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Elektro- und Solarflugzeuge (IV) 2013 - 2014

2013


Man kann sagen, daß in diesem Jahr wirklich die (Luft)Post ab geht. Um die Fülle des Materials nicht allzu unübersichtlich werden zu lassen, werde ich die verschiedenen Flieger unterteilen – und mit den kleinsten, den Drohnen beginnen.

Zum einen: Es gibt immer mehr von den Dingern, und in den unterschiedlichsten Größen und Formen, wobei der Schwerpunkt eindeutig bei Quadrokoptern liegt. An zweiter Stelle kommen deltaförmige Flugzeuge, wie das eBee UAV von senseFly, das Anfang des Jahres für 10.600 $ angeboten wird und ein etwas größeres und optimiertes Folgemodell der 2010 vorgestellten Swinglet CAM ist (s.d.).

Ich hebe dieses Modell hier insbesondere hervor, weil es mehrere Exemplare dieser Drohnen sind, mit dem im Oktober eine auf 20 Zentimeter genaue Vermessung des gesamten Matterhorns durchgeführt wird. Mit der Datengrundlage aus den 2.188 HD-Aufnahmen, die im Zuge von 11 Einzelflügen gemacht werden, ist es möglich, ein äußerst exaktes 3D-Modell des Berges zu schaffen.

Ein ähnlich aussehendes, wenn auch technisch nicht ganz so fortschrittliches Modell, gibt es aber auch wesentlich günstiger: Der Deltaflügler LA100 der französischen Firma Lehmann Aviation kostet nämlich nur 1.338 $. Auch für die größen Modelle LA200 und LA300 fallen 2.490 € bzw. 4.990 € an - allerdings ohne Kameras und Tablets. Und im März 2014 stellt das Unternehmen dann die LA100 Version 2 vor, die über Wi-Fi-Konnektivität und eine app als Steuerschnittstelle verfügt, welche auf dem neuen Windows Phone 8 basiert.

Im Juli 2012 hatte der französische Drohnenhersteller Parrot übrigens kräftig in zwei Spinoffs der EPFL investiert: in senseFly (5 Mio. SFR) und Pix4D (2,4 Mio. SFR), die schon seit einiger Zeit zusammenarbeiten, um die Drohnen von senseFly mit der Software von Pix4D zu verbinden, welche aus 2D-Luftbildern 3D-Karten erstellt. Mit der Investition sichert sich Parrot auch die Mehrheit von senseFly und wird damit deren Muttergesellschaft.

Einer Meldung vom Oktober zufolge 2016 werden die Drohnen zwischenzeitlich auch mit einem neuen Sensor für präzisere Abbildungen sowie einer auf 110 cm gewachsenen Spannweite für längere Flugzeiten bis zu 59 Minuten angeboten.

Die eBee Plus sieht genauso aus wie ihr Vorgänger, ist aber mit einen S.O.D.A. (Sensor Optimized for Drone Applications) genannten Projektionssensor und einer RGB-Kamera ausgestattet, die aus einer Flughöhe von 122 m Bilder mit einer räumlichen Auflösung von 2,9 cm machen kann. Die Preise belaufen sich je nach Ausstattung auf 17.990 $ bis 26.990 $.

Im Juli 2016 stellt die Firma eine weiterentwickelte L-A Serie des Nurflüglers vor, die eine Reichweite von 25 km bei einer Flugzeit von bis zu 45 Minuten hat. Die Preise liegen zwischen 3.490 € für das Basismodell, 5.890 € für das RTK-Modell, das für Vermessung und Bergbau konzipiert wurde, und 7.990 € für ein spezielles, für die Landwirtschaft entwickeltes Modell, das mit einer Sequoia-Kamera bestückt ist.


In den meisten Fällen sind die grundlegenden technischen Aspekte ähnlich, wenn nicht sogar identisch. Damit erübrigt sich auch eine weitere Auflistung der ständig neu auf den Markt kommenden Varianten.

Es gibt aber auch Entwicklungen, die interessant genug sind um hier genannt zu werden. Ein wesentliches Element sind dabei die zunehmend ausgefeilteren Algorithmen, mit denen die Flugobjekte fähig werden, selbständig immer kompliziertere Operationen durchzuführen. In Norwegen nutzen Wissenschaftler der Universität Bergen die unbemannten Fluggeräte bespielsweise, um geologische Informationen aus der Luft zu erfassen und potentielle Ölfelder aufzuspüren.

MeCam

MeCam


Bereits im Januar stellt Always Innovating (AI) unter dem Namen MeCam den bislang kleinsten Miniatur-Quadrokopter vor. Er ist mit 14 Sensoren ausgestattet, die ihn davor bewahren sollen, an Wänden oder anderen Hindernissen anzuecken.

Details über die integrierte Kamera liegen derzeit noch nicht vor, was unter anderem darauf zurückzuführen ist, daß AI den Quadrokopter lizenzieren, und nicht selber bauen möchte. Der erste Mini-Flugroboter soll 2014 im Handel erhältlich sein und weniger als 50 $ kosten.


Wer nicht solange warten und lieber selber basteln will, kann sich einen sogar nur 19 g schweren Crazyflie Nano Quadrokopter der schwedischen Firma Bitcraze AB bauen, der als Basic-Bastelbausatz für 149 $ angeboten wird.


Im Februar führen die beiden Lego-Tüftler Tyler Westmoreland und Chris Shepard eine Selbstbau-Drohne vor, die sie mit Lego-Mindstorms und ein paar Luftballons gebaut haben. Nett, aber kaum praktikabel. Doch es führt dazu, daß im März des Folgejahrs die Firma GenCode Systems Inc. aus Tampa, Florida, eine Kickstarter-Kampagne startet, um tatsächlich Lego-Drohnen in verschiedenen Varianten anzubieten.

Das Einstiegspaket mit den nötigen Bausteinen sowie einigen Vorlagen für 3D-Drucker soll 130 $ kosten. Das Projekt wird jedoch gestoppt, da nur 10 % des erhofften Startbetrags zusammenkommen.

Solar-Copter

Solar-Copter


Viel interessanter, leider jedoch ohne die gebührende Resonanz zu erlangen, ist die Meldung über eine Gruppe von Master-Studenten der Queen Mary University of London, denen es gelingt, einen solarbetriebenen, ferngesteuerten Solar-Copter zu konstruieren, der auch wirklich fliegt.

Mit Hilfe des Solar-Paneels auf dem Quadrokopter kann der Energieverbrauch im Flug ausgeglichen und auch die Ladezeit reduziert werden. Die Gruppe möchte daraus einen Hubschrauber für Mehrzweck-Anwendungen entwickeln und in den Folgemonaten an einer erweiterten Version arbeiten, was bislang allerdings nicht geschehen ist, denn neuere Informationen darüber sind irgendwo zu finden.


Ebenfalls etwas besonders ist der AirBurr der Technischen Hochschule Lausanne (EPFL), der mit ausfahrbaren Füßen ausgestattet ist, mit denen er sich wieder aufrichten kann, um neu zu starten, falls er gegen ein Hindernis prallt. Dieses Hindernis wird außerdem mittels Sensoren registriert, sodaß selbst bei schlechter Sicht aufgrund von Dampf, Nebel, Staub oder Rauch ein erstes Bild des abgeflogenen Gebiets aufgenommen werden kann.

Dabei ahmt das Fluggerät den Flug der Fliege nach, taumelt durch die Luft, torkelt gegen Wände, donnert gegen Fenster und setzt seinen wenig zielgerichteten Flug unbeirrt solange fort, bis es den Ausgang gefunden hat.

Das Team der EPFL kommt seinem Ziel, einen robusten, flexiblen und autonomen Flieger zu entwickeln, der durch den Kontakt mit seiner Umgebung Informationen gewinnt, dann mit einem Folgemodell namens GimBall näher, das im Oktober vorgestellt wird.

Diese Drohne hat einen Durchmesser von 34 cm, wird von zwei Rotoren angetrieben und mit Hilfe zweier Flossenpaare gesteuert. Die Antriebs- und Steuerungseinheit ist kardanisch in einem sphärischen Käfig aufgehängt, der den Roboter schützt, wenn er gegen ein Hindernis fliegt. Daher auch der Name, denn Gimbal – mit einem L – ist die englische Bezeichnung für eine kardanische Aufhängung.

Durch ihre besondere Konstruktionsweise bleibt die Drohne stabil und auf Kurs, wodurch auf eine aufwendige Sensorik verzichtet werden konnte. Ohne diese Sensoren und aufgrund der Leichtbauweise aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff wiegt sie daher nur etwa 370 g. Sie wird uns Anfang 2015 wieder begegnen - mit überraschenden Neuigkeiten.

Klebe-Kopter

Klebe-Kopter


Als ,technologische Eskalation’ könnte man bezeichnen, was im März als Ergebnis einer gemeinsamen Anstrengung der Labore der Stanford University, der University of Maryland und des MIT vorgestellt wird: Eine Spionagedrohne, die Dank eines Trockenklebstoffs und einer ausgeklügelten Federmechanik an Wänden und Decken haften, und sich später auch wieder davon lösen kann. Paten dafür standen der Gecko und die Fliege.

Über die Vorarbeiten des Stanford-Teams hatte ich bereits 2010 berichtet (s.d.).

Elementar ist bei dem neun Ansatz, daß dieser Prozeß keine zusätzliche Leistung erfordert, da der Quadkopter sowohl zur Aktivierung als auch zu Ablösung nur seine eigene kinetische Energie verwendet. Der große Vorteil der Klebedrohne gegenüber einer konventionellen Flugdrohne ist daher: Wenn sie erst einmal an der Wand klebt, benötigt sie keinen Strom und verursacht in dieser Position auch keinerlei Geräusche mehr.

Finanziert wird das nicht nur militärtechnisch ausgesprochen interessante Projekt teilweise der National Science Foundation (NSF) und dem Programm Micro Autonomous Systems and Technology (MAST) des U.S. Army Research Lab (ARL).


Forscher der University of Pennsylvania in Philadelphia präsentieren im März wiederum einen fliegenden Roboter, der wie ein Adler Gegenstände packen und mit ihnen davonfliegen kann. Die Geschwindigkeit des Quadrokopters erreicht aber noch nicht die seines lebendigen Vorbilds. In den Videos des Experiments schnappt er bei einem Tempo von 3 m/s zu, was knapp 11 km/h entspricht.


Regelrecht genial finde ich den fliegenden Roboter Pars, den das iranische RTS Lab aus Tehran entwickelt hat, und der Ertrinkenden Rettungsringe zuwirft. Der ferngesteuerte Quadrokopter, der erstmals im April vorgestellt wird und auch als Life Guard Drohne bekannt wird, kann mit drei Rettungsringen beladen werden und verfügt über eine Vorrichtung, diese auch einzeln fallen zu lassen. Durch ein Onboard-System mit Beschleunigungsmesser, Gyroskop, GPS, Barometer und einen elektronischen Kompaß kann sich der Roboter ebenso selbst steuern.

Pars Design Grafik

Pars Design (Grafik)

Die Vorteile sind den Machern zufolge zahlreich. So können durch den Roboter gleich mehrere Personen auf einmal gerettet werden, wobei die Rettungsringe genau dorthin fallen, wo sie benötigt werden. Außerdem behindert starker Wellengang die Rettung ebensowenig wie Dunkelheit, und durch die eingebaute Kamera kann der Roboter den Rettungskräften Bilder der Situation auf offener See liefern.

Starten soll der Roboter von schwimmenden Plattformen oder Landeplattformen im Strandbereich, die mit Solarpaneelen auch die Energieversorgung der Drohnen sicherstellen.

Im August werden am Kaspischen Meer die ersten Tests erfolgreich durchgeführt. Der aktuelle Prototyp erreicht eine Spitzengeschwindigkeit von etwa 35,5 km/h und schafft eine Reichweite von 4,5 km. Auch als der fliegende Retter gegen einen regulären Rettungsschwimmer antritt, kann sich das Ergebnis sehen lassen: Die Drohne erreicht den 75 m vom Ufer entfernt ,Ertrinkenden’ in 22 Sekunden – während der Schwimmer fast 50 Sekunden länger braucht.

RTS testet die Drohne ebenfalls in der Nacht, wo sie mit integrierten LED-Leuchten dabei hilft, Schwimmer zu finden und ihnen zu helfen. Noch ist das Projekt in der Entwicklungsphase, aber spannend und sinnvoll ist es auf jeden Fall. Ein Nachfolgemodell soll sogar bis zu 15 Rettungsringe transportieren können.

StopRotor-Modell

StopRotor-Modell


Im April 2013 stellt die australische Firma Unmanned Aerial Systems Pty Ltd. aus Sydney einen neuen Ansatz vor, die vertikalen Start- und Landefähigkeit eines Hubschraubers mit der hohen Geschwindigkeit und der langen Reichweite eines Starrflüglers zu kombinieren. Das hybride RotorWing (Hybrid RotorWing, HRW) Design ist durch einen Hauptrotor gekennzeichnet, der mitten in der Luft vom feststehenden Rotor zu festen Flügel umschaltet und daher treffend StopRotor Technologie genannt wird. Erfinder des patentierten Systems ist der professionelle Pilot und Unternehmensgründer Rowan John Watkins, Anmelder seine Firma StopRotor Technology Pty Ltd. (AU-Nr. 2013360005, erteilt 2015).

Das Design verfügt über einen angetriebenen Hauptrotor, ein Anti-Drehmoment-System und Vortriebsmotoren. Damit kann der Hybrid RotorWing in fünf verschiedenen Flugmodi betrieben werden: Starrflügelflug (mit gesperrtem RotorWing, um als fester Flügel zu fungieren); Drehflügelflug (der RotorWing dreht sich wie ein Hubschrauberrotor mit andauernder Schwebefähigkeit); Verbund-Drehflügelflug (wo der Bedarf nach Rotoren, um Hub und Schub zu erzeugen, auf andere Auftriebsflächen oder Antriebsmotoren übertragen wird); Autogiro-Flug (eine Form des Drehflügelflugs, bei dem der Rotor von dem relativen Luftstrom und nicht durch den Motor angetrieben wird); und Übergangsflug (hier erfolgt die Verwandlung vom Starrflügel- zum Drehflügelflug oder umgekehrt).

Um den Hybrid RotorWing weiter zu entwickeln, damit er in das im Februar gestartete VTOL X-Plane-Programm der DARPA aufgenommen wird, will das Unternehmen mit führenden Luft- und Raumfahrtunternehmen zusammenarbeiten. Dem Team zufolge eignet sich das Design für eine Hochskalierung bis zu bemannten Anwendungen. Als erster Schritt für die Technologie wird aber der unbemannte und ferngesteuerte Luftfahrzeugmarkt gesehen.

Man konzentriert sich daher auf die Entwicklung einer 20 kg schweren MTOW-UAS-Plattform, die als Prototyp für größere Flugzeuge dienen soll. Im August 2013 kann der Inflight-Übergang vom Starrflügel- zum Drehflügelflug erstmals erfolgreich demonstriert werden – mit einem elektrisch betriebenen, ferngesteuerten, 2 m langen und 7 kg schweren Prototyp. Dem folgen Testflüge mit verschiedenen weiteren Prototypen.

Im Juli 2014 erhält StopRotor einen Zuschuß vom australischen Industrieministerium, und ab 2015 arbeitet die Firma mit dem Defence Science Institute in Melbourne zusammen um zu ermitteln, wie die Technologie kommerzialisiert werden kann.


Auch das Thema der verletzten Privatsphäre durch Drohnen kommt wieder in die Öffentlichkeit. Im Mai 2013 wird von John M. Franklin und Brian P. Hearing, die im Folgejahr die Firma DroneShield (DRO) mit Sitz in Sydney und Virginia gründen, ein Gerät vorstellt, das ein Array von Parabol-Mikrofonen nutzt, um Überwachungsdrohnen an der verräterischen Signatur ihrer Rotorblätter zu erkennen.

DroneShield

DroneShield

In dem gleichnamigen Drohnenwarngerät, das aus einem Raspberry Pi-Minicomputer besteht, an welchen ein Mikrofon und ein Signalverarbeitungsprozessor gekoppelt sind, ist eine Datenbank mit den Geräuschen verschiedenster Drohnen gespeichert. Wird eines davon erkannt, schlägt der Wächter, der kaum größer ist als eine Zigarettenschachtel, per E-Mail und/oder SMS Alarm.

Die Firma, die sich bereits als ein weltweit führender Anbieter von Drone Detection-Technologie bezeichnet, soll mit ihren hochspezialisierten Technologien eine Präzision und Empfindlichkeit bei der Abwehr von Spionage aus der Luft erreichen, die mit anderen Methoden nicht möglich sind. Mit einer sogenannten High-Tech-Listening-Technologie sollen zudem falsche Alarme eliminiert werden. Kosten soll der Mini-Computer rund 69 $ – und langfristig sogar nur rund 20 $ –, doch dies erweist sich bald als unrealistisch.

Im Mai startet die Firma eine Crowdfunding-Kampagne auf indiegogo.com, die statt der erhofften 3.500 $ mit 8.708 $ das zweieinhalbfache einbringt. Was belegt, daß es einen vermehrten Kreis von Personen gibt, die aufgrund der zunehmenden Drohnen-Dichte um ihre Privatsphäre fürchten.

Der Versand scheint dann Ende des Jahres zu beginnen – dem Stand von Anfang 2014 zufolge allerdings nun zu einem Preis von 99 $. Im Juni bestellt sogar J. J. Abrams für das Filmset von Star Wars Episode VII ein DroneShield, um es vor Spionen in der Luft schützen. Vom Set in Großbritannien sollen möglichst wenige Informationen vorab bekannt werden, um die Spannung auf den für Dezember 2015 geplanten Filmstart zu halten. Nun steht die Anbieterfirma vor dem Problem, daß sie bislang noch keine Ausfuhrgenehmigung erhalten hat und das System solange nur in den USA eingesetzt werden darf.

Im November 2015 meldet die Presse, daß DroneShield jüngst eine Finanzierung von über 1 Mio. $ erhalten haben und bisher schon ungefähr 300 Einheiten verkauft hätte, deren Preis ab 2.000 $ beginnt. Was etwas irritiert – denn von den obigen Ankündigungen ist nirgends mehr etwas zu finden.

Zudem wird im Jahre 2016 mit Sitz in Herndon, Virginia, die Firma DroneShield LLC gegründet – von völlig anderen Personen. Der Erfinder des Systems Franklin wird nur noch als Chefwissenschaftler erwähnt, Hearing verschwindet völlig.

Aus einem längeren Bericht von Anfang 2017 ist dann zu erfahren, daß das System in den letzten zwei Jahren beim Boston-Marathon eingesetzt wurde. Außerdem wird nun auch erklärt, was weiter geschieht: Ist eine unerwünschte Drohne entdeckt, feuert ein Mitarbeiter vom Boden aus das DroneShield-Gewehr ab, das keine Munition, sondern Funkwellen verschießt, welche die Kommunikation zwischen der Drohne und ihrem Piloten stören und den Kontakt unterbrechen (bei einer Vorstellung der Technik auf CNBC Ende 2015 hatten die ursprünglichen Innovatoren noch einen Fangnetz-Werfer der Firma M.A.L.O.U. Tech genutzt; s.d.).

DroneGun

DroneGun

Das Gewehr wiegt knapp 6 kg, und ein weiteres Kilogramm der Akku mit einer Laufzeit von zwei Stunden, der während der Nutzung auf dem Rücken getragen wird. Ein Preis wird nicht mitgeteilt.

Das Blockieren von Signalen (jamming) erfordert in den USA jedoch die Zustimmung der Federal Communications Commission (FCC), weshalb das Funkgewehr, dessen Reichweite 2 km beträgt, zwar schon erfolgreich in Australien und der Türkei eingesetzt wird, in Amerika bislang aber auf den Secret Service und das Militär beschränkt ist.

Im November 2016 erscheint das Gewehr ein weiteres mal in den Blog – doch diesmal unter der neuen Namen DroneGun.

Zudem wird mit der Version DroneSentry ein erweitertes System vorgestellt, das die Funktionalität von Long-Range Sensoren und der DroneGun  vereint. DroneSentry detektiert Drohnenschwärme und wehrt diese effektiv mittels Einflußnahme auf die Steuerung und die Navigation ab. Der Wirkradius beträgt bis zu 2 km.

Wie dann im Februar 2017 zu erfahren ist, habe nun auch das Verteidigungsministerium eines nicht genannten Landes im Nahen Osten einen Drohnen-Jammer gekauft habe, nachdem der sogenannte ,Islamische Staat’ im vergangenen Monat offiziell die Gründung einer ,UAV-Luftwaffe der Mujahidin’ bekannt gegeben hatte, die mit Bomben tragenden Drohnen in einer Woche bereits 39 irakische Soldaten getötet oder verwundet haben soll. Ein genauer Preis der DroneGun ist nicht zu erfahren, soll aber im Bereich einiger zehntausend Dollar liegen.


Eine Firma mit ähnlichem Ansatz ist im Übrigen die im Juli 2014 von Zain Naboulsi gegründete DroneLabs LLC mit Sitz in Oregon. Diese entwickelt und verkauft portable sowie stationäre Systeme namens DroneDetector, welche die typischen Drohnen-Sensoren, ihre IR- und Kamera-Fähigkeit, effektiv blockieren.


In diesem Monat berichtet die Presse auch von Plänen der Deutschen Bahn, mit Hilfe von Wärmebildkameras an kleinen Kameradrohnen Graffiti-Sprüher zu jagen. Immerhin hat die Beseitigung von Graffiti das Unternehmen im vergangenen Jahr satte 7,6 Mio. € gekostet.

Der  Hightech-Flieger mit dem Logo der Bahn kostet 60.000 € und kann in 150 m Höhe mehr als 80 Minuten lang mit bis zu 54 km/h fast geräuschlos Ausschau halten. Per Autopilot sind bis zu 40 km lange Strecken möglich.

Die neue Technik soll bereits in den kommenden Wochen getestet werden. Aus Datenschutzgründen soll das Gerät allerdings vorerst nur über Bahn-Gelände eingesetzt werden. Bis November werden die Testflüge zwar erfolgreich abgeschlossen, doch die Luftsicherheitsbehörden erteilen keine Nachtflugerlaubnis, so daß die Drohnen vorerst nur tagsüber eingesetzt werden können... wenn niemand am Sprayen ist.


