bzw. 8,9 kW.
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Die vier Motoren treiben speziell angefertigte APC-Rotorblätter mit sehr starkem Anstellwinkel an. Durch den zusätzlichen Hub pro Umdrehung konnten die beiden Entwickler die Drehzahl niedrig halten, sodass an den Rotorspitzen keine Überschallgeschwindigkeit erzeugt wird. Zugleich sei dadurch aber die Leistung beim Start "miserabel", sagt Mike Bell. Es sei etwa damit vergleichbar, ein Auto im siebten Gang anzufahren. Allein der Start bei halber Gasleistung erfordert 5,5 kW. Das sei mehr Leistung als Peregreen 1 bei voller Geschwindigkeit benötigte.
Hitzebeständigkeit durch Wasserkühlung
Der Grundrahmen der Drohne wurde komplett neu entwickelt. Es hatte sich herausgestellt, dass das GPS-System aufgrund seiner Position im Rahmen keinen ausreichenden Empfang hatte. Zudem musste auch ein neues Kühlsystem untergebracht werden, das nötig wurde, um den Akku bei der hohen Leistungsabgabe auf erträgliche Temperaturen zu halten, wie sich später herausstellte. Mike und Luke Bell experimentierten zum Erstellen des Chassis mit unterschiedlichen Materialien wie PLA, PETG und mit Kohlefasern angereichertem Nylon. Die Hitzebeständigkeit der Materialien testeten sie jeweils mit einem 3D-gedruckten Männchen im Backofen. Dabei zeigte sich kohlefaserverstärktes Nylon am hitzebeständigsten und konnte noch Temperaturen von mehr als 175 Grad Celsius widerstehen. PLA und PETG waren da bereits geschmolzen.
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Nachdem bei einem Testflug das 3D-gedruckte Chassis der Drohne in Flammen aufgegangen war, schwenkte das Entwicklerteam von einer reinen Luftkühlung auf eine Wasserkühlung mit einer 50 ml fassenden Kühlkammer und einer kleinen Pumpe um. Diese geringe Wassermenge reicht bereits aus, um das System ausreichend kühl zu halten. Die dafür nötige Luftmenge wäre dazu im Gegensatz riesig, erläutert Mike Bell. Zudem ergibt sich der positive Effekt, dass dadurch der Luftwiderstand verringert werden konnte. Die komplette Drohnenhülle kommt im Gegensatz zu den rein luftgekühlten Vorgänger-Drohnen gänzlich ohne Lufteinlässe aus.
Das Gewicht der Drohne ist aufgrund der größeren Batterie und des Wasserkühlsystems deutlich auf 2,77 kg angewachsen. Zum Vergleich: Die Peregreen 2 wiegt lediglich 1,85 kg, die Peregreen 1 1,05 kg.
Erster Testlauf und Rekordversuch
Bereits bei einem Testlauf mit einer noch nicht vollständig geschlossenen Hülle, die teilweise nur von Klebeband zusammengehalten wurde, brach die Peregreen 3 den bestehenden Rekord des Schweizer Teams und erreichte 570 km/h. Bei der dann endgültigen Version ohne Lufteinlässe und mit einer Kameraabdeckung erzielte die Drohne eine Geschwindigkeit von 585 km/h.
Bei der benötigten Leistung dauern die Flüge jedoch nicht viel länger als 110 Sekunden. Vor der Landung muss die Batterie auch noch über eine Restkapazität von 20 Prozent verfügen. Bei reinem Vollgasbetrieb sei die Batterie bereits nach 23 Sekunden leer.
Ein Hochgeschwindigkeitsflug verläuft immer nach einem ähnlichen Schema: Die Drohne erreicht nach dem Start in etwas mehr als 20 Sekunden eine Geschwindigkeit von knapp 300 km/h. 30 Sekunden nach dem Start beginnt der Hochgeschwindigkeitslauf, um dann etwa 40 Sekunden nach dem Start die maximale Geschwindigkeit zu erreichen. Danach erfolgen ein langsames Abbremsmanöver und die Landung. Bei einem solchen Flug legt die Drohne eine Strecke von rund 5,5 km zurück. Der neue Geschwindigkeitsrekord ist noch nicht offiziell und muss noch vom Guinness Buch der Rekorde bestätigt werden.
(olb)
