Autonome Unterwasserdrohne mit Brennstoffzelle bleibt über 2000 km unter Wasser

Das auf Autonomous Underwater Vehicles (AUV) spezialisierte kanadische Unternehmen Cellula Robotics hat mit seinem autonomen Unterwasserfahrzeug Envoy eine Strecke von insgesamt 2023 km vollständig abgetaucht zurückgelegt. Das AUV wurde dabei von einer Wasserstoff-Brennstoffzelle befeuert, die Strom für den elektrischen Antrieb produziert.

Insgesamt 385 Stunden dauerte die Mission der rund 8,5 m langen und 2,7 t schweren Envoy-Unterwasserdrohne, die bei einem Durchmesser von etwa einem Meter eine Wasserverdrängung von 3,7 t aufweist. Die Tauchtiefe des AUV beträgt bis zu 6000 m, die operative Tauchtiefe liegt bei etwa 2000 m.

Ausgerüstet ist die Drohne mit einem elektrischen Antrieb, der den Strom aus Lithium-Ionen-Batterien bezieht. Die werden während der Fahrt von einem Wasserstoff-Brennstoffzellensystem von Infinity Fuel Cell and Hydrogen aufgeladen. Das Unternehmen produziert Brennstoffzellen- und Elektrolysesysteme für die Luft- und Raumfahrt sowie für Unterwasseranwendungen und den Verteidigungsbereich.

Einsatzdauer von mehr als zwei Wochen

Das Brennstoffzellen-System ist mit seinen Tanks für Wasserstoff und Sauerstoff dafür ausgelegt, etwa 370 Stunden (15,4 Tage) lang Strom zu liefern. Bei der Testfahrt hielt das System jedoch mit 385 Stunden etwas länger durch. Die maximale Reichweite von 2000 km übertraf Envoy mit 2023 km geringfügig. Bei der Stromproduktion scheidet die Brennstoffzelle Wasser ab, das in Ballasttanks zum Austarieren des AUV genutzt wird.

Die hohe Tauchtiefe und Reichweite sowie die Fähigkeit, über einen längeren Zeitraum von über zwei Wochen zu operieren, prädestinieren das Unterwasserfahrzeug für den Einsatz bei Langzeitmissionen. Cellula sieht etwa eine Einsatzmöglichkeit in wissenschaftlichen Missionen, aber auch beim Militär zur Aufklärung und für die Wirtschaft zur Überwachung und Inspektion von Unterwasserpipelines und Seekabeln.

Um über eine längere Zeit an einem Ort unter Wasser ausharren zu können, ist ein spezieller Anker von Solus-LR eingebaut. Der Anker wird über eine Winde auf den Meeresgrund abgelassen. Er besteht aus einer Art Saugglocke, die von einer Umrandung umgeben ist, die beim Absaugen des Wassers in der Glocke dann im Meeresboden verankert wird. Envoy schaltet in einen Stromsparmodus, bei dem nur noch etwaige Sensoren zur Überwachung und minimale Steuerungssysteme aktiv sind. Das AUV soll dabei nur eine geringe Geräuschsignatur aufweisen, sodass es bei militärischen Einsätzen nicht so einfach geortet werden kann. Soll die Fahrt weitergehen, wird Wasser in die Saugglocke gepumpt und damit die Verankerung gelöst.

Auf der mehr als zwei Wochen dauernden Testfahrt führte Envoy etwa 4000 Drehungen und Manöver durch. Dadurch sei der Energieverbrauch erhöht gewesen, sodass die Fahrt praxisnahe Ergebnisse liefert, heißt es von Cellula Robotics.

(olb)