Ausgesprochen innovativ ist ein Kickstarter-Projekt des in Großbritannien ansässigen Doktoranden Witold Mielniczek, das ebenfalls im Mai gestartet wird. Bei seiner Erfindung handelt es sich um ein Quadrokopter-Rennauto, das den einfachen Namen B trägt, technisch aber sicherlich auch ein A verdient hätte.

Das batteriegetriebene Rennauto mit vier Propellern, das sich auf dem Boden ganz klassisch mittels seiner vier Räder bewegt, überwindet Hindernisse, indem es seine 7-Zoll Rotoren anwirft und senkrecht in die Luft steigt.

Das schnittige Gehäuse besteht aus Polycarbonat, und die 2.200 mAh Lithium-Polymer-Batterie sorgt für eine Fahr- und Flugzeit von bis zu 15 Minuten. Die Räder werden bei harten Landungen oder Abstürzen durch einen Sicherheitsmechanismus geschützt. Und eine Kamera an der Front macht sogar Aufzeichnungen auf einer Micro SD card.

Ein Patent auf seine Erfindung – die Propeller innerhalb der Reifen – hat Mielniczek bereits eingereicht. In Zukunft hofft er, die Produktreihe weiterentwickeln zu können, beispielsweise durch ein Solarmodul auf dem Rücken des Hybrids, das die Batterie laden und längere Expeditionen ermöglichen könnte. Die Idee kommt jedenfalls gut an: Statt der benötigten 86.500 £ kommen bis Juli von 417 Interessenten 122.366 £ zusammen – worauf Mielniczek meldet, daß die ersten Geräte schon im Dezember dieses Jahres ausgeliefert werden sollen.

B-Unstoppable

B-Unstoppable

Da sich Fähigkeit des B, rauhes Gelände zu durchqueren, letztlich als doch nicht so phänomenal erweist, tauscht der zwischenzeitliche Produktdesigner im Jahr 2015 die Räder durch Neopren-Ketten als Laufflächen aus und nennt sein neues Gerät B-Unstoppable.

Der patentierte Panzer/Kopter-Hybrid ist etwa 23,5 vm lang und wird mit einem runden 900 mAh Li-Poly-Akku betrieben, der im Mischbetrieb in der Luft und auf dem Boden etwa 12 – 15 Minuten hält. Die 84 g leichte Kreuzung kann auf dem Boden eine Höchstgeschwindigkeit von etwa 8 – 10 km/h und in der Luft von 35 km/h erreichen. Und im Gegensatz zu der vorherigen Rad-Version kann er sich um 360° auf der Stelle drehen – und hat natürlich viel mehr Zugkraft. Eine Kamera gibt es optional.

Die schräge Kombination kommt allerdings nicht so gut an, wie erhofft. Auf Kickstarter, wo die Basisversion des B-Unstoppable im Juni für 55 £, die DVR-Version für 79 £ und ein FPV-Paket mit 4,5 Zoll-Monitor und Kamera für 89 £ angeboten wird, schlägt die Finanzierung im Juli knapp fehl, als statt dem Ziel von 49.000 £ nur 46.629 £ zusammenkommen.

Ein erneuter Anlauf im September auf der Indiegogo geht noch weniger gut aus. Hier werden nur 21.360 $ eingesammelt, erhofft hatte sich Mielniczek 77.000 $. Trotzdem wird versprochen, daß die Hybrid-Drohne im Mau 2017 auf den Markt kommt, Vorbestellungen für das nun X-TankCopter genannte Gefährt werden bereits angenommen – der Preis beträgt 199 $.


Die wohl interessanteste Meldung im Juni lautet, daß es Studenten der University of Minnesota gelungen sei, eine Drohne nur mittels Gedanken durch die Luft zu manövrieren. Allerdings nicht telepathisch oder telekinetisch - das wäre wohl zu einfach -, sondern mit Hilfe von Hirnströmen über ein Hirn/Computer-Interfaces. Das Prinzip klingt sehr einfach, erfordert tatsächlich aber höchste Konzentration und monatelanges Training.

Als praktikabel erweisen sich körperliche Imaginationen: Stellt man sich vor, die linke Hand zur Faust zu ballen, bewegt sich die Drohne in die entsprechende Richtung. Selbiges geschieht auch mit der rechten Seite. Soll das Flugvehikel höher in die Lüfte empor steigen, schließt man beide Hände, oder stellt es sich zumindest vor.


Ebenfalls ab Juni soll der Nano Falcon des japanischen Herstellers CCP erhältlich sein, der zu diesem Zeitpunkt als der kleinste Helikopter der Welt gilt und es sogar ins Guiness Buch der Rekorde geschafft hat. Das ferngesteuerte Leichtgewicht ist 65 mm klein, wiegt nur 11 g und soll rund 46 $ kosten.

Technisch ist es identisch mit den vielen Spielzeug-Helis unterschiedlichster Preisklassen, die sich immer mehr verbreiten (auch ich habe inzwischen so ein Teil - zum üben).


DomiCopter


Außerdem werden in diesem Monat mehrere Marketingaktionen mit Drohnen durchgeführt, wie z.B. durch den US-Pizzadienst Domino’s, der sich mit der Werbeagentur T + Biscuits zusammentut und einen Quadrokopter der Firma AeroSight so umbaut, daß er das Gewicht von zwei Pizzas tragen und dabei etwa 100 m über dem Boden fliegen kann.

Der erste Testflug erfolgt im britischen Guildford in der Grafschaft Surrey, wo der DomiCopter zwei große Pepperoni-Pizzas ausliefert, die in einer isolierten Tasche verpackt sind, um den 10-minütigen, etwa 6,4 km weiten Flug in einer Höhne von rund 100 m zu ihrem Ziel warm zu überstehen. Die Drohne wird von einem Piloten auf dem Boden gesteuert, könnte in Zukunft aber auch GPS verwenden, um sein Ziel ohne die Hilfe eines menschlichen Betreibers zu erreichen.

Nachdem sich das Experiment bewährt hat, arbeiten die beteiligten Ingenieure nun daran, das Gewicht zu erhöhen, das die Drohne tragen kann, damit diese neben den Pizzas auch noch Getränke transportieren kann. Ob es einmal zu einem regulären Einsatz kommt, ist noch ungewiß.


Eine weitere Aktion erfolgt zu dieser Zeit seitens der Londoner Franchise-Kette Yo!Sushi, die in einem Modellversuch das Essen per iPad-betriebener iTray Flugdrohne serviert und diese Art der Bedienung 2014 für alle 64 Filialen übernehmen will (wovon später aber nichts mehr zu hören ist).


Der Incake-Bäckerei in Shanghai, die bereits Tests mit drei Hexakoptern mit einer Spannweite von 1,1 m und einem Gewicht von 10 kg durchführt, die 50 m hoch fliegen und eine Reichweite von ein paar Kilometern haben, untersagen die Stadtbehörden im Juli die weitere Drohnen-Auslieferung von Kuchen, da die eine Gefahr für die Öffentlichkeit darstellen könnte.


Ebenfalls im Juli macht in Philadelphia, Pennsylvania, die Trockenreinigung Manayunk Cleaners von Harry Vartanian von sich reden, als sie ein (leichtes) Kleidungsstück mit einem DJI Phantom Quadrokopter bis direkt an die Haustür des Kunden ausliefert.

Vartanian will nun eine monatliche Lotterie veranstalten, bei welcher der glückliche Gewinner ihr oder sein gereinigtes Stück von der Drohne geliefert bekommt. Diese ist zwar nur in der Lage, bis zu 1 kg über eine kurze Strecke zu tragen, doch zukünftige Modelle sollen bis zu 5 kg transportieren können.

DHL-Versuch

DHL-Versuch


Daß die französische Post Drohnen als Briefträger einsetzen will, entpuppt sich später zwar als Aprilscherz, doch UPS gibt bekannt, daß man die Option, Paketauslieferungen mit Drohnen durchzuführen, tatsächlich im Blick habe.

Und unter Vorwegnahme der Chronologie: Im September testet die Firma SF Express in der chinesischen Stadt Shenzhen die Paketauslieferung mittels Drohnen, die mit einem Navigationssystem selbständig die Kunden finden sollen; im Oktober macht das Drohnen-Startup Flirtey in der australischen Stadt Sydney von sich reden, das gemeinsam mit einem weiteren lokalen Startup namens Zookal Bestellungen von Studenten entgegennehmen und ihnen die bestellten Lehrbücher binnen weniger Minuten nach Hause liefern will; und auch die Deutsche Post AG führt mit ihrem Paketservice DHL im Dezember in Bonn einen Versuch durch, bei dem vier Tage lang Medikamente mit einem Quadrokopter vom Typ microdrones md4-1000 an Mitarbeiter der Deutschen Post ausgeliefert werden.


Eine Drohne genau diesen Typs, die mit einer HD-Kamera ausgerüstet ist, überquert im Juni die Alpen über den legendären Gotthardpass zwischen Hospental und Airolo. An dem primär medialen Experiment beteiligten sich mehrere Unternehmen – darunter auch Mercedes-Benz. Der knapp 25 Minuten währende Rekordflug wird von einem professionellen Filmteam überwacht und dokumentiert.


Wer sich für die vorgefertigten Quadrokopter nicht begeistern kann, kann sich ab Juli einen Set zum Eigenbau mit dem 3D-Drucker selbst erschaffen. Mit dem DIY V.1.0 Kit (für Drone it Yourself) des Designers und Hobbybastlers Jasper van Loenen können alle möglichen Gegenstände in kuriose Flugobjekte verwandelt werden – vorausgesetzt sie sind leicht genug. Als Beispiele werden fliegende Tastaturen und ähnliche Gimmicks gezeigt.


Etwas ernsthafter ist der Ansatz von Forschern der Eidgenössischen Technischen Hochschule (ETH) in Zürich, die schon mehrfach mit ihren Drohnen in die Presse gekommen sind, und die nun ein unbemanntes Fluggerät präsentieren, das sich selbst zusammenbaut.

Die Einzelelemente des Distributed Flight Array (DFA), kleine 3D-gedruckte sechseckige Module mit Rotor und Steuereinheit, werden einfach auf dem Boden verstreut. Durch Selbstorganisation rollen sie aufeinander zu, docken mittels Magneten aneinander an – und heben dann als Multirotor-Helikopter ab. Ein einzelnes Modul kann nicht richtig fliegen, es würde nur unkontrolliert durch den Raum trudeln. Damit die Drohne stabil in der Luft liegt, müssen sich mindestens vier Rotoren zusammenschließen. Nach oben gibt es dagegen keine Grenze.


Der Franzose Eric Dupin aus Lyon wiederum gründet in diesem Monat unter dem Namen Dronestagram das erste soziale Netzwerk für Flugroboter-Fotografie, in das die Nutzer ihre Luftbilder hochladen können. Dupin möchte mit den Drohnenfotos eine Gesamtansicht der Erde zusammenbauen. Später sollen auch Videos dazukommen. (Achtung: Bei dem Namensvetter Dronestagram handelt es sich um ein Anti-Militärprojekt von James Bridle auf Tumblr, bei dem die Einsätze der militärischen Kampfdrohnen des US-Militärs dokumentiert werden).


Recht erfolgreich ist in diesem Monat auch der Einsatz eines Hexakopters in Kanada. Dort hat  die Stadt Ottawa ein Problem mit Gänsen, die in großer Zahl entlang des Ottawa River landen und mit ihrem Kot nicht nur die Strände und Freizeitanlagen verschmutzen, sondern auch den Fluß mit Escherichia coli verunreinigen. Bisher erwiesen sich alle nicht-tödlichen Option, wie ausgebildete Hunde, Lärmerzeugung, Lockvögel u.ä. als ziemlich erfolglos.

Bis nun Steve Wambolt, der sich mit Drohnen-Luftbildern beschäftigt, von dem Problem hört und auf die Idee kommt, mit seinem ferngesteuerten Hexakopter die Arbeit zu tun. In rund zwei Wochen baut er diesen um, entfernt die Kameras und installiert statt dessen Lautsprecher, welche die Schreie von Raubvögeln abspielen, die in niedriger Höhe über den Strand fliegen. Die Stadt erhält von den Naturschutzbehörden sogar eine spezielle ,Erschreck-Erlaubnis’, um die geschützten Vögel zu stören.

Durch den Einsatz der Drohne sinkt die Zahl der Gänse in der Gegend von Hunderten auf ein paar Dutzend, und der Strand muß nicht einmal geschlossen werden. Ein voller Erfolg ist es aber nicht, denn auch die renitenten Möwen zu vergraulen, gelingt der kleinen Drohne nicht.


Nun ein kurzer historischer Abriß: Seit 1990 fordert die International Aerial Robotics Competition (IARC) Hochschul-Teams mit Missionen heraus, bei denen Roboter komplexe, autonome Verhaltensweisen beweisen müssen, die oft sogar über die Möglichkeiten der anspruchsvollsten Militär-Roboter hinausgehen. Die erste Mission bestand beispielsweise darin, eine Metallscheibe durch einen völlig autonomen Flugroboter von einer Seite der Arena zur anderen zu transportieren. Dies gelingt erst im Jahr 1995 einem Team der Stanford University.

Mission 6

Mission 6

Die dritte Mission, die 1998 beginnt, ist eine Such- und Rettungsmission, bei der ein vollständig autonomer Roboter selbständig zu starten und in ein Katastrophengebiet zu fliegen hat, wo er inmitten tobender Brände, defekter Wasserleitungen, Wolken aus giftigen Gas und dem Schutt zerstörter Gebäude nach Überlebenden und Toten suchen soll.

Eine Drohne der Technische Universität Berlin ist im Jahr 2000 in der Lage, alle Hindernisse zu vermeiden (von denen viele den Roboter selbst zerstört hätten), alle Toten auf und Überlebenden dem Boden zu identifizieren (die Unterscheidung zwischen den beiden Gruppen erfolgt auf Basis ihrer Bewegung), sowie den Hilfskräften Bilder von den Überlebenden nebst deren Standorteen zu übermitteln.

Jetzt, im August 2013, kann das Team der Tsinghua-Universität in Peking die seit drei Jahren offene sechste Mission erfolgreich abzuschließen. Diesmal muß der Roboter bei einem aufwendigen Spionageeinsatz eine Öffnung in einem Gebäude finden und dort eindringen, während eine Überwachungskamera gerade nicht aktiv ist, durch enge Flure navigieren, Sicherheitssysteme vermeiden, eine Beschilderung in Arabisch interpretieren (was ich auf dem entsprechenden Video allerdings nicht sehen konnte), und schließlich ein bestimmtes Zimmer erreichen, ohne auf seinem Weg an Wände anzustoßen oder zu landen.

Dort hat er dann heimlich einen USB-Stick aufzunehmen und aus dem Gebäude heraus zu schmuggeln. Der chinesische Roboter, dessen Flugapparat auf dem AscTec Pelican Quadrokopter der deutschen Firma Ascending Technologies GmbH aus Krailling basiert, schafft die Mission in weniger als 9 Minuten.


In diesem Monat ist erstmals zu erfahren, daß sich die in Hamm beheimatete deutsche Non-Profit-Organisation Definetz e.V. mit dem Bielefelder Technologieunternehmen Height Tech und dem Defibrillatorhersteller Schiller zusammengetan hat, um einen Oktokopter zu entwickeln, der Leben retten könnte. Der geplante Defikopter trägt einen per Fallschirm abwerfbaren Defibrillator bei sich, kann bei nahezu allen Wetterverhältnissen fliegen, erreicht eine Spitzengeschwindigkeit von 70 km/h und ist für einen Radius von 10 km ausgelegt.

Defikopter-Garage

Defikopter-Garage

Mit der Erste-Hilfe-Drohne sollen dem Entwicklungsteam zufolge viele der insgesamt 100.000 verhinderbaren Tode durch Herzstillstand in Deutschland vermieden werden können, da das wichtigste Kriterium bei der Rettung der Betroffenen schnelles Handeln ist. Rettungsdienste, die auf Straßen angewiesen sind, sind oft erst nach mehreren Minuten vor Ort - wenn es für einen positiven Ausgang schon oft zu spät ist.

Interessanterweise fordert der Arbeiter Samariter Bund (ASB) im Juli 2015 die Einbindung der Defikopter in den Rettungsdienst.Vor allem in ländlichen Gegenden oder in Waldgebieten, die für Rettungsfahrzeuge nur schwer zugänglich sind, könnten Drohnen in Zukunft als Lebensretter eingesetzt werden. Ihr Stückpreis wird mit 26.000 $ angegeben.

Die involvierten Organisationen appellieren nun an den deutschen Gesetzgeber, die rechtlichen Voraussetzungen zu schaffen, d.h. die Flugerlaubnis für vollautomatische Flüge von Drohnen sowie die entsprechende Abwurfgenehmigung, damit das System ca. 2018 einsatzfähig wird. Hilfreich dabei ist möglicherweise, daß das Projekt Defikopter und der gemeinnützigen Verein definetz e.V. beim Human Telematik Award 2015 im September mit dem Sonderpreis für die beste Innovation ausgezeichnet werden (ein vergleichbares Gerät namens Ambulance Drone wird übrigens im Oktober 2014 von der TU Delft vorgestellt, s.d.).


Während dem Oppikoppi Music Festival im August 2013 in der Provinz Limpopo in Südafrika können die Besucher von ihrem Smartphone aus Bier bestellen, das dann von einer Drohne per Fallschirm über dem District 9 Campingplatz abgeworfen wird.

Die zuvor getestete und gegenwärtig von Hand gesteuerte Bierdrohne könnte zukünftig auch per GPS fliegen. Allerdings ist der Hexakopter nur fähig, eine einzelne Bierdose zu tragen. Dafür wird der Trank kostenlos auf Werbebasis versandt, da es keine Garantie dafür geben kann, daß der Besteller auch derjenige ist, bei dem das vom Himmel fallende Bier letztlich

Hybrid Quadrotor UAV

Hybrid Quadrotor UAV


Auf der weltgrößten Messe für Drohnen, der im August stattfindenden dreitägigen Unmanned Vehicle Systems International in Washington, ist unter den Exponaten auch eine Hybrid-Drone, die als Mischung zwischen einem Quadrokopter und einer konventionellen Flugdrohne beschrieben wird.

Das Hybrid Quadrotor UAV der Firma Latitude Engineering LLC aus Tucson, Arizona, kann mittels vier horizontal angebrachten Propellern auf der Stelle schweben oder vertikale Starts und Landungen durchführen. Diese Propeller werden jeweils von einem eigenen Elektromotor angetrieben und erhalten ihre Energie gemeinsam von zwei Lithium-Polymer-Akkus (5 Zellen, 11.000 mAh).

Hat der Flieger seine Reiseflughöhe erreicht, schaltet sich allerdings ein 0,5 PS 4-Takt-Gasmotor an, der das nun eher traditionelle Starrflügel-Flugzeug bis auf 74 km/h beschleunigt  und Flugzeiten bis zu 15 Stunden erlaubt. Die Entwicklung des Hybrid-Modells erfolgte im Auftrag der U.S. Navy, die nun Feldtests plant. Der erwartete Verkaufspreis beträgt rund 60.000 $, eine kleine Version soll es für 25.000 bis 30.000 $ geben.


Innerhalb von 30 Tagen im August und September gelingt es den Innovatoren des Spiri über kickstarter.com von 382 Unterstützern mehr als 140.000 $ einzunehmen – obwohl sie eigentlich nur 125.000 $ wollten.

Der durchgestylte Quadrokopter der Firma Pleiades Consulting Inc. aus dem kanadischen Halifax soll vollautomatisch fliegen, selbständig einen vorgegebenen Kurs aufnehmen, genau definierte Ziele anfliegen und bei leeren Akku zur Sicherheit ebenso autonom landen. Potentielle Abstürze soll die Hülle aus Kohlefaser abfedern.

Die 400 g schwere und 340 x 340 mm große Drohne läßt sich außerdem individualisieren, da sie über GPS, mehrere Kameras, vier Rotoren, W-Lan, Bluetooth, 4 GB Speicher, einen USB-Port und einen 1 GHz Dualcore-Prozessor verfügt. Als Betriebssystem kommt eine Ubuntu-Variante zum Einsatz, die um die Open-Source-Software ROS (Robot Operation System) ergänzt wurde. Die Firma schätzt, im Mai 2014 mit der Auslieferung beginnen zu können – zu einem Stückpreis von 545 $.


Im September 2013 ist zu erfahren, daß Forscher der Michigan State University um Bruno Basso Quadrokopter einsetzen wollen, um die Gesundheit der Pflanzen zu kontrollieren. Ihr Flieger benutzt dabei drei Instrumente: eine Wärmebildkamera, um die Temperatur der Pflanzen zu prüfen und zu sehen, ob sie Wasser brauchen zu nehmen; ein hyperspektrales Radiometer, das erkennbar macht, wann die Pflanzen Stickstoff benötigen; und schließlich einen Laserscanner, der die Pflanzenhöhen mißt.

Der Plan ist, die Drohne ab dem kommenden Sommer versuchsweise zwei- oder dreimal pro Jahr über die Felder von 75 Landwirten fliegen zu lassen, jeweils 25 in den Staaten Michigan, Illinois und Iowa.


Ebenfalls im September bekennt sich die Piratenpartei zum Einsatz einer Drohne während einer CDU-Wahlkampfveranstaltung in Dresden, bei der das etwa 40 cm große Fluggerät nur wenige Meter vor der Bundeskanzlerin abgestürzt war.

Typisch für diesen Chaosverein: Während der Bediener der Drone aussagt, daß sie einzig dem Zweck diente, ein Video der Kanzlerin und anderen anwesenden Politikern aufzunehmen, erklärt der Piraten-Vize Markus Barenhoff, Ziel des Einsatzes war, der Kanzlerin und Verteidigungsminister de Maizière ein Gefühl dafür zu vermitteln, wie es ist, plötzlich selbst von einer Drohne beobachtet zu werden.

