Fach: Physik
Abstract
Ziel dieser Arbeit ist es, ein VTOL (Vertical Take-Off and Landing) Fluggerät zu bauen, welches modellhaft die Steuerung einer Rakete simuliert. Als Antrieb wird ein Impeller (ein von einer Röhre umschlossener Propeller, auch Electric Ducted Fan, kurz: EDF genannt) verwendet. Dabei wird eine sogenannte Thrust-Vector-Control-Steuerung (Schubvektorensteuerung) benutzt, die u.a. auch die Raketen von Raumfahrunternehmen wie SpaceX, Blue Origin, Masten Space Systems verwenden, um präzise Start- und Landungsmanöver durchzuführen. Das ganze Fluggerät sollte von Grund auf selbst entwickelt werden. Dafür wurden die meisten Bauteile in einem CAD-Programm modelliert und 3D-gedruckt. Auch wurde für das Gerät ein eigener Flugcomputer mit unterschiedlichen Sensoren und Hardware entwickelt und produziert. Um halbautonomes Fliegen zu ermöglichen, wurde ein LQG-Controller (linear-quadratic-gaussian regulator) hergeleitet und implementiert. Das Fluggerät war schliesslich wirklich in der Lage, stabil in der Luft zu bleiben und die Höhe autonom zu regeln. Auf dem Weg dahin mussten viele Probleme gelöst und vielfältige Herausforderungen überwunden werden.
Album mit Fotos und Videos des fertigen Fluggerätes und Entwicklungsprozesses: https://photos.app.goo.gl/z9CXadhh1QJRBnAB7