Für den Spaß wird ein Bußgeld von 528,50 € fällig, weil die Drohne in der Kontrollzone des Dresdner Flughafens ohne Flugerlaubnis des Towers gestartet war.


Das Thema Drohnen – womit in diesem Umfeld inzwischen zumeist mit Kameras bestückte  Quadrokopter gemeint sind – wird derweil immer aktueller. Das Magazin c't Digitale Fotografie widmet sich daher in der Quartalsausgabe 3/2013 ausführlich dem Thema. Auf über 20 Seiten wird eine Übersicht der Drohnentechnik und Kameras gegeben, gefolgt von jeder Menge Rechtsfragen, angefangen von der in Deutschland wohl wichtigsten:Darf meine Drohne in Nachbars Garten fliegen?“


Der US-Künstler Adam Harvey stellt im Oktober und November 2013 in Wien seine Anti-Drohnen-Mode aus und zeigt auch, wie man Gesichtserkennungssoftware am besten mit Make-up austrickst.

Seine zusammen mit Johanna Bloomfield kreierte Anti-Überwachungs-Modelinie Stealth Wear umfaßt einen Kapuzenüberhang, der vor den Thermosensoren der Drohnen schützt, sowie eine Tasche, die eine Handyortung unmöglich macht. Es kommt Harvey allerdings weniger um Produkte an als um die Schaffung eines Bewußtseins für die fast schon allgegenwärtige Überwachung.


Im November machen einmal wieder die Forschern der ETH Zürich von sich reden. Diesmal zeigen sie Flugdrohnen, die zwei gespannte Seile umfliegen und dabei neue Seilverbindungen spannen, bis eine netzartige Struktur entstanden ist. Die Quadrokopter sind dafür mit Spulen ausgestattet, auf denen ein besonders reißfestes Kunststoffseil aufgerollt ist. Die Betätigung als selbständige Brückenbauer wird durch ein unabhängig agierendes Computersystem gesteuert. Dabei wirken die Drohnen wie mechanische Spinnen, die durch die Luft schwirren statt zu klettern.

Daneben arbeiten die Züricher Entwickler an einem intelligenten Software-Update, das Quadrokopter absturzsicher machen soll, indem es die Drohne beim Ausfall eines oder mehrerer Propeller trotzdem weiter in der Luft hält. Das System funktioniert mit den meisten Quadrokoptern via Software-Update und sogar dann, wenn sich drei Propeller verabschieden.


Der zugrundeliegende Algorithmus wäre sicherlich auch für ein Projekt der Universität Kassel förderlich, wo ein Forschungsteam um Prof. Albert Claudi schon seit drei Jahren einen Flugroboter testet, der Hochspannungsmasten überwachen soll. Der kaum einen Meter große und mit Kameras, speziellen Sensoren für die Messung mit Infrarot, Ultraschall und von elektromagnetischen Feldern sowie einem Navigationssystem ausgestattete Flugroboter, der unter dem Namen Unikopter (auch: Multikopter) bekannt wird, fliegt Strommasten ab und registriert Schäden an den Leitungen.

Nun soll der Kopter das Fliegen ohne Fernsteuerung lernen und beispielsweise Hindernisse selbständig erkennen oder bei niedriger Batterie alleine zur Ladestation zurückfliegen. Im Gegensatz zu den bisherigen Überprüfungen, bei denen Kontrolleure die Leitungen vom Boden aus mit einem Fernglas beobachten oder mit einem Sicherheitsabstand von einigen zehn Metern per Hubschrauber an die Masten heranfliegen und den Zustand der Leitungen mit einer Filmkamera dokumentieren, kann der Multikopter Masten und Leitungen aus jeder Perspektive und aus kurzer Distanz filmen, da er bis auf einen Meter an den Mast heranfliegen darf.

Induktions-Ladesystem

Induktions-Ladesystem


Ebenfalls äußerst praktikabel ist eine drahtlose Ladestation, an der Drohnen ihre Akkus laden können, und die von dem Berliner Startup SkySense Inc. entwickelt wird. Obwohl diese Methode – im Vergleich zum Akkutausch – natürlich ebenso viel Zeit braucht, wie eine Drohne mit Drähten aufzuladen. An einer ähnlichen Anwendung, um Quadrokopter mit einem Induktionssystem aufzuladen, arbeitet auch das NIMBUS lab, das ich bereits im Juni 2012 vorgestellt habe (s.d.).

Das aus Andrea Puiatti und Michele Dallachiesa bestehende Gründerteam kommt im November 2013 in die Presse, als es den Gründer-Preis ,Der Zeit voraus’ des Berliner Hardware Accelerators entgegennehmen darf. Nun soll schleunigst ein erster Prototyp fertiggestellt werden.

Im November 2014 erscheinen zumindest Bilder des Systems, das sich durch eine wetterfeste, goldfarbene Landeplatte auszeichnet, die nun in drei Größen für unterschiedliche Arten von Drohnen produziert wird (43 cm für 649 $ - 86 cm für 1.425 $ - 172 cm für 4.365 $). Die Auslieferung soll im Januar 2015 beginnen.

SkySense entwickelt zudem ein Zusatzteil namens Droneport, das als Hangar dient, um die Drohne besser zu schützen, während sie auflädt. Das Team schließt außerdem Vereinbarungen mit Unternehmen wie Aibotix Italia und der Drohnen-Management-Plattform DroneDeploy, um die Implementierung von vollständig autonomen kommerziellen Drohnen zu erleichtern. Im Jahr 2016 belegt SkySense bei den NASA Europa Challenge den 1. Platz.

Proto X

Proto X


Auch ein weiterer Nano kommt im November auf den Markt. Diesmal heißt er Proto X und stammt von der Firma Estes-Cox Corp., die bislang für ihre Modellraketen bekannt war.

Der winzige Quadrokopter wiegt nur 11,3 g und kostet 40 $.


Außerdem kursieren in diesem Monat in der Presse weiter Berichte darüber (die sich in den darauffolgenden Monaten und Jahren immer häufiger wiederholen), daß Drohnen für den Schmuggel eingesetzt werden. In einem Fall, der sich im US-Bundesstaat Georgia zuträgt, werden vier Männer festgenommen die versuchen, mit einem ferngesteuerten Hexokopter Tabakpäckchen in den Gefängnishof des Calhoun State Prison zu werfen.

Eine ähnliche Meldung erfolgt aus Kanada, wo eine kleine, ferngesteuerte Helikopterdrohne über die Mauern des von Wald umgebenen Hull Gefängnisses in der Stadt Gatineau in Quebec fliegt. Die Gefängniswärter durchsuchen zwar das Gelände und die Umgebung sorgfältig, können das Paket aber nicht finden, das die Drohne möglicherweise getragen hat. Die Behörden geben zu, daß es sich dabei nicht um einen Einzelfall handelt, sondern bereits oft in Gefängnissen in ganz Quebec geschieht.


Eine andere Meldung mit ebenfalls nicht ganz legalem Hintergrund besagt, daß der Hacker Samy Kamkar die nötigen Spezifikationen vorgelegt hat, mit denen es zum Preis von rund 400 $ möglich ist, eine Drohne zum Hacken und Übernehmen anderer Fluggeräte umzurüsten. Das SkyJack genannte Konzept umfaßt einen Mini-Rechner Raspberry Pi, eine kleine USB-Batterie, einen W-Lan-Stick und eine Drohne des französischen Herstellers Parrot.

Der als Entführer agierende Quadrokopter ist so programmiert, daß er weitere in der Nähe befindliche Parrot-Drohnen bzw. deren Fernsteuerungssignal ermittelt, dieses unterbricht und sich bei der Zieldrohne als deren Besitzer an meldet. Nachdem so die Fernsteuerung gekapert ist, kann der Hacker die Kamera und Flugkontrolle steuern. Kamkar hat sich vermutlich deshalb auf gerade die Parrot-Drohne konzentriert, weil dieser populäre Flugroboter seit seiner Einführung 2010 bereits mehr als 500.000 mal verkauft worden ist.


Die vorangegangene Meldung kollidiert mit der im Dezember sehr weit getreuten Nachricht, daß nun auch Amazon darüber nachdenkt, Waren per Oktocopter auszuliefern, weshalb die Forschungs- und Entwicklungsabteilung des Konzerns bereits verschiedene Drohnen testet.

Mit einem Oktocopter können Pakete mit einem Gewicht von bis zu 2,5 kg innerhalb von 30 Minuten zugestellt werden, sofern das nächste Amazon-Lager nicht mehr als 16 km entfernt ist. Im Grunde überaus sinnvoll, denn mehr als 85 % aller Amazon-Sendungen liegen in dieser Gewichtsklasse.

Aufgrund der Genehmigungsverfahren der US-Luftfahrtbehörde FAA ist ein Praxiseinsatz vor 2015 ausgeschlossen, doch schon in vier bis fünf Jahren könnten die Geräte im regulären Geschäftsbetrieb zum Einsatz kommen. Kritiker betrachten die von Amazon-Chef Jeff Bezos gemachte Ankündigung jedoch nur als sehr cleveren Marketing-Trick, mit dem das Angebot der ,Same Day Delivery’ forciert werden soll.


Kommen wir nun zu den anderen Flugdrohnen, die in diesem Jahr in den Medien erscheinen. Sie orientieren sich zumeist an Vorbildern aus der Tier- und Pflanzenwelt, doch es gibt auch einige überraschende Ausnahmen. Außerdem werde ich auf mehrere weitere interessante Entwicklungen im Bereich der unbemannten Luftfahrt hinweisen.

Power Up 3.0

PowerUp 3.0


Das wohl lustigste Fluggerät, das erstmals im Februar 2013 in den Blogs vorgestellt wird, ist eigentlich gar keine Drohne, denn bei den Aufrüstsätzen PowerUp 1.0 und PowerUp 3.0 der Firma Taylor Toys LLC handelt es sich im Grunde nur um Antriebe – mit denen aus jedem selbstgefalteten Papierflieger eine Drohne gemacht werden kann (manchmal auch Power Up geschrieben).

Während die 15 $ teure Version 1.0 aus einem Motor mit Rotor, einem Gestänge, einem Akku und einem Ladegerät besteht, was dem Papierflugzeug einiges mehr an Reichweite gibt, läßt sich die Version 3.0 via Bluetooth 4.0 mit einem Smartphone und einer kostenlosen App fernsteuern, Kurven zu fliegen und Landemanöver absolvieren. 

Mit einer Akkuladung soll der Flieger rund 10 Minuten in der Luft bleiben können. Über Kickstarter beschafft sich Erfinder und Firmengründer Shai Goitein das notwendige Kapital – und will bereits im Juli des Folgejahres mit dem Versand der 50 $ teuren 3.0 Sets beginnen.


Einen steuerbaren Flieger ohne zusätzlichen Antrieb entwickeln wiederum Forscher der University of Queensland. Das Polyplane, das erstmals im Juli in der Presse erscheint, ist ein papierflieger-ähnliches, superleichtes High-Tech-Modellflugzeug, das einfach geworfen wird. Daß es gesteuert werden kann, ermöglichen druckbare Schaltkreise, ultraflache Akkus sowie Kunststoffe, die sich wie Bimetalle an eine Form ,erinnern’ können.

Der kleine Flieger besitzt ein Onboard-Kontrollsystem, mit dem er sich selbst zu einen vorgegebenen Ziel, oder so nah wie möglich, hinsteuert, nachdem er von einem größeren Flugzeug oder einer Drohne über dem Einsatzgebiet freigelassen wird. Die Steuerung erfolgt mittels kleiner Querruder-Laschen, die an der Rückseite der Flügel angebracht sind.

Außerdem präsentieren die Entwickler eine fortgeschrittene Version des bereits im Mai 2009 vorgestellten Samara MAV Einflüglers in Form eines Ahorn-Samens (s.d.). Die Vorteile von Papier für ein Wegwerf-UAV sind offensichtlich. Es ist sehr billig und reichlich vorhanden, es ist leicht, seine aerodynamischen Eigenschaften sind bewährt, und es ist biologisch abbaubar, so daß die Auswirkungen auf die Umwelt begrenzt bleiben, nachdem das Einweg-UAV seine Aufgabe durchgeführt hat.

Konzipiert sind die Mini-Drohnen als Sensormodule zur Erfassung und Weiterleitung der Umweltbedingungen in schwierigem Gelände. So lassen sich Dutzende von ihnen beispielsweise über einem Waldgebiet aussetzen um die dortigen klimatischen Bedingungen zurückzumelden, die auf den Beginn oder die Bewegungen von Buschfeuern hinweisen könnten. Daneben werden natürlich auch militärische Einsätze ins Auge gefaßt.  


Unterschätzen sollte man Papierflieger keinesfalls. Im Rahmen der Werbeaktion ,Project Space Planes’ setzt Samsung im Januar 2011 von einem Helium-Wetterballon in der Stratosphäre 200 Papierflieger aus, von denen jeder mit einer Speicherkarte bestückt ist, die eine Nachricht transportiert. Der Elektronik-Konzern will damit zeigen, wie stabil seine Samsung Memory SD Karten sind. Der Start erfolgt in der Nähe von Wolfsburg – und platzen tut der Ballon wie geplant über Berlin, nachdem er innerhalb von 2,6 Stunden bis auf eine Höhe von 37.339 m gestiegen ist.

Nach beachtlichen Reisen mit den Jet-Streams der Atmosphäre landen die Flugzeuge im Laufe der folgenden Wochen auf der ganzen Welt. So werden Funde aus Europa, Südafrika, Amerika und sogar Australien gemeldet.


Ebenfalls im Februar 2013 veröffentlichen Forscher der University of Illinois um Prof. Seth Hutchinson, die mit Kollegen der Brown University in Providence, Rhode Island, zusammenarbeiten, ihre bisherigen Erfahrungen mit der Entwicklung eines Roboter-Fledermausflügels, den sie genau der Anatomie der Tieres nachempfunden haben.

Das 15 cm lange Imitats hat Kunststoffknochen, eine ,Haut’ aus Silikon-Elastomer, durch drei Servomotoren bewegte Gelenke, und als Sehnen wirkende Kabel.

Möglich wird die Herstellung durch die neue 3D-Drucker-Technik. Nun kann die Dynamik des Schlagflugs von Fledermäusen ausführlich untersucht werden, ohne dazu lebendige Tiere strapazieren zu müssen.

Unter anderem zeigt sich dabei, wie die aerodynamischen Effekte der Flügelfaltung während der Aufwärtsbewegung den negativen Auftrieb verringern und die Flugeffizienz verbessern. Die Ergebnisse sollen nun zur Weiterentwicklung entsprechender Flugdrohnen-Designs genutzt werden.

Im Oktober 2014 wird berichtet, daß die National Science Foundation (NSF) einen Zuschuß in Höhe von 1,5 Mio. $ leistet, um die Entwicklung der mechanischen Fledermäuse zu fördern, die primär Baustellen überwachen sollen. Hutchinson arbeitet inzwischen mit den Professoren Soon-Jo Chung, Timothy Bretl und Mani Golparvar-Fard an seiner Universität sowie mit Kenneth Breuer and Sharon Swartz von der Brown University zusammen, die einen zusätzlichen NSF-Zuschuß in Höhe von 700.000 $ bekommen. Das Team erwartet nun, bis Ende des nächsten Sommers einen Prototypen vorstellen zu können.


Aus Japan kommt im Februar die Meldung über einen weiteren Ornithopter – ein Flieger, der sich durch das Schlagen seiner Tragflächen fortbewegt. Die Firma Flapping Wing Production Studio aus Osaka entwickelt die Meganeuropsis Drohne seit 2009 und zeigt nun das Video eines erfolgreichen Fluges.

Flying Crawler

Flying Crawler

Der Name bezieht sich auf die Meganeura genannte prähistorische Libelle – obwohl dem Ornithopter noch einiges an deren Anmut fehlt. Angetrieben wird der 2,6 g leichte und 15,5 cm lange Flieger, der eine Spannweite von 40 cm hat, von einem Gummiband. Das ultraleichte Teil ist aus einfachsten Materialien gebaut, die mechanischen Elemente werden mit einem 3D-Drucker hergestellt.

Ein zweites Modell, das im August vorgestellt wird, ist der Firma zufolge mit einer Länge von 25 cm und einer Spannweite von 76 cm größer als alle bisherigen Schlagflügel-Drohnen – und mit einem Gewicht von nur 8,7 g, inklusive einer 50 mAh Li-Po-Batterie, gleichzeitig auch leichter als jede andere Drohne auf dem Markt. Bewegt wird es durch einen 6 mm langen Motor an der Frontseite, der die Flügel zum Schlagen bringt, und einem 4 mm Motor, der einen einzelnen Heckrotor antreibt, um den Drehmoment zu kompensieren, ähnlich wie ein Hubschrauber stabilisiert wird.

Interessant ist, daß sich auch mehrere Ornithopter zu einer Konfiguration mit der Bezeichnung Flying Crawler verbinden lassen, wie man auf den Außenaufnahmen sehen kann, wo einmal drei, und einmal sogar vier aneinander gekoppelte Schlagflügler durch die Luft flattern.


Im März 2013 meldet das Forschungsteam der Harvard University und der Northeastern University, das im Februar des vergangenen Jahres eine mikro-elektromechanische Monolithic Bee gezeigt hatte (s.d.), daß man jetzt einen signifikanten Fortschritt gemacht hätte, denn nun ist es möglich, auch das Abheben der Drohne zu steuern. Diese kann außerdem in der Luft auf der Stelle stehen und grundlegende Flugmanöver ausführen. Dabei kommt sie mit 19 mW auf dieselbe Leistung wie eine Stubenfliege.

Die inzwischen RoboBee genannte und 0,08 g leichte Kunstfliege soll aufgrund ihrer Länge von nur 2 cm die kleinste fliegende Drohne der Welt sein. Die Flügel mit einer Spannweite von 3 cm schlagen 120 Mal pro Sekunde und erlauben es der Kleinstdrohne in der Luft an der gleichen Stelle zu schweben oder auch sehr langsam zu fliegen. Dies geschieht durch zwei Steuerantriebe unter den Flügeln, mit denen sich die Neigung und Richtung beim Starten kontrollieren bzw. bestimmen lassen.

Ein sehr wichtiger Schritt steht allerdings noch aus, denn bislang muß die Energie durch einen Draht zugeführt werden. Um tatsächlich autonom zu fliegen muß daher noch eine on-Bord-Versorgung entwickelt werden. Gedacht wird an Solarzellen und Akkus, welche die künstlichen Bienen innerhalb von 50 Minuten aufladen und 18 Stunden Flugzeit garantieren sollen.

Zum Einsatz kommen sollen die mechanischen Bienchen, an denen schon seit 2007 gearbeitet wird, dann nicht nur zur Spionage, sondern auch bei Such- und Rettungsaktionen, der Überwachung besonderer Gebiete, der Verkehrsüberwachung oder zur hochauflösenden Wetter- und Klimabeobachtung. Ein ganz besonderes Einsatzfeld soll das Bestäuben von Pflanzen werden, was durch das seit Jahren andauernde Sterben echter Bienenschwärme zunehmend an Wichtigkeit gewinnt.

Im Oktober 2015 folgen Berichte, denen zufolge die im Pop-Up-Verfahren aus Titan, Keramik und Klebefolien hergestellten Drohnen nun auch schwimmen können. Treffen die RoboBees auf die Wasseroberfläche und tauchen unter, können sie sich per Schwimmbewegung fortbewegen, und dies komplett automatisch. Erreicht wird die Anpassung, indem die Flügelschlagfrequenz in der Luft von 120 Hz im Wasser auf 9 Hz reduziert wird. In einem nächsten Schritt sollen sich die Drohnen auch wieder aus dem Wasser heraus katapultieren und so wieder in den Flugmodus kommen, was allerdings einer Menge Kraft bedarf.

RoboBee pausiert

RoboBee pausiert

Im Mai 2016 erscheint die Meldung, daß die Harvard-Forscher dem winzigen fliegenden Roboter zwischenzeitlich beigebracht haben, zum Krafttanken unterwegs Pausen einzulegen, indem er sich auf ausgeklügelte Weise an Oberflächen haftet. Während der Pause verbraucht das innovative Gerät 1.000 mal weniger Energie als unterwegs in der Luft. Die Inspiration dazu kam von Bienen, die ebenso wie andere Insekten Wände hochlaufen und sich unter Blättern kopfüber festsetzen können.

Das Anhaftsystem für verschiedene Oberflächen wie Glas, Holz oder Blättern funktioniert mittels Elektrostatik, ähnlich wie ein statisch aufgeladener Luftballon, allerdings ohne allmählich die Haftung zu verlieren. Von dem aktuellen Gesamtgewicht in Höhe von 84 µg nimmt der kleine Halterungsmechanismus am Kopf 13,4 µg in Anspruch. Um die elektronische Biene vor einem allzu harten Aufprall zu schützen, ist er mit Schaumstoff unterlegt.

Zum Ablösen schaltet sich die Stromversorgung der Halterung ab. Die Mikro-Drohne hängt allerdings noch immer an feinsten Stromkabeln, soll aber bald eine winzige Batterie erhalten, was den Wissenschaftlern zufolge aber noch 5 – 10 Jahre erfordern wird.

Das das Gerät nur mit dem Kopf andocken und deshalb ausschließlich an Unterseiten von Gegenständen oder an Raumdecken aufsetzen kann, wird an einer entsprechenden Weiterentwicklung gearbeitet. Und tatsächlich kann schon im Juni gezeigt werden, wie die RoboBee mit ihren viel Füßchen an einer senkrechten Fläche landet – und sicher haften bleibt.

Zusätzlich zur Rolle als Aufklärungs- und Kommunikationsroboter, hoffen die Forscher jetzt, die Kunstbiene eines Tages auch als Roboter-Bestäuber einsetzen zu können.


Bereits im Mai 2014 kursiert in diesem Zusammenhang übrigens ein Video von Polynoid und Greenpeace mit (animierten) Roboterbienen, das auf den dramatischen Rückgang der Insekten aufmerksam machen soll. Die Liste der unterstützenden Firmen wie BASF, Bayer, DuPont, Syngenta u.a. impliziert aber eher, daß die Roboterbienen als einfaches Mittel zur Erhaltung kurzfristig profitabler und umweltschädlicher Landwirtschaftsmethoden betrachtet werden – und dies anscheinend auch von Greenpeace selbst so gesehen wird.


Das deutsche Unternehmen Festo profiliert sich immer wieder mit überraschenden, neuen technischen Entwicklungen – wie z.B.dem im März 2011 vorgestellten SmartBird (s.d.). Nun, genau zwei Jahre später, wird eine erstaunlich naturgetreue, fernsteuerbare Libelle namens BionicOpter gezeigt.

Wie das natürliches Vorbild, das allein durch eine Veränderung des Flügelschlags von der Vorwärtsbewegung zum Stillstand und zurück wechseln kann, ohne dabei die eigene Lage zu verändern, kann auch die künstliche Libelle in alle Raumrichtungen manövrieren, auf der Stelle fliegen und ganz ohne Flügelschlag segeln. Daß sich alle vier Flügel individuell in Schubrichtung und Schubstärke einstellen lassen, erlaubt dem mechanischen Flieger nahezu jede Lageorientierung im Raum einnehmen zu können.

Das unglaublich komplexe, ultraleichte Flugobjekt hat eine Spannweite von 63 cm, eine Körperlänge von 44 cm und wiegt nur 175 g. Indem elektrischer Strom durch vier ,Nitinol-Muskeln’ des Roboters geleitet wird, kann dessen Kopf von Seite zu Seite, und sein Schwanz auf und ab bewegt werden. Eine Flugstabilität wird durch die automatische Echtzeit-Korrektur von Flugvibrationen gewährleistet. Die zwei Li-Po-Batterien, neun Servomotoren, der ARM-Mikrocontroller sowie die Sensoren und Funkmodule sind alle im Brustbereich der mechanischen Libelle verbaut.

Shepherd-MIL

Shepherd-MIL


Ebenfalls im März zeigt die spanische Firma EXPAL, die in erster Linie Systeme und Dienstleistungen für die Verteidigungs- und Sicherheitsindustrie entwickelt, produziert und integriert, auf der internationalen Fachmesse für Sicherheitstechnik HOMSEC 2013 in Madrid eine Flugdrohne, die einen Raubvogel nachahmt.

Die ursprünglich als Vogelschlagwarnsystem entwickelte Aufklärungsdrohne Shepherd-MIL sieht aus wie eine natürlicher Vogel, und weist auch ähnliche Flugleistungen auf. Durch den geräuschlosen Elektromotor und das Gleit-Verhältnis sollen damit sensible Missionen still, unauffällig und fast unsichtbar durchgeführt werden können.

Der Kunstvogel ist mit Kameras und GPS-Software ausgestattet und eignet sich dem Unternehmen zufolge besonders für die Grenzüberwachung, die Brandbekämpfung, die Bekämpfung des Drogenhandels und ähnliches mehr.


Die Forschung an einem Robo Raven läuft an der University of Maryland – und mit Geldern des U.S. Army Research Laboratory – seit dem Jahr 2005, erste Testflüge können 2007 gemacht werden.

Nachdem das Design im letzten Jahr einer grundlegenden Überarbeitung unterzogen wurde, kommt der mechanische Rabe seinen echten Vorbildern in Sachen Gewandtheit nun schon so nahe, daß echte Vögel darauf hereinfallen, wie ein im April 2013 veröffentlichtes Video zeigt. Einige werden sogar von Raubvögeln attackiert. Was verwunderlich, da der Flugroboter äußerlich kaum Ähnlichkeit mit einem lebenden Vogel hat.

Der Trick besteht darin, daß Vögel ihre Flügel unabhängig voneinander bewegen können. Deshalb wird jeder Flügel des Robo Raven von zwei unabhängigen Aktuatoren angetrieben und gesteuert. Hierdurch kann der Robotervogel mit einer speziellen Software lebensnahe Flatterbewegungen machen und die Flügeln auch verbiegen – genau wie echte Vögel.

Die Roboterkrähe ist ungefähr 60 cm lang und hat Hohlknochen aus 3D-gedruckten Kunststoffen. Dazu kommen Schaumstoffe, lasergeschnittene Polymerteile, karbonfaserverstärkte Kunststoffe sowie eine Folie aus Mylar, mit der die Flügel und der Schwanz überzogen sind.

Im Dezember stellt das Team dann eine neue Version des Robo Raven vor – mit in den Flügeln integrierten Solarzellen, die rund 3,6 W produzieren. Da der Vogel jedoch ca. 30 W benötigt, um zu fliegen, können die Zellen nur dabei helfen, die Batterien im stationären Zustand aufzuladen. Bis es zu einer Umsetzung kommen, müssen die Effizienz des Motors und die der Zellen daher noch stark optimiert werden.


Forscher der britischen Firma Blue Bear Systems Research Ltd. im Oakley, Bedfordshire, entwerfen und entwickeln Berichten vom April zufolge einen künstlichen Vogel-Flügel mit veränderlicher Geometrie, der in einem kleinen UAV eingesetzt wird. Das entsprechende 6-monatige Programm, das auf der Vogelflugforschung an der Oxford University aufbaut, wird vom Center for Defense Enterprise (CDE) finanziert.

iMorph

iMorph

Der Morphing-Flügel, der in dem UAV iMorph Anwendung findet, zeigt große Vorteile bei der Verringerung des Energieverbrauchs des Flugzeugs, der Stabilität gegenüber Windböen und der Zunahme der Geschwindigkeit, mit denen es fliegen kann.

Im September 2014 meldet Blue Bear, die 2009 aus dem schon mehrfach erwähnten britischen Rüstungskonzern QinetiQ hervorgegangen ist, daß man gemeinsam mit der University of Bristol ein neues Konzept eingeführt habe, das den Einsatz von UAVs unter schwierigen Bedingungen automatisiert.

Das im Laufe von zwölf Monaten entwickelte Smart Boomerang genannte System besteht aus zwei Kameras und einem Computer (aus einem Handy) und ermöglicht es den UAVs, eine Route zu lernen und den Weg automatisch zurückzukehren, auch wenn zum Beispiel das GPS-Signal verloren geht. Dem technischen Programmleiter Richard Bostock zufolge hätten bereits Firmen wie BP und EasyJet sowie die Atomanlage Sellafield Interesse an dem System bekundet.

Einem Bericht vom Juli 2015 zufolge führt die Firma einen gemeinsam mit der Firma  Createc, einem Spezialisten für intelligente Sensoren, neu entwickelten Quadrokopter mit dem Namen RISER (Remote Intelligent Survey Equipment for Radiation) ein, der mit der N-Visage 3-D Strahlungs-Mapping-Software von Createc sowie einem Gammastrahlen-Spektrometer ausgerüstet ist. Damit sollen die kerntechnischen Anlagen in Großbritannien auf Kontaminationen untersucht werden. Ein weiteres Fluggerät der Blue Bear ist ein Starrflügler namens iSTART.

Im September wird bekannt, daß die Firma mit der britischen Charterfluggesellschaft Thomas Cook Airlines zusammenarbeitet, um deren Airbus A330 Flugzeuge mittels Drohnen zu untersuchen, die sich ohne Leitern oder Kräne leicht rund um das Flugzeug bewegen können.

Zudem werden schon seit dem März 2014 gemeinsame Versuche mit der Fluggesellschaft EasyJet und dem Bristol Robotics Laboratory (BRL) durchgeführt, da EasyJet plant, bis Ende 2016 europaweit in zehn Wartungsbasen Drohnen einzusetzen, um die 220 Airbus-Flugzeuge der Flotte zwischen den Flügen schneller und effizienter auf äußere Schäden zu kontrollieren.

Für die schnelle Flugzeug-Inspektion wird der 1 m2 große und rund 4 kg schwere RISER mit einer starken Beleuchtung und einer HD-Kamera bestückt. Damit wird die Außenhaut der Flugzeuge auf Blitz-Schäden kontrolliert, kleine Brandflecken und Löcher, die überall auftreten können, von den Flügelspitzen bis zum Heck. Außer Blitzschäden sollen die Drohnen auch Schäden durch Hagelschlag oder den Zusammenstoß mit Vögeln entdecken.

Zur Navigation im Innenbereich (wo GPS nicht verfügbar ist) nutzt er ein Lasersystem und eine Kollisionsvermeidungs-Software. Die Entwicklung wird von Blue Bear selbst finanziert, mit Unterstützung von EasyJet und Thomas Cook.


Auf der International Conference on Robotics and Automation (ICRA), die in diesem Jahr im Mai in Karlsruhe stattfindet, stellen Forscher der Stanford University den Prototyp eines winzigen Luftfahrzeugs vor, das wie ein fliegender Fisch springen und gleiten kann, und dies über eine größere Entfernung als es ein gleichstarker Sprung-Roboter könnte.

Der 30 g schwere Jumpglider hebt mittels einer Carbonfeder ab, wobei die Schwenkflügel während des Aufstiegs aus dem Weg bleiben, dann aber mit einer Spannweite von 70 cm einrasten und den Weg nach unten zu einem Gleiten machen.

Anzumerken wäre, daß der koreanische Ingenieur Haecheon Choi von der Seoul National University bereits 2010 eine längere Untersuchung über die erstaunlichen Leistungen der fliegende Fische veröffentlicht hatte, die mehr als 40 Sekunden lang in der Luft bleiben und dabei über 100 m zurücklegen, wobei sie eine Geschwindigkeit von bis zu 70 km/h erreichen.

Choi will die Erkenntnisse, die sich bei den Tests mit Fischmodellen im Windkanal ergeben haben und die Nutzung des Bodeneffekts (in diesem Fall auf einem Wasserbett statt einen festen Boden) belegen, nun auch praktisch anwenden, um ein Flugzeug nach dem Vorbild der fliegenden Fische zu bauen.


Berichten vom Juni 2013 zufolge wird auch an der University of Florida daran gearbeitet, winzige unbemannte Flugzeuge zu entwickeln, die mit einem Hurrikan umherfegen, um Daten über die Stärke und den Pfad des Sturms zu sammeln.

Der aktuelle Prototyp von Prof. Kamran Mohseni ist 15 cm lang und besteht aus stabiler Kohlenstoff-Faser. Derzeit kostet er etwa 250 $, was sich aber erheblich verringern wird, wenn die Drohnen erst einmal in Massenproduktion hergestellt werden. Schließlich sollen sie zu Dutzenden oder sogar zu Hunderten per Fernzugriff über einen Laptop gestartet werden, in sicherer Entfernung zum Hurrikan.

Mit ihren Sensoren sammeln und übermitteln sie Daten wie Druck, Temperatur, Feuchtigkeit, Ort und Zeit. Außerdem sollen die Flugzeuge in der Lage sein, miteinander ein drahtloses Daten-Sharing-Netzwerk zu bilden, so daß einzelne Flugzeuge ihren Kurs ändern, falls nötig, um eine bessere Abdeckung des Sturms zu erzielen. Um auch Sensoren für die Entstehungsorte der gewaltigen Wirbel auf offener See zu haben, wird parallel an ebenso aufgebauten Mini-U-Booten gearbeitet, die dann vermutlich ebenfalls elektrische betrieben werden. Feldtest in einem realen Hurrikan sollen innerhalb von zwei bis drei Jahren erfolgen.

DALER

DALER


Etwas befremdlich wirkt eine Drohne, deren Video sich im Juli weit verbreitet. Der DALER (Deployable Air Land Exploration Robot) der Eidgenössischen Technischen Hochschule (EPFL) in Lausanne ist eine Mischung aus Drohne und Roboter – und kann sich sowohl in der Luft als auch auf dem Boden fortbewegen. Dabei nutzt das Produkt der adaptiven Morphologie, das auf die Suche und Rettung von Katastrophenopfern zielt, für seine multimodale Fortbewegung nur seine Flügel.

In der Luft als Nurflügeler mit einer Druckschraube im Heckteil als Antrieb unterwegs, werden die Seitenteile des Flügels auf dem Boden zu Beinen (Whegs = Wheel-Legs bzw. Wing-Legs), und damit die Flug- zu einer Laufdrohne. Hier geschieht die Fortbewegung, indem die über eine Achse mit dem Rumpf verbundenen Flügel durch einen Motor gedreht werden.

Dadurch kann sich der der Flugroboter am Boden mit einer Geschwindigkeit von etwa 6 cm/s vorwärts bewegen, bei einem maximalen Schrittabstand von rund 6 cm. Im Flug, bei dem eine maximale Geschwindigkeit von etwa 70 km/h erreicht werden kann, wird der drehbare Teil der Flügel mit einer Sperre gesichert.

Die kriechende Fortbewegung sieht zwar nicht unbedingt elegant aus, ist dafür aber recht effektiv: Der Roboter kommt mit unterschiedlichen Untergründen zurecht und kann auch relativ hohe Hindernisse überwinden.

Im nächsten Schritt wollen EPFL-Wissenschaftler um den Doktoranden und Teamleiter Ludovic Daler die Flügel so weiterentwickeln, daß sie auch in der Luft die Form ändern können. Ihre Fläche könnte beispielsweise verkleinert werden, um besser über den Boden kriechen zu können.

Tatsächlich ist im Januar 2015 zu erfahren, daß die von der Vampir-Fledermaus Desmodus rotundus inspirierte Drohne, deren Vorbild die Spitzen der Flügel wie Beine verwendet, zwischenzeitlich eine verformbare und einziehbare Flügelmorphologie aus weichem Stoff besitzt, die sich am Boden kleinräumig zusammenfaltet und um ein Scharnier dreht, das die Whegs am Korpus befestigt.

Mögliche zukünftige Entwicklungen der Drohne, die sich noch im Prototypenstadium befindet, sollen eine Schwebefähigkeit beinhalten sowie die Fähigkeit, nach einer Mission autonom vom Boden abzuheben und automatisch zur Basis zurückzukehren.


Auf der weltgrößten Messe für Drohnen, der im August stattfindenden dreitägigen Unmanned Vehicle Systems International in Washington, befindet sich unter den Exponaten eine Drohne, die auf sehr ungewöhnliche Weise startet. Der Bird's Eye der Firma Bird Aerospace LLC aus Fayetteville, North Carolina, wird nämlich durch eine pyrotechnischen Ladung auf eine Höhe von rund 75 m katapultiert. Dabei schießt eine Art Kanone einen eiförmigen Kanister hinauf, aus dem die gefaltete Drohne dann ,schlüpft’ und sich zu einem Nurflügler aufspannt.

Das System ermöglicht einen schnellen und einfachen Start auch in beengten Situationen, dichten Wäldern oder schroffen Gelände und soll sowohl zivil als auch militärisch eingesetzt werden. Die mit High-Definition-Sensoren ausgestattete Drohne hat eine Reichweite von 40 km und kann bis zu 3 Stunden in der Luft bleiben.


Auf derselben Messe wird auch eine Drohne vorgestellt, die hier nur ausnahmsweise erscheint – da sie mit einem normalen Benzinmotor betrieben wird.

Nimbus EOS XI

Nimbus EOS XI

Der Nimbus EOS XI wird jedoch von der Firma Tunisia Aero Technologies Industries hergestellt – dem möglicherweise einzigen arabischen echten Luftfahrtunternehmen! Als Blimp-ähnlicher Gleiter sei er fast geräuschlos und für die Überwachung großer Gebiete gedacht, dabei aber auch kräftig genug, um ein Banner hinter sich herziehen zu können.

Die Firma entwickelt und produziert das unbemannte Flugsystem auf Basis einer innovativen und patentierten Idee namens Metaplano. Dabei kombiniert das Hybrid-Flugzeug aus Hängegleiter, Ultraleicht-Flugzeug und Luftschiff den statischen und den aerodynamischen Auftrieb, wie wir es schon bei anderen Entwicklungen gesehen haben. Zudem fliegt es mit nur 24 km/h, was es ideal für langsame und vorsichtige Vermessungen macht.

Die 54,3 kg schwere Drohne kann bis zu 90 Minuten lang fliegen, eine Höhe von 9.000 m über dem Meeresspiegel erreichen und auch Nutzlasten wie hochauflösende Kameras mit sich führen. Es bleibt zu hoffen, daß die Initiatoren in Tunesien irgendwann bemerken werden, daß dort manchmal die Sonne scheint - und daß auch mit deren Energie geflogen werden kann.


Ebenfalls im August hört man wieder etwas von dem unbemannten Elektroflieger Puma AE der Firma AeroVironment.

Der Prototyp einer neuen, solarbetriebenen Variante übertrifft mit einer kontinuierlichen Flugzeit von neun Stunden und 11 Minuten den bisherigen Rekord von 9 Stunden aus dem Jahr 2009, der damals mit einem Hybrid-Brennstoffzellen-Modell erreicht wurde (s.d.). Zum Vergleich: Ein Standard Puma AE und vergleichbare Flugzeuge anderer Hersteller erreichen nur Flugzeiten von 2 Stunden.

Die Solarvariante ist mit ultra-dünnen Gallium-Arsenid-Solarzellen von Alta Devices bestückt, die aufgrund ihrer hohen Effizienz ausreichend Strom für den Langstreckenflug liefern, ohne das Gewicht des Flugzeugs signifikant zu steigern. Mit ihrer Energie verlängern sie die außerdem Ausdauer einer ebenfalls neu integrieren Langzeit-Batterie, die bereits die Flugzeit eines nicht-solaren Puma AE von zwei Stunden auf mehr als drei Stunden erhöht. Eine Produktionsversion der Solardrohne ist für Anfang 2014 geplant. 


Ende August testet die Florida Keys Mosquito Control District (FKMCD) Behörde eine von Condor Aerial entwickelte unbemannte und mit Infrarotkameras ausgerüstete Flugdrohne, um jene Lachen aus flachem Wasser zu erkennen, in denen sich Mückenlarven tummeln, so daß das Wasser auf dem Boden mit Insektiziden behandelt werden kann.

Maveric UAV

Maveric UAV

Das einem Habicht ähnelnde (und im Jahr 2008 ursprünglich für militärische Anwendungen entwickelte) Maveric UAV besteht aus Kohlefaser-Verbundwerkstoffen, wiegt 1,13 kg, ist 70 cm lang, kann 90 Minuten lang in der Luft bleiben und ist standardmäßig mit 3 Bild-stabilisierten Kameras ausgerüstet.

Die Flügel mit einer Spannweite von 73,6 cm sind so flexibel, daß man die Drohne für den Transport einfach zusammenrollen kann.

Mit einer Steigegeschwindigkeit von 9 m/s kann die Drohne bis auf eine Flughöhe von 7.620 m steigen, im Normalflug wird eine Geschwindigkeit von 13 m/s erreicht. Der On-Board-Prozessor ist in der Lage, die visuellen Daten zur Kollisionsvermeidung auszuwerten. Welcher Batterien-Typ zum Einsatz kommt, ist nicht yu erfahren, nur daß die Ladezeit 30 Minuten beträgt.


In diesem Monat hört man auch erstmals etwas von der 2012 in New Mexico von Vern Raburn gegründeten Firma Titan Aerospace, die an einem riesigen, unbemannten Solarflugzeug arbeitet. Das Modell Solara 50 soll in einer Höhe von 65.000 Fuß fliegen und dort die Rolle eines solarbetriebenen atmosphärischen Satelliten übernehmen.

Geplant ist, daß die große Drohne für fünf Jahre ununterbrochen in der Luft bleibt, was einer Missions-Reichweite von über 4 Millionen Kilometer entspricht. Der Start soll in der Nacht mit Strom aus der Batteriebank erfolgen. Hat das Flugzeug seine Position rund 20 km über der Erde eingenommen, werden die Li-Io-Batterien während des Tages wieder aufgeladen. Das On-Board-Management-System des fliegenden Satelliten sorgt für die Einhaltung der Spannung und der thermischen Grenzwerte in der Tieftemperatur-Atmosphäre auf dieser Flughöhe.

Das 160 kg schwere Solarflugzeug verfügt über eine Spannweite von 50 m, ist 15 m lang und kann eine Fluggeschwindigkeit von 104 km/h erreichen. Bestückt ist es mit 3.000 Solarzellen, die tagsüber 7 kW liefern. Zu den ins Auge gefaßten Anwendungen gehört u.a. die mobile Kommunikation, da das Systeme in der Lage wäre, eine Versorgung für über 17.800 km2 zu bieten, womit die einzelne Solara-Plattform eine größere Reichweite bietet als 100 terrestrische Mobilfunkmasten. Während das vorgestellte Modell Nutzlasten von ca. 32 kg tragen kann, soll ein Folgemodell Solara 60 über 100 kg an Geräten in einer atmosphärischen Parkposition halten können.


Solara Modell

Kleinere Versionen der Solara UAVs hat Titan Aerospace bereits erfolgreich getestet, und das Unternehmen plant eigentlich, in weniger als einem Jahr den Verkauf operativer Systeme zu beginnen.

Weitere Informationen sind jedoch nicht zu finden – was sich daraus erklärt, daß Titan Aerospace im April 2014 von Google gekauft wird, zu einem nicht genannten Preis. Ebenso wird die Titan-Homepage vom Netz genommen und überhaupt das Google-übliche Schweigen kultiviert.

Noch einen Monat zuvor hatte es Medienberichte gegeben, denen zufolge Facebook über einen Kauf von Titan verhandeln würde, für einen Preis von etwa 60 Mio $. Stattdessen übernimmt das Onlinenetzwerk, das dabei mit Samsung, Nokia, Ericsson u.a. zusammenarbeitet, für rund 20 Mio $. den britischen Drohnenentwickler Ascenta Aerospace, der ebenfalls an solarbetriebenen Drohnen arbeitet. Bislang läßt sich darüber aber noch nicht viel herausfinden, die einzige Grafik ist hier wiedergegeben. Mehr gibt es erst 2015 zu erfahren (s.d.).

Im Team der Ascenta Aerospace sind Fachleute die zuvor bei QinetiQ, Boeing, Honeywell und der Harris Corporation gearbeitet haben und an Projekten wie dem Breitling Orbiter Höhenballon sowie dem Bau von Prototypen des Zephyr beteiligt waren - der bis dato am längsten fliegenden solarbetriebenen Drohne der Welt (s. 2006, 2007, 2010). Facebook will mit dem neu geründeten Projekt internet.org günstige Internetzugänge in entfernte Regionen in Entwicklungsländern bringen.

Titan, nun unter den Fittichen von Google, soll den Suchmaschinengiganten ebenso dabei unterstützen, mehr Menschen weltweit über den Luftweg an das Internet anzuschließen. Außerdem soll Titan auch am Google-Projekt Loon for all mitarbeiten, das mit riesigen, gasgefüllten Ballons in der Stratosphäre, an denen solarbetriebene Relaisstationen angebracht sind, Internetanschlüsse bis in die entlegensten Ecken der Welt bringen will.

Hier beginnt im Juni 2013 ein Pilottest mit 30 Ballons, die von Neuseelands Südinsel gestartet werden und einer kleinen Gruppe von Pilot-Testern Internetzugang bieten. Nach Verbesserung der Technologie werden weitere Forschungsflüge in Kaliforniens Central Valley durchgeführt. Mehr darüber findet sich im Kapitelteil Solar-Ballone und Solar-Luftschiffe. Nun kann man gespannt sein, wie schnell Google die konkurrierende Solardrohnen-Technologie vorantreibt.

Papierflieger der TUBS

Papierflieger der TUBS


Im September hebt in Braunschweig das größte Papierflugzeug der Welt ab, das Studenten der dortigen Technischen Universität in mehr als 2.400 Stunden aus 70 Quadratmetern Papier, 200 Flaschen Sekundenkleber und 500 Tuben Alleskleber gebastelt haben.

Nachdem ein erster Versuch im vergangenen November gescheitert war, übersteht der 18 m breite Papierflieger namens Carolo-Wilhelminchen diesmal seinen Jungfernflug in heilem Zustand – und erzielt damit einen Weltrekord, obwohl er nur eine Strecke von rund 18 m zurücklegt.

Um das 24 kg schwere Flugzeug überhaupt starten zu können, wird in einer Halle eine etwa 10 m lange und 2,40 m hohe Bühne aufgebaut, auf welcher der Flieger auch zusammengebaut wird. Dann heben acht Teilnehmer das Flugzeug hoch, und einer rennt mit dem Papierflieger los, um Schwung für den Flug zu geben.

Nach dem erfolgreichen Flug wird den glücklichen Teilnehmern die Urkunde des Guinness-Buches der Rekorde überreicht. Den alten Rekord hielt seit 1995 die niederländische Delft University of Technology. Dort hatten Studenten damals ein Papierflugzeug mit 14 m Spannweite fliegen lassen.


Im Oktober 2013 berichten die Fachblogs, das der Luftfahrt-Student Ved Chirayath an der Stanford University die erste autonome fliegende Drohne konstruiert hat, die speziell für die marinebiologische Korallenforschung gedacht ist. Der mit Kameras ausgestatteten Quadrokopter war im Sommer genutzt worden, um zusammen mit Stephen Palumbi vom Stanford Woods Institute flache Wasserriffe in Amerikanisch-Samoa präzise zu kartieren und zu messen.

Chirayath hatte zuvor eine optische Software namens Fluid Lensing entwickelt, welche die Verzerrungen durch Oberflächenwellen entfernt und die Auflösung erhöht – worauf ihn die NASA umgehend engagierte, um ein Satellitenkonzept zu entwickeln, das Ziele wie Vegetation und Ozeanströme auf der Erde sowie Ziele im Raum abbildet.

Als der junge Ingenieur von der weit verbreiteten Korallenbleiche und dem Mangel an genauen Riff-Karten erfährt, beschließt er, eine entsprechende Drohne zu konstruieren, um die benötigte Arbeit zu erledigen. Über die Forschung von Palumbi hinaus soll das Drohnenmaterial aber auch ein zweites Leben in der Kunst erhalten.

Das Projekt Reactive Reefs zielt darauf ab, die Zuschauer unter die Oberfläche des Ozeans zu transportieren und ihnen aus erster Hand zu vermitteln, wie sich die Korallenriffe der Welt infolge des natürlichen und menschlichen Drucks verändern. Die Ausstellung des multidisziplinären Studententeams wird zum ersten Mal im November 2014 auf dem IUCN World Parks Congress in Sydney, Australien, gezeigt.


Die japanische Firma Hirobo Corp. aus Hiroshima, die im vergangenen Jahr das Design eines elektrisch betrieben Kleinhubschraubers HX-1 für eine Person vorgestellt hatte, präsentiert auf der International Robotics Exhibition in Tokio im November unter dem gleichen Namen einen kräftigen, unbemannten Elektro-Hubschrauber, durch schon vor Ende des Jahres in Produktion gehen soll.

Der vollständig autonome Hubschrauber soll in erster Linie als medizinisches Notfall- und Rettungsfahrzeug eingesetzt werden. Er kann für viele Zwecke konfiguriert werden, einschließlich Luftaufnahmen und Vermessungen, Such- und Rettungsmissionen, sowie den Transport von medizinischen Hilfsgütern, Organen oder Blutkonserven.

Der HX-1 hat koaxial gegenläufig rotierende Blätter, einen bürstenlosen Elektromotor und eine Auto-Return-Funktion für Notfälle.

Er kann 30 Minuten lang fliegen, hat eine Reichweite von etwa 48 km und seine Höchstgeschwindigkeit beträgt 100 km/h. Zusammen mit einem zweiten Batteriesatz und einer vollständigen Apotheke soll der Hubschrauber für ca. 80.000 $ verkauft werden (andere Quellen: 125.000 $), was auch für kleinere Organisationen erschwinglich ist, die sich keine bemannten Helikopter leisten können.

Flying Jellyfish

Flying Jellyfish


Im selben Monat stellen Wissenschaftler der New York University eine von Quallen inspirierte Flugmaschine vor, die große Auswirkungen auf die Evolution der kleinen fliegenden Roboter haben könnte.

Üblicherweise benötigen Flattern-Flügel-Drohnen ein voll automatisiertes Flugsteuerungssystem, um sofort auf Dinge wie Windböen reagieren können. Diese Systeme benötigen jedoch physische Hardware, die unerwünschte Komplexität sowie zusätzliches Gewicht mit sich bringt.

Im Gegensatz dazu kann der von Leif Ristroph entwickelte Flying Jellyfish alleine durch seine Gestaltung stabil bleiben. Er besteht aus vier Flügeln, die wie Blütenblätter einer Blume angeordnet sind, und die mit einer Rate von 20 Schlägen pro Sekunde flattern.

Beim Steigen oder Sinken ähneln die Bewegungen in der Tat denen einer pulsierenden Qualle. Im Schwebemodus erinnern die Aktionen eher an eine Motte. Bislang benötigt die Flugqualle eine externe, fest verdrahtete Stromquelle, und kann auch noch nicht gesteuert werden.


Die künstliche Libelle namens DelFly, die im Jahr 2008 an der Technischen Universität Delft entwickelt wurde (s.d.), erscheint im Dezember 2013 wieder in der Fachpresse.

Dem Team zufolge kann die 20 g leichte Mikrodrohne, die eine Spannweite von 11 cm hat und nun den neuen Namen DelFly Explorer trägt, inzwischen Hindernissen völlig selbständig ausweichen.

Dies wird durch ein 4 g wiegendes System aus zwei Kameras und einem Chip für binokulares Sehen erreicht, das es dem Winzling ermöglicht, den Abstand zu Gegenständen auf die gleiche Art abzuschätzen wie Menschen.

Nimmt die Mikrodrohne ein Hindernis wahr, kann sie es auf einer kreisförmigen Bahn umfliegen, während ein Autopilot, der ein Barometer, Beschleunigungssensoren und Gyroskope enthält, und nur 1 g wiegt, die Flughöhe- und lage kontrolliert. Somit ist es dem DelFly Explorer möglich, völlig autonom unbekannte Umgebungen zu erforschen. Der Strom der Lithium-Polymer-Batterie reicht gegenwärtig für Flüge von etwa neun Minuten.

Failsafe-Drohne

Failsafe-Drohne


Ebenfalls im Dezember ist aus der ETH Zürich zu erfahren, daß die dortigen Forscher um den Doktoranden Mark Müller einen Softwarealgorithmus namens Failsafe entwickelt haätten, der es jedem möglichen Quadrokopter erlaubt, weiter zu fliegen, selbst wenn er mehere Motoren oder Propeller verliert.

Wenn die neue Software den Ausfall eines Propellers oder Motors feststellt, nutzt sie die übrigen Propeller, um eine kontinuierliche Drehbewegung des Quadrokopter zu erzeugen. Der Algorithmus kippt sodann die Drehachse dieser Rotationsbewegung. Über eine zusätzliche Anpassung des gesamten Schubs, der von den verbleibenden Propellern erzeugt wird, kann er die Bewegung des Vehikels kontrollieren. Der Algorithmus arbeitet sogar, auch wenn nur noch ein Propeller in Betrieb ist.


Bei den im Dezember 2012 in San Francisco stattfindenden Drone Olympics (die inzwischen auf Druck des Internationalen Olympischen Komitees in DroneGames umbenannt werden mußten) führt James ,Substack’ Halliday seinen Virus-Kopter namens Github vor, der drahtlosen Kontakt zu seinen Konkurrenten herstellt, sie mit Viren infiziert, die sie unter seine Kontrolle bringen – um die übernommenen Drohnen loszuschicken, den Rest der Kohorte zu infizieren, und schließlich Amok laufen zu lassen.


Als dritte Gruppe nehmen wir uns nun die personentragenden elektrischen und solaren Fluggeräte vor, bzw. die Entwicklungen, die in ihre Richtung führen.


Im Februar 2013 ist zu erfahren, daß das russische Ministerium für Industrie und Handel (Minpromtorg) mehrere neue Studien zu möglichen Kraftstoffalternativen für die zivile Luftfahrtindustrie in Auftrag geben will. Zu den prominentesten dieser Alternativen gehört dabei die Solarenergie, und für die Forschungen werden umgerechnet 15,5 Mio. € bereitgestellt.

Die Ergebnisse werden voraussichtlich im Jahr 2015 vorliegen. Erfolgreiche Untersuchungen sollen dann an die russischen Luftfahrtunternehmen weitergegeben werden. Im Zuge der Meldung höre ich auch zum ersten mal, daß dies das zweite Projekt der russischen Regierung ist, das sich mit der Nutzung von Solarenergie für Flugzeuge befaßt. Das erste sei von Russlands Verteidigungsministerium initiiert worden und hatte den Einsatz von solaren Technologien in Leichtflugzeugen zum Ziel. Aufgrund unbefriedigender Ergebnisse wurde das Projekt im Jahr 2010 jedoch gestoppt. Ich würde mich sehr über nähere Informationen darüber freuen, falls sie jemanden bekannt sind.


Ziemlich überraschend stellt im März der Hubschrauber-Hersteller AgustaWestland, ein Unternehmen der Finmeccanica S.p.A. - einem der größten Industriekonzerne Italiens – den Prototyp eines Einsitzer-Elektroflugzeugs mit Kipprotor vor, der insgeheim in Zusammenarbeit mit den Schwesterfirmen SELEX Galileo, Ansaldo Breda und Ansaldo Energia sowie Partnerunternehmen aus Italien, Großbritannien, den USA und Japan entwickelt wurde. Das Patent läuft auf den Namen von Dr. James Wang, Vizepräsident für Forschung und Technologie bei AgustaWestland.

Der in weniger als 6 Monate entworfene und gebaute Nurflügler mit dem Namen Project Zerohat eine Außenfläche aus Kohlenstoff-Graphit, um die Festigkeit zu maximieren und das Gewicht zu minimieren, kann rein Akku-betrieben senkrecht starten und landen und kommt vollkommen ohne Hydraulik aus. Die beiden einzeln angetriebenen Propeller sind in zylindrische Gehäuse eingebaut (Manteltriebwerk), die um mehr als 90° gedreht werden können und dadurch sowohl den Vertikal- als auch den Horizontalflug ermöglichen.

Der Einsitzer ähnelt beim Start daher einem Helikopter und beim Geradeausflug einem Flugzeug. Dabei kann die Rotorblattverstellung 18-mal pro Sekunde verändert werden. Die Flügel liefern den meisten Auftrieb beim Geradeausflug, das Nicken und Rollen wird mittels Höhen-/Querruderkombinationen gesteuert, und das V-Leitwerk liefert eine zusätzliche Längsstabilität. Für Missionen, die ausschließlich im Hubschraubermodus durchgeführt werden, lassen sich außerdem die äußeren Tragflächen abnehmen.

Project Zero

Project Zero

Da die Elektromotoren des Flugapparats keinen Sauerstoff benötigen, um zu funktionieren, kann das Project Zero in sehr großen Höhen oder auch in stark verschmutzter Luft fliegen. Es ist außerdem nur schwer zu entdecken, da es während des Flugs wenig Lärm macht und eine geringe thermische Signatur hat.

Der Elektroflieger wird im Laufe des Jahres auf allen wichtigen Luftfahrtmessen gezeigt. Dabei ist zu erfahren, daß neben dem elektrischen Antrieb auch ein Hybridantrieb mit Dieselmotor entwickelt wurde, um einen Generator anzutreiben. Wie das Unternehmen nun bekannt gibt, flog das futuristische Fluggerät das erste Mal bereits im Juni 2011 auf dem Firmengelände bei Cascina Costa, anfänglich noch im unbemannten Fesselflug. Weitere ungebundene Testflüge erfolgen im Jahr 2012.

Wie lange und wie schnell die neue Maschine fliegt, teilte der Hersteller bislang nicht mit. Dafür wird mit berechtigtem Stolz auf eine sehr clevere Zusatzfunktion hingewiesen: Wenn sich das Flugzeug am Boden befindet, können die Rotoren in den Wind gekippt werden, um als Windmühlenblätter das Aufladen der Batterien zu unterstützen. Ob und wann es eine Produktionsversion geben wird, steht noch nicht fest.


Der tschechische Flugzeughersteller Evektor-Aerotechnik aus Kunovice, der uns schon als Projektpartner beim Elektroflugzeug SkySpark (s. Juni 2009) und dem Helikopter-Fahrrad Fbike (s. Juni 2012) begegnet ist, führt Ende März mit seinem neu entwickelten zweisitzigen Elektro-Flugzeug SportStar EPOS die ersten Flüge durch, mit einer Gesamtzeit von 30 Minuten.

Das Flugzeug besitzt eine Flügelspannweite von 10,46 m, wird mit einem 50 kW RE X90-7 Gleichstrommotor von Rotex Elektro und einer 40 Ah Batterie von Kokam angetrieben, hat eine Reisegeschwindigkeit von 150 km/h und kann Spitzengeschwindigkeiten von bis zu 260 km/h erreichen. Ohne Batterie oder Fracht wiegt das Flugzeug rund 275 kg, das maximale Startgewicht wird mit 600 kg angegeben. Es gibt Platz für vier Packs mit jeweils 45 Lithium-Polymer-Zellen.

Das Unternehmen wird nun weitere Tests und technische Verbesserungen durchführen, um zu einem voll funktionsfähigen Sportflugzeug mit Elektromotor zu kommen, das auch von Flugschulen für die erste Pilotenausbildung genutzt werden soll. Erstmals öffentlich präsentiert wird der Elektroflieger im April auf der größten europäischen Luftfahrtausstellung Aero Friedrichshafen in Deutschland.

Electra One Solar

Electra One Solar


Ebendort präsentieren auch die Firmen PC-Aero und SolarWorld zwei neue solarbetriebene Elektroflugzeuge.

Die Electra One Solarist eine verbesserte Version der Elektra Onevon PC-Aero (s. März 2010), hat eine größere Spannweite und besitzt 6 m2 Solarzellen auf der Flügeloberfläche, die mehr als 1 kW der zum Fliegen notwendigen Leistung erzeugen, während die Onboard-Li-Io-Akkus für zusätzliche 1,5 kW sorgen.

Das ganz aus Kohlenstoff-Verbundwerkstoffen gebaute Flugzeug, das ohne Batterien um 100 kg wiegt, kann mehr als acht Stunden lang am Stück fliegen, hat eine maximale Reichweite von 1.000 km und erreicht eine Fluggeschwindigkeit von 100 km/h.

Der Prototyp SolarWorld eOne ist ein einsitziges Flugzeuge, das ebenfalls die Solarenergie nutzt. Entworfen wurde es von SolarWorld, mit der Unterstützung von PC-Aero. Dank seiner leichten Karosserie aus Kohlenstoff-Verbundwerkstoffen benötigt das Flugzeug nur 2,5 kW, um in der Luft zu bleiben, erhält aber einen 16 kW Motor, der für den Start benötigt wird.


Auf der Aero Friedrichshafen wird auch der zwischenzeitlich fertiggestellte Reise-Motorsegler Sunseeker Duo gezeigt (s. Oktober 2012), der als das weltweit schnellste Zweisitzer-Solarflugzeug gilt.

Sunseeker Duo

Sunseeker Duo

Die neue Maschine besitzt 1.510 Stück um 50 % stärkere Solarzellen als die bei den Vorgängermodellen verwendeten, was es dem Flugzeug ermöglicht, bis zu 25 Minuten lange Steigflüge zu absolvieren. Ist es direkter Sonneneinstrahlung ausgesetzt, kann es problemlos über viele Stunden fliegen.

Das 280 kg schwere Flugzeug mit einer Spannweite von 22 m kann mittels seiner faltbaren Flügel in einem durchschnittlich großen Hangar gelagert – wie auch schnell demontiert und in einen Anhänger gepackt werden. Nach der Messe wird es für weitere Tests nach Voghera in Italien zurücktransportiert.

Einer vorgezogenen Meldung vom Juni zufolge werden dort erfolgreich mehrere Testflüge absolviert, nach denen eine Reihe von Verbesserungen durchgeführt werden, wie die Anpassung des Propellers an den 25 kW Elemtromotor und die optimierte Integration der Lithium-Polymer-Akkus und der Steuerungselektronik.


Ebenfalls im April enthüllt die Firma Hyundai eine Reihe neuer Konzepte für Ein-Personen-Fahrzeuge, die in stark überlasteten Städten navigieren können - inklusive einem Multirotor-Flugauto, das von 4 Elektromotoren mit jeweils 4 Propellern angetrieben wird und den Fahrer über Staus hinweg heben kann.

Hyundai hat in den letzten drei Jahren interne Wettbewerbe organisiert, um die Kreativität des F&E-Personals zu verbessern und zu erweitern, und um frische Ideen für die Mobilität der Zukunft zu entdecken. Das Flugauto ist bislang nur eines dieser Konzepte, deren Prototypen im September vorgestellt werden sollen.

VSA Vertical Solar Aircraft Grafik

VSA Vertical Solar Aircraft
(Grafik)


Etwas spannender ist der Entwurf, mit dem der iranische Designer Arman Abadi im April einen Preis beim ADesign Award gewinnt. Sein VSA Vertical Solar Aircraft ist ein 12 m langes und rund 400 kg (inkl. Pilot) schweres Flugzeug mit einer Spannweite von 15 m, dessen Höchstgeschwindigkeit bei 300 km/h liegt.

Das Abadi zufolge erste vertikal startende Solarflugzeug mit Deltaflügeln hat einen Rumpf aus Kohlefasern, der zugunsten einer optimierten Aerodynamik in integrierter Form aufgebaut ist. Es besitzt 3 Motoren, davon sind 2 schwenkbare Frontmotoren, die auch zur Steuerung eingesetzt werden, während der dritte Motor am Heck nur bei vertikalen Flügen eingeschaltet wird.

Der Flieger kann wie ein Hubschrauber starten und landen, und auf der etwa 140 m² großen Oberfläche, die Sonne ausgesetzt ist, sind 700 Solarzellen angebracht. Sie können die Akkus bei entsprechenden Licht innerhalb von 15 Stunden zu 50 % aufladen. Um die 10 Ah zu erreichen, die für Flugzeiten von 2 bis 2,5 Stunden erforderlich sind, soll das Flugzeug 70 Batterie-Packs mit jeweils 10 Zellen erhalten. Die Geschwindigkeit kann durch eine Aufrüstung mit 60 kW Motoren erhöht werden, und für bestimmte Modelle ist auch an ein Hybridsystem gedacht, um die Reichweite zu erhöhen.


Schon wesentlich weiter ist man bei der im Jahr 2006 von Absolventen des MIT gegründeten Firma Terrafugia Inc. aus Woburn, Massachusetts, die im Mai zum ersten Mal ihr fliegendes Auto namens TF-X testet.

Es ist ein schlankes Fahrzeug mit Klappflügeln, hat zwei Sitze und einen lauten Motor. Ich führe es trotzdem hier auf, weil es im Vergleich zum (von mir ignorierten) reinen Benzin-betriebenen Vorgängermodell Transitionimmerhin ein Hybridfahrzeug ist, das bei Starts und Landungen sowie dem Fahren auf dem Boden ein elektrisches Antriebssystem verwendet, während beim Langstreckenflug eine Gasturbine zum Einsatz kommt.

Zusätzlich zu dem verbesserten Hybrid-Motor-System ist der neue TF-X auch schneller, schwerer und geräumiger. Außerdem können die Rotorblätter an jeder Flügelspitze, die für Start und Landung benötigt werden, während des Fluges weggeklappt werden.

Um abzuheben, benötigt das Flugauto einen offenen Raum mit mindestens 30 m im Durchmesser, aber keine Landebahn. Das halb autonome Fahrzeug soll in der Lage sein, den Luftverkehr und schlechtes Wetter zu vermeiden und im Notfall zu landen, falls der Fahrer nicht mehr reagiert. Zur Sicherheit gibt es ein vollständiges Fahrzeug-Fallschirmsystem.

Obwohl das Unternehmen von einer Zeitdauer bis zu 10 Jahren ausgeht, bevor die Innovation auf den Markt gebracht werden kann, liegen bereits mehr als hundert Vorbestellungen für den hybriden Flugkörper vor, der 279.000 $ kosten soll.


Im Juni 2013 ist auf der Paris Air Show in Le Bourget zu erfahren, daß die Münchner Firma EADCO GmbH eine Vereinbarung mit der PC-Aero unterzeichnet hat, um gemeinsam ein neues, zweimotoriges Elektro Flugzeug für 6 Personen namens Elektro E6zu entwickeln. Während sich EADCO mit der Gestaltung des Rahmens beschäftigt, sorgt PC-Aero für die elektrischen Systeme.

Elektro E6 Grafik

Elektro E6 (Grafik)

Im Moment hat die Partnerschaft das Ziel, ein 16 m langes Flugzeug mit einer Flügelspannweite von 10 m zu schaffen, das in der Lage ist, mit 400 kg Bordbatterien über 700 km weit zu fliegen, mit geringem Lärm und wenig Vibrationen. Die Reisegeschwindigkeit soll 220 km/h betragen, mit einer maximalen Geschwindigkeit von 300 km/h. Der 1,4 m breite Rumpf soll zwei Türen an der Front und eine große Passagier/Frachttür auf der Rückseite bekommen.

Die Designer haben die Hoffnung, daß sich die Batterietechnik in den nächsten zehn Jahren soweit verbessern wird, daß dieses Ziel erreichbar wird. Mit gegenwärtigen Batterien käme man nur rund 300 km weit. Dabei sollen 10 % des Strombedarfs aus On-Board-Solarpaneelen stammen, ebenfalls etwas, das mit der bestehenden Technologie noch nicht möglich ist, aber schon bald Realität werden könnte.

Im Dezember gründen die beiden Firmen die gemeinsame ELEKTRO SKY GmbH, um den Elektro E6 als Technologie-Plattform für die zukünftige kommerzielle E-Luftfahrt zu entwickeln. Ziel des Unternehmens ist es, in weniger als drei Jahren einen Demonstrator als Machbarkeitsnachweis aufzubauen, und in 10 Jahren eine Zertifizierung zu erreichen.


Ebenfalls auf der Paris Air Show präsentiert EADS (ab 2014 dann Airbus Group) eine Vision der kommerziellen Luftfahrt im Jahr 2050. Das eConcept basiert auf einem in Zusammenarbeit mit Rolls-Royce entwickelten Elektro-Antriebssystem (E-Thrust concept), das die Effizienz zukünftiger Verkehrsflugzeuge deutlich erhöhen, und dafür Treibstoffverbrauch, Emissionen und Lärm signifikant senken soll. Das Konzept sieht ein Flugzeug für 70 - 80 Passiege vor, das auf Strecken mit einer Flugzeit von bis zu drei Stunden eingesetzt werden soll.

Als Zwischenschritt auf dem Weg zum rein elektrischen Flugzeug beschrieben, besteht das verteilte Antriebssystem (Distributed Propulsion System) aus mehreren elektrischen Mantelpropellern, die gruppenweise an den Flügelunterseiten angeordnet sind. Die Batterien zur Versorgung der Propeller werden von einer an Bord befindlichen fortschrittlichen Gaskrafteinheit aufgeladen, weshalb EADS von einem Hybridsystem spricht.

Ein Vorteil des E-Schub-Systems ist, daß die für den Start erforderliche zusätzliche Leistung durch das Laden der Batterien auf dem Boden (und zumindest theoretisch aus sauberen, erneuerbaren Quelle) erbracht werden kann. Das Gaskraftwerk wird erst benötigt, wenn das Flugzeug in der Luft ist, so daß diese Komponente verkleinert werden kann. Als Reisegeschwindigkeit werden 880 km/h genannt.

E-Thrust concept

E-Thrust concept

Bei Normalflug versorgt das Gaskraftwerk die Propeller direkt, wobei aber auch die Akkus aufgeladen werden, um Energie für eine Notlandung zu haben, sollte das Gassystem ausfallen. Beim normalen Abstieg werden Antrieb und Gaskraftwerk stillgelegt, sodaß das eConcept zu einem Segelflugzeug wird.

Sobald die Propeller beginnen, sich von selbst zu drehen ist es denkbar, Strom zum Nachladen der Batterien zu erzeugen, falls erforderlich. Und obwohl das Gassystem für die Landung wieder gestartet wird, ist dies nur als Sicherheit gedacht, um die Propeller zu versorgen, falls mit der Batterie etwas schief gehen sollte.

Damit das E-Schub-System tragfähig wird, sind supraleitende Technologien erforderlich, um die Größe und das Gewicht der elektrischen Komponenten zu reduzieren – kombiniert mit der nächsten Generation elektrischer Speicher, die Energiedichten über 1.000 Wh/kg erreichen. Dabei wird insbesondere an Lithium-Luft-Batterien gedacht. Die Entwicklung läuft im Rahmen des Distributed Electrical Aerospace Propulsion (DEAP) Projekts von EADS.

Immerhin kann das Unternehmen mit dem ebenfalls neu vorgestellten E-Fan bereits ein vollelektrisch betriebenes, zweisitziges Flugzeug präsentieren, das der Luftfahrzeugkonzern nach eigenen Angaben in nur acht Monaten entwickelt hat.

E-Fan

E-Fan

Das etwa 6,7 m lange Flugzeug mit einer Spannweite von 9,5 m ist mit zwei 30 kW Mantelpropellern ausgestattet, die es leiser und für das Bodenpersonal sicherer macht.

Das Hauptfahrwerk ist intelligenterweise ebenfalls elektrisch angetrieben (6 kW) und ermöglicht das Rollen am Boden, auch wenn die Haupttriebwerke ausgeschaltet sind. Dieser Antrieb bringt das gerade einmal 550 kg schwere Flugzeug beim Starten auf etwa 60 km/h und hilft somit den Propellern. Mit einer Akkuladung der in den Flügeln untergebrachten 120 Lithium-Polymer-Batterien von KOKAM sind Flüge mit einer Dauer von bis einer Stunde möglich. Die Reisegeschwindigkeit liegt bei 160 km/h, die Höchstgeschwindigkeit bei 220 km/h.

Sobald der Flieger einsatzreif und zertifiziert ist, soll er für die Pilotenschulung eingesetzt werden. Auf dem Reißbrett von Airbus befinden sich bereits die Modelle E-Fan 2.0 (2 Passagiere, batteriebetrieben) und E-Fan 4.0 (4 Passagiere, Hybridausführung für größere Reichweite). Hergestellt und vermarktet werden sollen die beiden Versionen des Flugzeugs dann von der Tochtergesellschaft VoltAir.


Auch die Siemens AG stellt auf der Paris Air Show ein neues Flugzeug vor, die DA36 E-Star 2, die einen seriell-hybriden Elektroantrieb für ein geräuscharmes und energiesparendes Fliegen besitzt und bereits einen einstündigen Jungfernflug absolviert hat.

Nachdem ein Vorgängermodell im Jahr 2011 (s.d.) bereits bewiesen hatte, daß ein seriell hybrider Elektroantrieb für Flugzeuge tauglich ist, beweist nun die zweite Generation, daß sich die Technologie auch für die kommerzielle Nutzung eignet.

An dieser Antriebstechnik, die den Treibstoffverbrauch und die Emissionen um ein Viertel reduzieren kann, arbeiten Siemens, EADS und Diamond Aircraft schon seit mehreren Jahren. Dabei erhält der Elektromotor mit 65 kW Dauerleistung, der den Propeller des zweisitzigen Flugzeugs antreibt, seinen Strom von einem kleinen Wankelmotor mit Generator, der gleichmäßig mit niedriger Leistung läuft und deshalb nur wenig Treibstoff verbraucht. Gegenüber dem Vorgängermodell wurde der Hybrid-Antrieb um rund 100 kg leichter, und der Motor liefert pro Kilo Gewicht inzwischen fünfmal mehr Leistung als herkömmliche Antriebe.

Für den Start stellt eine Batterie von EADS die Energie bereit, die während des Reiseflugs nachgeladen wird, und Umrichter von Siemens speisen den Elektromotor mit Strom aus der Batterie und dem Generator. In dieser Kombination startet das Flugzeug elektrisch, leise und treibstoffsparend und bietet gleichzeitig ausreichend große Reichweiten.


An dieser Stelle passend ist der Hinweis auf den Muskelkraft-Hubschrauber ,Atlas’ des AeroVelo-Teams der University of Toronto (da er wie ein Fahrrad pedalbetrieben ist), der im Juni den 250.000 $ schweren Sikorsky Prize gewinnt (s.d.).

Ich erinnere hier daran, da sich aus einer Verbindung dieser extrem intelligenten Leichtbautechnik, der ausgebufften Aerodynamik und den immer effektiver werdenden Dünnschichtzellen, Solarfarben oder Solarsprays regelrecht evolutionäre Sprünge ergeben könnten, die ich dann selbstverständlich sehr gerne dokumentieren möchte.


Auch der Abenteurer und Flieger Chip Yates meldet sich in diesem Monat zurück, über den in dieser Übersicht schon berichtet wurde (s. April 2012). Nun gibt er bekannt, daß er den Atlantik überqueren, und dabei mit seinem elektrischen Flugzeug eine Strecke von mehr als 3.500 zurücklegen will. Ohne Zwischenstop wohlgemerkt.

Chip Yates im Flieger

Chip Yates im Flieger

Um das ehrgeizige Ziel zu erreichen, muß Yates den großen Nachteil von elektrischen Antriebssträngen überwinden – ihre begrenzte Reichweite. Seine Lösung ist es, unbemannte Drohnen zu verwenden, die während des Fluges für zusätzlichen Strom sorgen sollen.

Im Grunde heißt das, daß er sich im Flug mit autonomen Akkupacks treffen will, die einen Energie-Transfer zum Flugzeug durchführen und dann zu einem Flughafen zurückkehren. Was aber nichts anderes als eine moderne Form der Luftbetankung mit Treibstoff darstellt, die sicherlich auch utopisch klang, als sie das erste Mal vorgeschlagen wurde.

Um seinen elektrischen Long-EZ für Langstreckenflüge fit zu machen, bekommt das Flugzeug einen neue 450 V/80 Ah Batterie von EnerDel, die in der Lage ist eine Dauerleistung von 600 A abzugeben, was 258 PS entspricht, und doppelt so viel ist, wie die Leistung der alten Batterie. Das neue Pack wiegt 238 kg und nimmt den gesamten Rücksitz ein. Außerdem kann man auf neuen Fotos auch schon die Lade-Sonde sehen, mit welcher der Energietransfer während der Atlantik-Überquerung durchgeführt werden soll.

Im Oktober folgt die Meldung, daß Yates innerhalb von 2 Tagen 5 neue Elektroflugzeug-Weltrekorde aufgestellt habe, von denen der jüngste während der Capital Air Show in Sacramento aufgezeichnet wurde: Ein Aufstieg vom Boden auf 500 m Flughöhe in 62,58 Sekunden.

Bei den anderen Rekorden erreicht er in sechs Minuten und 29 Sekunden eine Höhe von 3.000 m, von wo aus er weiter auf 14.700 Fuß aufsteigt (~ 4.480 m) und sich einen Höhenrekord sichert. Da er außerdem für 90 Sekunden dort oben bleibt, schnappt er sich gleich noch den Rekord für die längste Zeit in dieser Höhe.

Auch beim Schnellflug über einen Kilometer kann Yates seine bisherige Bestmarke von 324,16 km/h erneut übertreffen: mit einer gemittelten Geschwindigkeit von 347,04 km/h (in der einen Richtung schafft das Elektroflugzeug 353,44 km/h, in der Gegenrichtung 340,64 km/h). Bis die fünf Rekorde vom internationalen Luftsportverband, der Fédération Aéronautique Internationale (FAI) in Lausanne offiziell anerkannt werden, dauert es allerdings noch bis Juli 2014.


Der einsitzige, offene E-Spyder von Yuneec (s. Juni 2009) kommt im August wieder in die Presse, da er als erstes elektrisches Flugzeug von den deutschen Flugaufsichtsbehörden zugelassen wird.

Der inzwischen eSpyder geschriebene Flieger wird von der Firma GreenWing International LLC mit Hauptsitz in Cable, Kalifornien, hergestellt, einer in diesem Jahr aus der Taufe gehobenen Ausgründung der Yuneec.

Der kompakte Flieger ist 5,9 m lang und hat eine Spannweite von 10,1 m. Leer wiegt er 186 kg. Sein 24 kW Elektro-Motor wird von einem 13 kWh Lithium-Akku mit Strom versorgt, der eine Flugzeit von 1 – 1,5 Stunden bei einer Sparmodus-Geschwindigkeit 61 km/h erlaubt. Sowie eine Höchstgeschwindigkeit von 109 km/h. Das Aufladen des Akkus dauert 2 – 3 Stunden.

Das Unternehmen wird nun 25 Stück des eSpyder Kit in den USA zu einem Preis von 39.990 $ auf den Markt bringen, weitere 25 Stück sollen in Europa für jeweils 34.990 € verkauft werden.


Im September 2013 legt das batterieelektrische Forschungsflugzeug e-Genius(s. Januar 2010) des Instituts für Flugzeugbau (IFB) der Universität Stuttgart im Rahmen des Green Speed Cup Wettbewerbs eine Strecke von mehr als 405 km zurück und bricht damit den bisherigen Weltrekord. Die Piloten des zweisitzigen Prototyps absolvieren die Rekorddistanz mit einer Durchschnittsgeschwindigkeit von 160 km/h.

Die aktuellen Maße lauten: eine Spannweite von 16,85 m, eine Startleistung von 65 kW und rund 900 kg Abflugmasse. Die Akkupacks können 56 kWh elektrische Energie speichern und haben eine Masse von 300 kg.


Im November erscheint ein Design in den Fachblogs, das hier unbedingt aufgeführt werden muß. Es stammt von der kleinen Firma Zee.Aero Inc. aus Mountain View, Kalifornien, die bereits im August einen Patentantrag dafür gestellt hat (US-Nr. 20130214086).

Kroo-Patent Grafik

Kroo-Patent (Grafik)

Das Fahrzeugdesign des persönlichen Flugzeugs stammt von dem Luftfahrt-Professor und NASA-Wissenschaftler Ilan Kroo, der die Zee.Aero gründet und auf der Patentanmeldung auch als der Erfinder aufgelistet wird.

Das fliegende Auto kann vertikal starten und landen – mit zwei Reihen kleiner, von Elektromotoren angetriebener Vierblatt-Propeller. Die Gruppe dieser 8 Motoren verwendet Batteriestrom, um das Flugzeug für den Start vertikal anzuheben. Anschließend bieten zwei vertikal montierte Propeller Vorwärtsschub, damit die Flügel genug Auftrieb bereitstellen, während die kleinen vertikalen abgeschaltet werden. Der Entwurf sieht vorne und hinten montierte Flügel vor, eine Anordnung, die als Entenflügel bezeichnet wird, wobei sich der horizontale Stabilisator des Flugzeugs hier an der Vorderseite befindet.

Den Abbildungen der Patentanmeldung zufolge ist eine Version des Fahrzeugs schmal genug, um in eine Standard-Parklücke zu passen. Weitere technische Details sind bislang nicht zu erfahren.


Ebenfalls im November wird in Deutschland Luftfahrtgeschichte geschrieben, als in Karlsruhe der Volocopter VC200, das erste elektrisch betriebene manntragende Multicoptersystem der Firma e-volo GmbH, erfolgreich zum Einsatz kommt.

Laut eigener Gründungslegende fanden der Software-Experte Stephan Wolf und der Physiker Thomas Senkel in einem Internetforum zusammen. Daraus war Ende 2010 der Plan entstanden, einen bemannten Multikopter zu realisieren. Mit recht einfachen Mitteln setzten sie ihr erstes Versuchsmodell um. Ein Hüpfball diente beispielsweise als Landegestell.

Das System war dann erstmals im Oktober 2011 öffentlich präsentiert worden und hatte auf Anhieb große Begeisterung ausgelöst – auch bei mir. Mitte 2012 begann die neu gegründete Firma e-volo den ersten zweisitzigen Volocopter der Welt zu bauen, der im August 2013 auf der Galaveranstaltung des GreenTec Awards in Berlin erstmals öffentlich vorgestellt wird.

Nun, im November, beweist der Elektro-Senkrechtstarter vor Journalisten in der 22 m hohen Halle der dm-arena für einige Minuten seine Flugtauglichkeit – allerdings unbemannt, da der Prototyp noch keine Zulassung hat. Anstelle eines Menschen fliegt in dem ferngesteuerten Volocopter ein Sack voller Schrauben mit vergleichbarem Gewicht mit.

Die Ergebnisse lassen sich hören: Ein satter und unglaublich leiser Klang, absolut keine spürbaren Vibrationen im Flug und eine extrem ruhige Rotorebene. Auch die Struktur mit ihrem neuen Federbein-Fahrwerk überzeugt. Gesteuert wurde der schneeweiße Elektroflieger von außen per Joystick.

Der Volocopter wird inzwischen von 18 elektrisch betriebenen Rotoren angetrieben. Mit der aktuellen Batterietechnik und einem Startgewicht von rund 450 kg können bis zu 20 Minuten lange Flüge gemacht werden. Das Unternehmen glaubt, daß der Elektrohubschrauber in der Lage sein wird, eine Mindestflughöhe von 2.000 m zu erreichen und mit mehr als 100 km/h zu fliegen, und dies bei einer Flugzeit von mehr als einer Stunde. Alternativ soll ein serielles Hybrid-System die Reichweite verlängern.

Wie die meisten der aktuellen kleinen, unbemannten Quadrokopter, braucht der Flieger von e-volo keine verstellbaren Blätter wie ein herkömmlicher Hubschrauber. Stattdessen wird eine Fly-by-Wire-Steuerung verwendet, um Steuerbefehle des Piloten in Änderungen der Geschwindigkeit der 18 einzelnen Propeller zu übersetzen. Um nach vorne zu fliegen erhöhen die Motoren im Rücken ihre Drehzahl ein wenig, wodurch der VC200 nach vorne kippt und der Horizontalschub das Fluggefährt nach vorne schiebt.

Wie schon die vielen kleinen Quadrokopter gezeigt haben, ermöglicht diese variable Motordrehzahl-Technik präzise Manöver einschließlich der Auf- und Abstiege. Das Autopilotensystem (AscTec Trinity Technologie) stammt von der o.g. Firma Ascending Technologies GmbH aus Krailling.

Volocopter VC100 Grafik

Volocopter VC100 (Grafik)

Der Mangel an Verstellpropellern beseitigt allerdings die Sicherheitsoption einer Autorotation bei totalem Stromausfall. e-volo untersucht daher die Möglichkeit, um die Rotorblätter und Elektromotoren zu nutzen, eine ähnliche Art von Notfallmanöver zu erreichen. Mit 18 Motoren gibt es jedenfalls eine hohe Redundanz im eher wahrscheinlichen Fall eines einzelnen Motorausfall. Das Unternehmen hofft, noch in diesem Jahr eine vorläufige Bescheinigung der Flugtüchtigkeit zu erhalten, um im kommenden Frühjahr die ersten bemannten Flüge durchführen zu können.

Außerdem wird an verschiedenen weiterführenden Konzepten wie dem offenen Einsitzer VC 100 gearbeitet (der mich bereits zu einer kleiner SF-Story inspiriert hat, die ich bislang aber noch nicht veröffentlicht habe).

Bereits 2015 soll der Volocopter auf den Markt kommen – zunächst zur Pilotenausbildung für Flugschulen, da entsprechende Anfragen schon vorliegen. Ab 2016 sollen dann auch Endkunden das Fluggerät kaufen können, das 250.000 € kosten soll.

Der Hammer kommt aber noch: Ende November startet e-volo eine Crowdfunding-Kampagne auf der Plattform Seedmatch, auf der es nicht wie bei Indiegogo oder Kickstarter darum geht, Geld für die Produktion vorzuschießen und damit dann gar einen Volocopter vorzubestellen, sondern hier geht es darum, bei einem Erfolg des Projekts an den Gewinnen beteiligt zu werden – oder bei einem Mißerfolg das eingesetzte Geld zu verlieren.

Umso überraschender ist das Ergebnis: Das Ziel lautet zunächst, 0,5 Mio. € zu bekommen. Als das Projekt freigeschaltet wird, kann dieser Betrag in nur 2 Stunden und 35 Minuten eingesammelt werden! Das Fundinglimit wird daraufhin auf 1,2 Mio. € erhöht – was in gerade mal drei Tagen erreicht wird!


Als passender Abschluß dieser Jahresübersicht soll das bislang größte Solarflugzeug der Welt erwäht werden, das auch immer wieder mit neuen Meldungen für Aufmerksamkeit gesorgt hat. Den Solar Impulse (HB-SIA) von Bertrand Piccard gibt es inzwischen sogar schon als äußerst filigranes Kleinstmodell von HERPA im Maßstab 1:200.

Modell der Solar Impulse in der Hand des Autors

Modell der Solar Impulse
in der Hand des Autors

Für 2013 wird zunächst ein zweimonatiger Flug der HB-SIA über die USA von der West- zur Ostküste über eine Strecke von rund 5.000 km geplant (Cross America 2013). Die Überquerung soll in 5 Etappen von Kalifornien (Mountain View) aus über Arizona (Phoenix / Sky Harbor International Airport), Texas (Dallas / Fort Worth International Airport), Missouri (Lambert-Saint Louis International Airport) und Washington, D.C. (Dulles International Airport) bis zum John F. Kennedy International Airport in New York City führen. Bei jeder Station will das Team bis zu zehn Tage verweilen und das Flugzeug der Öffentlichkeit präsentieren.

Nachdem das Flugzeug auf seiner Heimatbasis in Payerne, Schweiz, demontiert wurde, wird es Mitte Februar in eine Boeing 747 Frachtmaschine geladen und landet am nächsten Tag auf dem Moffett Airfield in San Francisco, wo die HB-SIA sorgfältig wieder zusammengesetzt wird, um im Folgemonat rund um San Francisco mehrere Test- und Werbeflüge in eigener Sache durchzuführen. Piccard und Borschberg wollen mit ihren Flügen nicht nur Interesse für ihre anstehende Überquerung der USA wecken, sondern auch für die im Jahr 2015 geplante Weltumrundung.

Während des Aufenthalts kann der Solarflieger daher auch besichtigt werden, der mit einem Gewicht von 1,6 t, einer Spannweite von 63,4 m und den 11.628 PV-Zellen auf der 200 m2 großen Flügelfläche ziemlichen Eindruck macht. An diesem Standort wird das Flugzeug übrigens in einem aufblasbaren Hangar untergebracht, der bereits für die Welttournee im nächsten Jahr entworfen und entwickelt wurde. Nun wird diese revolutionäre Struktur zum ersten Mal unter realen Bedingungen eingesetzt.

Das Flugzeug startet mit Piccard am Steuer am 3. Mai vom Moffett Airfield des NASA Ames Research Center bei San Francisco, und fliegt innerhalb von 18 Stunden und 18 Minuten bis zum Sky Harbor in Phoenix, Arizona. Obwohl der letzte Teil des Flugs in die Nacht fällt, sind die Batterien bei der Landung am frühen Morgen noch zu einem Viertel gefüllt. An diesem Standort klinkt sich auch Richard Branson in das Projekt ein, der es wohl nicht ertragen konnte, daß es bislang über ihn hinweggezogen ist. Nur wird auch er ein ,Patron des Projekts.

Über San Fransisco

Über San Fransisco

Auf der zweiten Etappe von Phoenix nach Dallas, die von Borschberg geflogen wird (die beiden Piloten wechseln sich jeweils ab) stellt die Solar Impulse mit 1.506 km am Stück einen neuen Streckenrekord auf – und bricht damit den eigenen Rekord vom Vorjahr, als der Solarflieger 1.116 km weit von der Schweiz nach Spanien flog. Für die aktuelle Strecke, auf der auch Roswell überquert wird, werden 18 Stunden und 21 Minuten benötigt.

Anfang Juni erreicht die HB-SIA nach einem 3. Etappenflug von 21 Stunden und 21 Minuten das nächste Ziel in St. Louis. Hier hatten mehrere Tornados in der Nacht zuvor Schäden an verschiedenen Gebäuden des Lambert-St. Louis International Airport verursacht, darunter auch an dem für die Solar Impulse vorbereiteten Hangar. Das Team setzt daraufhin erfolgreich seinen eigenen aufblasbaren Hangar ein, um das Flugzeug zu parken.

Das modulare aufgebaute System wiegt 3,5 t, ist in entfaltetem Zustand 88 m lang, 32 m breit und an der höchsten Stelle 11 m hoch. Es besteht aus einem textilen Material, das stark genug ist, um Windgeschwindigkeiten bis zu 100 km/h zu widerstehen, gleichzeitig aber auch dünn genug ist, daß das durchscheinende Sonnenlicht die Batterien des Flugzeugs aufladen kann. Der mobile Hangar kann von 12 Personen innerhalb von 6 Stunden aufgestellt werden.

Mitte des Monats geht es weiter nach Washington, D.C., wobei es auf dieser Etappe eine Besonderheit gibt: Aufgrund des Wetters mit starkem Gegend- und Seitenwind, was die Flugzeit auf knapp 24 Stunden verlängert hätte, entscheidet sich das Team für eine kurze Zwischenlandung und einen Pilotenwechsel auf dem Cincinnati Municipal Lunken Airport. Nachdem das Solarflugzeug Washington erreicht, wird den beiden Initiatoren Bertrand Piccard und Andre Borschberg vom US-Energieminister Ernest Moniz die höchste Auszeichnung der Solar Energy Industries Association (SEIA) überreicht, der Innovators-of-the-Year Award.

Am 6. Juli 2013 landet die HB-SIA von Washington, D.C., kommend auf dem John F. Kennedy International Airport in New York City – mit einem 2,5 m großen Riß an der Unterseite der linken Tragfläche. Obwohl die letzte Strecke nur rund 490 km beträgt, bedarf es einer Flugzeit von 18 Stunden und 23 Minuten, um sie zurückzulegen. Im Laufe der 2-monatigen Reise war die Solar Impulse damit 105 Stunden und 41 Minuten in der Luft, in denen sie eine Strecke von 5.617 km zurückgelegt hat. Die durchschnittliche Reisegeschwindigkeit betrug dabei etwa 53 km/h.

Anfang August wird die HB-SIA demontiert und in einem Jumbo-Jet über den Atlantik zurück in die Schweiz geflogen, um in Dübendorf gelagert zu werden, wo inzwischen bereits an der neuen, größeren und verbesserten Version gearbeitet wird, um mit dieser im Jahr 2015 die Welt in der nördlichen Hemisphäre zu umrunden, mit nur 4 - 5 Zwischenstopps. Auch das neue Flugzeug wird Lithium-Polymer-Batterien verwenden, die jedoch eine Energiedichte von 261 Wh/kg haben werden.

Aus den Erfahrungen der bisherigen Flüge ergeben sich viele Veränderungen an dem neuen Solarflugzeug. Insbesondere das nun als Druckkabine gestaltete Cockpit wird groß genug sein, daß sich der Pilot während der Fahrt hinlegen und schlafen kann, außerdem ist eine On-Board-Produktion von Sauerstoff vorgesehen. Immerhin sollen einige der Einzeletappen fast einen Monat lang dauern.

Im September meldet die Presse, daß nun auch Google bei dem Solar Impulse-Projekt mit einsteigt – als offizieller Internet-Technologie-Partner. Mit Google an Bord soll die Reichweite der Öffentlichkeitsarbeit, insbesondere mit Blick auf die jüngeren Generationen, die Medien sowie Entscheidungsträger in Politik und Unternehmen deutlich verbessert werden.

Im November bestätigt der Internationale Luftfahrtverband FAI der Solar Impulse drei neue Rekorde: Der Flug von Phoenix nach Dallas als längste gerade Strecke (1.386,5 km), die Entfernung zwischen vorgegebenen Wegpunkten (1.487,6 km) und der freie Streckenflug (1.506,5 km) Flug. Damit hält das Flugzeug insgesamt 8 FAI-Rekorde in der Kategorie der solaren Aviation.

Die letzte Meldung dieses Jahres stammt von Mitte Dezember und besagt, daß nun auch Bertrand Piccard eine 72-stündige Sitzung am Steuer des Flugsimulators absolvieren wird – wie es André Borschberg schon im Jahr 2012 erfolgreich getan hat. Ziel der Erfahrung ist, die Piloten für ihre Weltumrundung vorzubereiten. Piccard wird Selbst-Hypnose anwenden, um wachsam zu bleiben und seine Müdigkeit zu kontrollieren.


2014


Wie schon in der letzten Jahresübersicht werden die verschiedenen Flieger unterteilt präsentiert – beginnend mit den kleinsten, den elektrischen Drohnen, die in der Öffentlichkeit zunehmend an Präsenz gewinnen. Diese ist allerdings nicht immer einer positiven Aufmerksamkeit geschuldet.

Als Mitte Januar ein Großbrand über 30 Gebäude der norwegischen Kleinstadt Lærdalsøyri in der Gemeinde Lærdal zerstört, verzögert sich die Ankunft eines Hubschraubers der Feuerwehr, weil zu viele Kameradrohnen in der Luft sind, die vermutlich für die Medien Bilder aufnehmen sollen.


Daß man von einen Quadrocopter mit integrierter Startplattform aus sogar eine (Spielzeug-)Rakete abheben lassen kann, beweist ein Ende Januar veröffentlichtes Video, von dem es sogar einen GIF-Ausschnitt gibt.

An der Entwicklung mitbeteiligt ist die rapid- prototyping-Firma Polakium Engineering – und auf der Seite flitetest.com findet man eine sehr detaillierte und exzellent bebilderte Bauanleitung: Rocket Launching Quadcopter.


Im Zuge der Popularität von Roboterkämpfen ist es kaum verwunderlich, daß nun auch Quadrocopter gegeneinander in den Ring geschickt werden – in einem Kampf bis zum ersten Absturz.

Hinter dem Event steht eine im Januar gestartete Kickstarterkampagne von Marque Cornblatt aus San Francisco für einen extrastabilen Quadrocopter-Rahmen, bei der über 50.000 $ zusammenkommen, um die Verwirklichung des Projekts zu ermöglichen. Marque produziert und betreut auch das Game of Drones, eine UAV-Web-Serie und eine Drohnen-Entwicklungs-Denkfabrik.


Im Januar gibt das Ministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI) in Berlin eine Infobroschüre namens ,Nutzung unbemannter Luftfahrtsysteme’ heraus, die man sich von der Homepage des Ministeriums herunterladen kann.


Anfang Februar berichtet die Presse, daß der schwedische Frauen-Zweitligist Hammarby IF eine Videodrohne nutzt, um das Training aus der Vogelperspektive analysieren zu können. Da der Schwedische Fußball-Verband (SvFF) den Drohnen-Einsatz für die Punktspiele bislang nicht untersagt hat, ist nun auch der Einsatz bei einem Testspiel im März geplant.

Renault KWID mit Flying Companion

Renault KWID
mit Flying Companion


Auf der New Delhi Motor Show in Indien wird der dreisitzige Prototyp eines Renault KWID vorgestellt, ein Konzeptfahrzeug, das in einem kleinen Hangar in der hinteren, aufklappbaren Dachpartie einen Quadrocopter mit sich führt, der zwei Flugmodi besitzt: einen manuellen und einen automatischen.

Der manuelle Modus erlaubt dem Fahrer oder dem Beifahrer den Quadcopter mit einem eingebauten Tablet zu steuern, während die Drohne im Automatikmodus einem vorher festgelegten Pfad aus GPS-Koordinaten folgt.

Der Flying Companion genannte Flugroboter hat ein eingebautes GPS und eine Kamera, mit der man den Verkehr oder Straßenhindernisse beobachten kann. Besondes im Off-Road-Bereich könnte dies sehr praktisch sein, wenn man nicht weiß, was einem hinter der nächsten Kurve erwartet.

Ein ganz ähnliches Konzept stellt übrigens die Schweizer Firma Rinspeed im Oktober 2015 auf der CES in Las Vegas vor. Es heißt Σtos, ist ein selbstfahrender Sportwagen mit einem nicht offenbarten hybriden Antriebsstrang und verfügt über ein Lenkrad, das sich selbständig aus dem Weg dreht, wenn in den autonomen Modus geschaltet wird.

Und es hat einen kleinen Helipad auf der Rückseite, von dem aus man eine Fernbedienungs-Drohne starten lassen kann. Wozu das gut sein soll, wird auch gesagt: „(Die Drohne) könnte zum Beispiel einen Blumenstrauß holen, den der Fahrer online bestellt hat – und sogar direkt an den glücklichen Empfänger liefern.“ Warum also einfach, wenn es auch so kompliziert geht.

Doch damit nicht genug, stellt auch der Designstudent Danilo Makio Saito am Architecture and Urbanism College der University of São Paulo in Brasilien im Dezember 2015 das Konzept Volkswagen LUNA vor, das er während des Praktikums bei Volkswagen Brasilien entwickelt hatte – und das ebenfalls mit einer integrierten Drohne daherkommt, die für eine Vielzahl von Aufgaben eingesetzt werden soll.

Im September 2016 wird auf der IAA in Hannover erstmals eine verwirklichte Variante gezeigt: Das Pickup-Konzept Navara EnGuard von Nissan ist als Rettungsfahrzeug bei Naturkatastrophen konzipiert, das weltweit auch in den am weitesten entfernten, extremen Umgebungen eingesetzt werden kann. Neben tragbaren Batteriepaketen und einem Erste-Hilfe-Set mit Defibrillator gibt es auch noch einen 20,5 Zoll große HD-Screen, auf den auch Live-Bilder einer Kamera-Drohne übertragen werden können.

Bei dieser Onboard-Drohne handelt es sich um das Modell DJI Phantom 4, an dessen Unterseite eine 12,4-Megapixel-Kamera mit Video- und Standbildfunktion befestigt ist und das in bis zu 6.000 m Höhe fliegen kann.


Eine weitere interessante Kombination bildet das Riverwatch-System der Universität Lissabon, das von einem Team um José Barata und Pedro Santana entwickelt wird, um ein besseres Verständnis der Uferbereiche von Flüssen zu gewinnen. Die für das Verständnis der lokalen Ökologie entscheidenden Sümpfe, Marschen und ähnliche Umgebungen sind matschig und schwer zu erreichen.

Als Lösung wird ein Robotersystem zusammengestellt, das aus einen 4,5 m langen Roboter-Katamaran mit einem Hexacopter an Bord besteht. Das Boot besitzt visuelle und Sonarsensoren sowie eine mit einem großen H markierte Dockingstation, um die Luftverfolgung zu unterstützen.

Dabei ermöglichen die Sensoren dem Onboard-Computer des Boots die vom Hexacopter übermittelten Bilder und Echolot-Meßwerte mit Satellitenfotos und anderen Daten zu vergleichen, um eine virtuelle Karte zu bauen, seine Position zu fixieren und Navigationspfade zu zeichnen. Die ersten Feldversuche werden in einem privaten See in der portugiesischen Region Sesimbra durchgeführt.

VAE Drohne

VAE Drohne


Die Vereinigten Arabischen Emirate wiederum wollen Presseberichten zufolge unbemannte Drohnen einsetzen, um offizielle Regierungsdokumente wie Führerscheine und Personalausweise auszuliefern.

Ein entsprechender Testlauf soll schon in wenigen Wochen in Dubai folgen um zu sehen, inwieweit das heiße Klima und die schweren Sandstürme die Drohnen behindern.

Zur Identifizierung der richtigen Empfänger sind die einen halben Meter großen Quadcopter mit Augenscanner und Fingerabdruck-Sensoren bestückt. Das neue System soll schon im Jahr 2015 in den Arabischen Emiraten flächendeckend zum Einsatz kommen.


Die bislang kaum bekannte, kleine Brauerei Lakemaid von Jack Supple aus Minnesota macht im Februar 2014 mit einem YouTube-Video auf sich aufmerksam, in welchem sie demonstriert, daß sie ihre Produkte seit Kurzem auch via Drohne ausliefern kann.

Adressaten sind Eisfischer, die im Winter in Wohnwagen auf dem zugefrorenen Mille Lacs Lake leben. Um eine Bestellung aufzugeben, muß ein Fischer lediglich seine GPS-Koordinaten per Anruf durchzugeben, und schon machte sich ein 12er-Pack Bier auf den Luftweg bis zu seiner Hüttentür. Die amerikanische Flugaufsichtsbehörde FAA verbietet die Aktion jedoch umgehend.


Ebenfalls im Februar liefert FlowerDeliveryExpress.com mit Hauptsitz in Commerce Township, einem Vorort von Detroit, Michigan, zum Valentinstag die erste bekannte Blumenlieferung mittels Drohne durch. Die Firma startet zudem ein Programm, um mit einer ausgewählten Gruppe von Kunden alternative Liefermethoden u.ä. zu testen. Doch auch hier muß zunächst auf eine FAA-Genehmigung gewartet werden, bevor es zu einem regelmäßigen Einsatz kommt.


Ein Kickstarter-Projekt, das eine Bruchlandung macht, wird von der Firma GenCode Systems Inc. aus Tampa in Florida gestartet. GenCode will nämlich einen Baukasten mit LEGO-Bausteinen zum Selberbauen eines Quadrocopters auf den Markt bringen. Die vollautonom flugfähige Lego Brick Drone, an welcher der Software-Entwickler und Designer Ed Scott und der 3D-Drucker-Experte Nick Margarone seit 2012 arbeiten, soll als komplett ausgestattetes Paket einschließlich Motoren, Funksender, Empfänger, und Flugfernbedienung rund 770 $ kosten - und das scheint entschieden zu teuer zu sein.

Die Finanzierung für dieses Projekt wird bereits im April abgebrochen, da von dem Finanzierungsziel in Höhe von 22.000 $ noch nicht einmal ein Zehntel erreicht wird. Auch zwei weitere Versuche in den Folgejahren bleiben erfolglos, obwohl im Jahr 2014 immerhin schon gut 6.000 $ eingesammelt werden können.


Im März kursiert in Deutschland die Meldung, daß die Flüge privater Minidrohnen rund um Flughäfen der Deutschen Flugsicherung (DFS) zunehmend Kopfzerbrechen bereiten, und auch der Arbeitsaufwand, um Startgenehmigungen für die kleinen Fluggeräte zu erteilen, habe deutlich zugenommen.

Der DFS zufolge wissen die meisten Nutzer nicht einmal, daß sie die Drohnen in vielen Städten ohne Zustimmung des Flughafentowers gar nicht starten dürfen – wobei die Kontrollzonen rund um die Flughäfen in Berlin und Hamburg fast das gesamte Stadtgebiet abdecken. Spezialisten des Bundesverkehrsministeriums und der DFS denken bereits über eine Sonderregelung für die zivilen Minidrohnen nach.


Vermutlich noch mehr Sorgen – und bei viel mehr Menschen – würde allerdings eine Verbreitung der CUPID-Drohne (Chaotic Unmanned Personal Intercept Drone) verursachen, da dieses Gerät Eindringlinge nicht nur verfolgen sondern auch gleich kampfunfähig machen kann.

Der Hexacopter zur Gefahrenabwehr, der von der Firma Chaotic Moon im texanischen Austin stammt, ist mit einem Taser ausgerüstet, welcher zwei Elektroden in den Körper des Opfers schießt und dann 80.000 Volt durch diesen hindurchjagt - was auch der allgemeinen Debatte über Drohnen einen ordentlichen Schock versetzt.

Die CUPID kann vollkommen autonom arbeiten und beispielsweise ein Grundstück verteidigen. Dabei soll der Eindringling zuerst von Bewegungsmeldern erkannt werden, worauf die Drohne zum übermittelten Ziel startet und dieses flachlegt. Anschließend verständigt das Fluggerät die Polizei und landet wieder zum Aufladen seiner Akkus in der Startbox. 

Auch wenn die Drohne derzeit noch nicht zum Verkauf steht, wird in den Kommentaren schon beruhigend darauf hingewiesen, daß eine Gesichtserkennung eingebaut werden soll, damit nicht „versehentlich die Kinder oder die Ehefrau umgenietet werden“.

Das Team von Chaotic Moon arbeitet zudem an einer EMP-Drone, die im Wesentlichen das Ausspionieren durch Paparazzi-Drohnen stoppen soll, indem sie in Nähe der eindringenden Drohne einen elektromagnetischen Impuls auslöst, der die Schaltungen der Zieldrohne brät und sie vom Himmel fallen läßt. Sich selbst schützt die EMP-Drone durch einen Faradayschen Käfig. Außerdem soll das Fluggerät eine nach unten gerichtete Kamera besitzen, um sich vergewissern zu können, daß sich beim Auslösen des Impuls nicht gerade eine Person oder ein Fahrzeug unter der zum Abschuß auserkorenen Drohne befindet.

Sinnvoller ist da wohl die Beschäftigung mit dem Einsatz von Drohnen zur Ferninspektion von Öl- und Gasleitungen, um Umweltgefahren durch Leckagen zu vermeiden. Hierfür stattet das Team seinen Flieger mit einer FLIR-Wärmebildkamera aus. Doch bevor wir uns diesen Anwendungen zuwenden, sollen noch die anderen aktuellen waffentechnischen Umsetzungen behandelt werden.

Skunk Riot Control Copter

Skunk Riot Control Copter


So berichtet die Presse im Mai 2014, daß auf der Messe IFSEC South African Security außerhalb von Johannesburg  eine Drohne vorgestellt wurde, die mit Luftdruck-betriebenen Paintballgewehren bewaffnet eine Vielzahl an Munition abfeuern kann, um Randalierer in die Flucht zu schlagen und Aufstände zu bekämpfen.

Die Skunk Riot Control Droone des südafrikanischen Unternehmens Desert Wolf, die als erste Drohne dieser Art auf den Markt angepriesen wird, hat eine Tragfähigkeit von 40 kg (andere Quellen: 45 kg), von denen die Gewehrbaugruppe alleine etwa 15 kg benötigt. Zudem hat das fernsteuerbare Fluggerät ein Lautsprechersystem an Bord, um Warnungen an die Menge zu ermöglichen, Stroboskoplichter und blendende Laser, um Menschen zu irritieren, sowie mehrere Kameras, darunter eine mit Nachtsicht.

Die bis zu vier Paintballkanonen lassen sie sich wahlweise mit Plastikgeschossen, Pfefferspraykapseln oder Farbkugeln bestücken, mit denen bestimmte Personen in einer Menschenmenge markieren werden können. Mit seinen acht Elektromotoren und 40 cm Propellern kann das das Gerät 4.000 Pfefferspray-Paintballs oder Plastikkugeln tragen, die mit einer Rate von bis zu 20 Kugeln pro Sekunde abgefeuert werden – was bei vier Gewehren 80 Schuß pro Sekunde entspricht.

Gesteuert wird die Drohne von zwei Personen: eine als Pilot, die andere für den Waffeneinsatz. In Vollausstattung kostet der ,Kampfflieger’ rund 500.000 Rand (~ 35.000 €), und die ersten 25 Exemplare sollen bereits im Sommer an einen ungenannten Kunden aus der Bergbauindustrie außerhalb Südafrikas ausgeliefert werden. Angeblich sollen Exemplare aber auch nach Südafrika und in die Türkei verschickt worden sein – Sorgen über eine mangelnde Nachfrage macht sich die Firma jedenfalls keine.

Doch ebenso wie das schon 2012 vorgestellte und für Fernüberwachungs-Missionen entwickelte Bateleur UAV sind dem Stand von 2016 zufolge beide Produkte spurlos von der Homepage und aus dem Angebot der Firma verschwunden.

Pfefferspray-Drohne

Pfefferspray-Drohne


Im April 2015 wird gemeldet, daß sich die Polizei in Lucknow, der Hauptstadt des indischen Bundesstaates Uttar Pradesh, fünf Kameradrohnen gekauft hat, die auch Pfefferspray versprühen können. Von einer zentralen Station gesteuert, können die fünf Neuerwerbungen innerhalb eines Radius von einem Kilometer und bis zu 600 m über dem Boden fliegen. Die Polizei ist damit das erste öffentliche Organ, das offiziell in die ,Luftoffensive’ geht, falls Demonstrationen aus dem Ruder laufen.

Der Hintergrund ist schnell erzählt: Nachdem 2014 bei Ausschreitungen drei Menschen starben und zwölf verletzt wurden, rüstete die Polizei auf die Luftüberwachung um und nahm schon im selben Jahr die ersten kleineren Drohnen in Betrieb, die Bilder aus sensiblen Stadtteilen in die Zentrale schickten. Die Einsätze bewähren sich so sehr, daß nun mit den bewaffneten Drohnen nachgelegt wird.


Und um in diesem Kontext zu bleiben: Im Juli 2015 erscheint ein anonymer Clip, auf dem ein Bastler einen Multikopter vorführt, unter dem er eine halbautomatische Handfeuerwaffe montiert hat, die (vermutlich ebenfalls ferngesteuert) Einzelschüsse abgibt; eine weitere Drohne mit angebauter Pistole, die sogar eine automatische Zielvorrichtung besitzt, ist auf einem Clip vom Februar 2016 zu sehen.


Im selben Monat stellt der russische Auslandsfernsehsender RT eine Multikopter-Drohne vor, die mit Panzerabwehrraketen bewaffnet ist. Diese wird von der Firma United Instrument Manufacturing Corp. (UIC) auf einer militärischen Roboter-Konferenz in der Nähe von Moskau präsentiert. Die Drohne ist Teil eines von Sistemprom entwickelten, vielseitig einsetzbaren Roboterkomplexes, der aus vier Drohnen besteht, um Aufklärungsaufgaben durchzuführen, das Schlachtfeld zu überwachen und Ziele zu eliminieren. Beide Firmen sind Teil der Staatskorporation Rostec.

Das Gesamtsystem ist eine Kombination aus einem Roboter-Hubschrauber mit hoher Reichweite, der eine Videoüberwachung durchführen und Ladungen zu bestimmten Koordinaten liefern kann; einem Aufklärungs-Multikopter, der unter Verwendung einer thermischen Kamera Video- und Fotomaterial sammelt; einem Sentinel-Multikopter, der Zielkoordinaten überprüfen und Artilleriefeuer anpassen kann; sowie dem o.g. Angriffs-Multikopter. Die Gruppe kann in einem völlig autonomen Modus operieren und auch mit anderen Roboterkomplexen interagieren.


Der erste US-Bundesstaat, welcher der Polizei erlaubt, Drohnen mit nichttödlichen Waffen einzusetzen, ist North Dakota, wie im August 2015 gemeldet wird. Und im Dezember erscheint dann wieder einmal ein YouTube-Clip, auf dem diesmal der Student Austin Haughwout alias Hogwit eine Selbstbau-Drohne zeigt, die nicht nur mit eine Pistole – wie bei einem früheren Modell –, sondern mit einen Flammenwerfer ausgestattet ist. Weshalb er nun auch schnell Probleme mit der Federal Aviation Administration (FAA) bekommt (mehr zum Thema Regulierung s.u.).

UAS-FF

UAS-FF


Eine pauschale Verurteilung solcher Spielereien wäre allerdings verfrüht, wie der Ansatz der Professoren Sebastian Elbaum, Dirac Twidwell und Carrick Detweiler an der University of Nebraska-Lincoln (UNL) belegt, der im Oktober 2015 in den Blogs veröffentlicht wird wird. Denn auch hier verschießt die Drohne Feuerbälle, die diesmal jedoch einem guten Zweck dienen, denn mit ihnen sollen invasive Arten ebenso bekämpft werden wie Waldbrände. Bei letzteren ist es eine gängige Methode, gezielt kontrollierte Brände zu legen, um dadurch den Vormarsch der Feuerwalzen aufzuhalten.

Bisher wurde diese Aufgabe von speziellen Trupps zu Fuß oder mit Hilfe von Hubschraubern erledigt. Ersteres ist allerdings nicht ganz ungefährlich, während letzteres kompliziert und teuer ist. Eine Drohne kann demgegenüber aus sicherer Entfernung gesteuert werden, womit nur noch die Frage beantwortet werden mußte, wie sie den Zündfunken erzeugen soll.

Bei Erarbeitung der Lösung bauen Elbaum und Detweiler auf ihren früheren Forschungen als Mitbegründer des Nebraska Intelligent Mobile Unmanned Systems Laboratory (NIMBUS) auf, wo sie Flugroboter entwickelt haben, die klein genug sind, um in den Rucksack eines Feuerwehrmanns zu passen, aber auch intelligent genug, um sicher mit der Umwelt zu interagieren. Außerdem sind die beiden Wissenschaftler auch für die im Januar vorgestellte Wasserproben-Drohne verantwortlich (s.o.).

Der neu enstandene und bereits patentierte Brandstifter-Quadrokopter trägt ein Reservoir mit 10 - 50 Kugeln in der Größe von Tischtennisbällen, die mit einem Kalium-Permanganat-Pulver gefüllt sind. Kurz bevor sie fallengelassen werden, wird den Kugeln flüssiges Glykol injiziert, was innerhalb von 60 Sekunden eine chemische Reaktion auslöst, so daß sie in Flammen aufgehen. Doch da liegen sie schon längst auf dem Boden. Die Bälle des Unmanned Aerial System for Fire Fighting (UAS-FF) lassen sich zudem je nach Wunsch ein einer gerade Linie oder in jedem anderen Muster abwerfen.

Anschließend kann die Drohne in die Höhe steigen und mit einer Kamera und Sensoren Daten über das soeben gelegte Feuer sammeln, auswerten und weitergeben. Theoretisch könnte das Fluggerät auch noch weitere Aufgaben übernehmen – beispielsweise Gebiete überwachen und bei zu großer Hitzeentwicklung die menschlichen Feuerwehrmitarbeiter informieren.

Da die Technik tatsächlich gut dabei helfen könnte, die in den letzten Jahren auf der ganzen Welt wachsende Zahl von immer größeren und intensiveren Waldbränden zu bekämpfen, hofft das Team, bereits im März des kommenden Jahres die Genehmigung der FAA und der Feuerwehren für einen Feldtest zu bekommen.

Tatsächlich wird im April 2016 eine fortgeschrittene Version der ,Zündel-Drohne’ gezeigt, deren Feuerfunktion im Naturpark Homestead National Monument in Beatrice, Nebraska, getestet wird. Zwar in Zusammenarbeit mit dem Nationalpark-Service und dem Innenministerium, jedoch noch immer ohne Genehmigung der FAA. Diese veröffentlicht ihre neuen Regelungen für kommerzielle Drohnenoperationen nämlich erst im August (dazu mehr unter Regelungen).

Bei dem Test der nun NIMBUS genannten Drohne geht es darum, eine Fläche mit Präriegras gezielt in Brand zu setzen. Dies gelingt auch problemlos – was einen Meilenstein in der Entwicklung darstellt, weil die Technik erstmals außerhalb einer kontrollierten Umgebung zum Einsatz kommt. Bei der Vorführung trägt die Drohne nur 15 Feuerbälle mit sich, hat dafür aber auch Sensoren und eine Kamera mit an Bord.

Bis zur Marktreife werden noch mindestens zwei Jahre vergehen, rechnen die Initiatoren – und der Verkauf an Privatpersonen dürfte auch nicht ganz unproblematisch sein.


Zudem gibt es zumindest eine Anwendung, bei der sogar mit Dynamit bestückte Drohnen sinnvolle Explosionen herbeiführen können: Die US-Firma Mountain Drones Inc. aus Denver, Colorado, schlägt bereits im Februar 2015 vor, im Kampf gegen Lawinen funkgesteuerte Drohnen zu nutzen. Der Plan, an dem das Unternehmen seit 2013 arbeitet, soll die Gefahr für die Mitglieder von Berg-Patrouillenkommandos vermindern, die seit Jahrzehnten ihr Leben riskieren, um Ski-Resorts vor Lawinen zu schützen.

Prospect-Prototyp

Prospect-Prototyp

Die Lawinenkontrolle besteht zum größten Teil aus Sprengstoffen, um Lawinen sicher auszulösen, wenn niemand gefährdet ist. Bislang mußten dafür Skifahrer bis an die Spitze eines Hanges wandern und das Dynamit von Hand werfen. Fortgeschrittene Ressorts verwenden Hubschraubern zum Abwurf der Bomben, vorab plazierte Gasleitungen oder sogar Militärpanzer.

Die einfacheren, sicheren und flexibel einsetzbaren Drohnen können dies nicht nur besser, sondern zudem enorm viel Zeit und Energie sparen, indem sie auf vorprogrammierten Routen oder manuell zur Spitze des Grates fliegen und dort ihre Ladung fallen lassen, welche bei ihrer Explosion den gewünschten kontrollierten Lawinenabgang auslöst.

Der Prototyp der aus Teilen von zehn verschiedenen Herstellern zusammengestückelten Drohne namens Prospect ist eine ca. 16 kg schwere Flugmaschine mit einer Flugzeit von 45 Minuten und der Fähigkeit, die Hälfte ihres Gewichts in Form von Dynamit zu tragen. Firmenchef Brent Holbrook beschreibt das Ergebnis zwar als „die größte und schlechteste Drohne, die es gibt“ - doch eine normale Drohne würde bei den hohen Winden und den Schneesturm ähnlichen Bedingungen kaum flugfähig sein. Weshalb Holbrook auch stolz anfügt: „Aber wenn irgend etwas dort fliegen kann, dann wir.“

Das Unternehmen hat seinen Prototypen bereits der Telluride Ski Patrol demonstriert, weitere Vorführungen sind in anderen Resorts in Colorado geplant. Und auch Mountain Drones wartet ungeduldig auf die neuen Vorschriften der FAA, rechnet aber damit, daß es wohl noch ein paar Jahre dauern wird, bis die Verwaltung den unbemannten Drohnen erlauben, mit Dynamit zu fliegen.


Im November 2016 wird eine weitere, als positiv einzustufende Drohne vorgestellt, obwohl diese auch schießen kann.

Die DartDrone, eine modifizierte Version des Hexakopters SuperDrone der südafrikanischen Firma HAEVIC (Drone and Robotic Systems Pty Ltd.), trägt eine spezielle Luftpistole (DartGun), die Pfeile mit Betäubungsmittel abfeuert, wie sie von Tierärzten und bei Wildtieren eingesetzt werden. Das Basismodell SuperDrone, ein zusammenklappbarer sechsarmiger Multirotor aus einem 96 cm durchmessenden Kohlefaser-Rahmen, der mit einer optionalen Wärmebildkamera zum Aufspüren von Raubtieren (oder Eindringlingen) bewaffnet ist, ist schon seit zwei Jahren auf Nutztier-Farmen im Einsatz.

Die neue, angepaßte DartDrone-Variante, die robuster als ihr Vorgänger ist, besitzt dazu noch eine pneumatische Doppelläufige 35-mm-Pistole sowie größere Propeller, die eine Nutzlast von bis zu 10 kg erlauben und eine Höchstgeschwindigkeit bis zu 67 km/h. Je nach Wind, Wetter und Belastung kann der Kopter zwischen 20 und 40 Minuten in der Luft bleiben.

Gesteuert über eine mitgelieferte Brille, läßt sich die Dartpistole mit Kopfbewegungen kontrollieren, und ein Fadenkreuz auf dem Bildschirm, ausgerichtet mit einem eingebauten Laserstrahl, führt den Pfeil zum Ziel. Bei dem empfohlenen Luftdruck in der Pistole sollte die Distanz zum Tier etwa 30 m betragen. In den USA wird das komplette Kit inkl. 16.000 mAh Li-Poly-Akku, Ladegerät, 10-Kanal-Radio, einer GoPro Hero 4 Silver Kamera und der Flugbrille für 14.500 $ angeboten.

HAEVIC bietet zudem mit dem Haevic 1 Agric RPAS und der SkyHunter Drohne zwei Starrflügler für die Landwirtschaft an, außerdem noch diverse kleinere Miltirotoren.


Zurück zur allgemeinen Chronologie:

Im April 2014 ist zu erfahren, daß Drohnen auch für die Agaplesion Frankfurter Diakonie Kliniken bald wertvolle Dienste leisten sollen: Im Rahmen der Notfallversorgung sollen sie den raschen Transport von Blutprodukten und Laborproben übernehmen, was angesichts des dichtem Verkehrs in Frankfurt mit einer wesentlichen Zeitersparnis verbunden wäre und auch nicht die teuren (bodengebundenen) Sondersignalfahrten erfordern würde.

Die Kliniken haben drei Betriebsstätten, die von einer zentral gelegenen Blutbank mit Blutproben und Blutprodukten versorgt werden. Trotz aller Vorsorgemaßnahmen und Vorhaltungen lassen sich notfallmäßige Transporte von Konserven nicht gänzlich vermeiden, was im Lauf eines Jahres etwa 50 – 70 mal vorkommt. Da es jedoch insbesondere bei nicht vorhersehbaren Notfällen es auf jede Minute ankommt, soll mit der zukunftsweisenden Drohnen-Transportmöglichkeit die Sicherheit für die Patienten erhöht werden.

Neue Version der Agaplesion-Drohne

Agaplesion-Drohne
(neue Version)

Die bei nahezu jedem Wetter einsatzfähige Drohne startet jeweils vom einer kleinen Landefläche im Innenhof oder, wenn verfügbar, vom Hubschrauberlandeplatz der Klinik aus. Die eigentliche Flugzeit beträgt nur wenige Minuten, die Landung erfolgt zuverlässig am programmierten Zielort. Auf Knopfdruck, über einen Schalter an der Bodenstation, kehrt sie dann automatisch zum Startpunkt zurück. Die Proben oder Blutkonserven werden wie üblich in einem thermisch isolierten Container untergebracht.

Die Reichweite der Hexakopter-Drohne, die über eine Kamera als auch mittels GPS gesteuert werden kann, beträgt ungefähr 15 km und sie kann mit einer Geschwindigkeit von 60 - 70 km/h fliegen. Erste Versuche sollen bereits vielversprechend verlaufen sein. Auch andere klinische Einrichtungen zeigen sich an der Drohne interessiert. Bis ein regulärer Einsatz erfolgen kann, steht allerdings die noch europaweite Lockerung der Gesetze aus.

In einer Präsentation vom Februar 2017 nennt Geschäftsführer Dr. D. Göbel weitere Details. Demnach hat der, den Abbildungen nach, völlig neu gestaltete Hexakopter ein Eigengewicht von 2,6 kg und kann eine Nutzlast von 2,4 kg tragen. Die Geschwindigkeit beträgt 70 km/h, die maximale Flugzeit bis zu 40 Minuten. Die wissenschaftliche Begleitung und Evaluation des Projektes übernimmt durch die Brandenburgische TH Cottbus-Senftenberg.


Die im April 2014 gegründete Firma Drone Aviation Corp. (DAC) entsteht durch Akquisition der seit 2009 bestehenden Lighter Than Air Systems Corp. (LTAS). Diese hatte schon damals mit der Entwicklung von angebundenen Drohnen begonnen – als potentieller Ersatz für Aerostaten, wie sie hauptsächlich vom Militär, den Strafverfolgungsbehörden und Forschungsuniversitäten genutzt werden.

Angeboten werden zwei Modelle: WATT 200 mit einer Betriebshöhe von maximal 60 m, einer Nutzlast von 1,8 kg und Systemen, die einen Menschen aus einer Entfernung von 3,2 km mittels LWIR bzw. aus 4,8 km mittels elektrooptischen Sensoren entdecken; sowie WATT 300 für eine Betriebshöhe bis 150 m und einer Nutzlast von 4,5 kg, der Erfassungsbereich bis 8 km beträgt.

Beworben werden die WATTs mit ihrer hohen Benutzerfreundlichkeit, da sie in nur 10 Minuten einsatzbereit sind und die Webbrowser-basierte Bodenkontrollstation sowie das aktive Tether-Spannungs-Management kein Pilotieren der Drohne erforderlich machen. Daneben bietet die DAC mit der Winch Aerostat Small Platform (WASP) einen mobilen, taktisch geformten Aerostaten uft Grundlage eines Helium-Ballons an, der mit einer mobilen LKW-Einheit verbunden eine Vielzahl von Nutzlasten zur Unterstützung militärischer Operationen tragen kann.

 

Doch nun zu den industriellen Anwendungen.

Am Fraunhofer-Institut für Zerstörungsfreie Prüfverfahren (IZFP) in Saarbrücken entwickeln und adaptieren Forscher um Christian Eschmann Oktokopter für Bauwerksinspektionen, denn die turnusmäßige Feststellung des baulichen Zustandes und des eventuellen Sanierungsbedarfes von Kraftwerken, Industrieanlagen oder sonstigen Bauwerken ist mit hohem Aufwand und Kosten verbunden. Die Berichte darüber erscheinen im März 2014.

Mittels seiner hochauflösenden Digitalkamera scannt der Prüfroboter die Gebäudeoberflächen langsam und akkurat, wobei ihm keine Betonrisse oder Fugenschäden entgehen – auch nicht an einer Hochhausaußenwand in 20 m Höhe. Dabei ist der Flugroboter um ein Vielfaches schneller als seine menschlichen Kollegen. Die früher Tage beanspruchende Inspektion eines Bauwerks dauert mit dem Oktokopter nur noch wenige Stunden, wobei in einer Viertelstunde 1.200 Bilder generiert und am Computer zu einem Gesamtbild kombiniert werden. In Entwicklung ist eine Software, die Schadenserkennung, Bilderarbeitung, Datenbank und Dokumentation integriert und intuitiv zu bedienen ist.


Ebenfalls im März gründet Jan Hiersemenzel das Portal TravelByDrone, eine Webseite mit Drohnen-Videos aus aller Welt – denn hat ein Ort visuell was zu bieten, so gibt es von ihm mittlerweile mit sehr hoher Wahrscheinlichkeit Videoaufnahmen aus der Drohnenperspektive, die sich meines Erachtens durch eine ganz besondere selbstreferierende Ästhetik auszeichnen. Womit ich sagen will, daß ich fast auf Anhieb merke, ob eine Aufnahme von einer Drohne stammt – oder ob sie von einem Hubschrauber, Flugzeug oder Ballon gemacht wurde. Vielleicht, weil sie den von Tauchern gemachten Unterwasseraufnahmen so ähneln?

In dem Index der YouTube-Drohnenvideos wird jeder Film durch eine Stecknadel auf einer Weltkarte präsentiert, und bei Anklicken popt das Video auf und man fliegt über Ozeane, Städte oder Wälder.


Auf der Black Hat Asia Cybersecurity Conference in Singapur, auf der es vor allem um Themen wie Datenschutz und Datendiebstahl geht, präsentieren Mitarbeiter einer Sicherheitsfirma einen Quadrocopter  namens Snoopy, um die Bedrohung aus der Luft greifbar zu machen. Denn ihr Gerät ist in der Lage, Passwörter von Mobilgeräten abzufangen (Spoofing). Dabei nutzen es eine Standardfunktion nahezu aller W-Lan-fähigen Smartphones und Tablets. Wenn sich die Geräte mit dem Internet verbinden, greifen sie auf eine Liste von Netzwerken zurück, mit denen sie in Vergangenheit erfolgreich verbunden waren – und verbreiten die Namen dieser Netze bei der erneuten Netzwerksuche.

Die Drohne kann diese Anfragen registrieren und ihr Bord-W-Lan entsprechend umbenennen – worauf sich das irregeleitete Mobilgerät mit dem vermeintlich vertrauenswürdigen Router verbindet  und der Drohnenbesitzer die Chance erhält, vertrauliche Daten abzufangen, bis hin zu E-Mail-Passwörtern und Kontodaten. Bei Versuchsflügen über London, bei denen die Drohne innerhalb einer halben Stunde Netzwerknamen und GPS-Koordinaten von etwa 150 Geräten sammelt, gelingt es an Login-Daten für Amazon, Yahoo und PayPal zu kommen.


Die Methode der luftgestützten Datensammlung selbst ist nicht ganz neu, denn schon 2011 war auf der Black Hat Sicherheitskonferenz in Las Vegas von Mike Tassey und Rich Perkins ein Modellflugzeug namens Wasp (Wireless Aerial Surveillance Platform) präsentiert worden, das W-Lan-Netzwerke, Bluetooth-Verbindungen oder Mobilfunknetze angreifen kann – aber auch etliche positive Einsatzmöglichkeiten bietet. Im Katastrophenschutz eingesetzt kann eine Wasp Vermisste anhand der Signale ihres Handys orten oder in zerstörten Regionen als fliegender Mobilfunkmast Internet- und Sprachverbindungen bereitstellen.


Ende März 2014 verbietet Alaska die von Drohnen unterstützte Jagd.


Nicht verboten wird, daß mit der im April erfolgten Eröffnung der neuen Luxus-Villa des Casa Madrona Hotels in San Francisco die Gäste hier ihren Champagner von Drohnen serviert bekommen.


Ebenfalls in diesem Monat werden zwei Versuche gemeldet, Drohnen zum Schuggeln von Waren in Gefängnisse zu nutzen. So wird mit einem Mini-Hubschrauber Kokain an Gefangene der Untersuchungshaftanstalt in São José dos Campos in Brasilien geliefert, die es auch vor den Beamten in die Finger bekommen (erst bei Durchsuchung der Zellen können 250 g sichergestellt werden).

In Melbourne, Australien, wird wiederum ein 28-jähriger Mann verhaftet, als er mit einer kleinen Tandemdrohne eine unbekannte Menge illegaler Drogen in das Gefängnis Metropolitan Remand Center schmuggeln will.

Ähnliche Meldungen folgen auch im Mai, als die Behörden in Kaliningrad eine in Litauen selbstgebaute Drohne erwischen, mit der Zigaretten nach Russland geschmuggelt werden sollten – was in den Kommentaren so gedeutet wird, daß damit das organisierte Verbrechen Amazon überholt hätte, Produkte auf diesem Weg an Kunden auszuliefern. Die Drohne mit einer Flügelspannweite von ca. 3,6 m hatte 10 kg Zigaretten an Bord.

Im Juni stürzt eine mit Kamera ausgestattete Helikopter-Drohne im Wheatfield Gefängnis im Westen von Dublin ab. Ein vermutlich mit Drogen gefülltes Paket, das durch ein Seil an dem Fluggerät angebunden ist, verheddert sich in den Drähten, die installiert sind um Flucht von Gefangenen durch die Luft zu verhindern. Bevor die Gefängniswachen die Aufregung im Hof bemerken und eingreifen, stürzen sich bis zu 20 Insassen auf das Gerät und schafften es, einen Teil der Schmuggelware einzusammeln.

Nur einen Monat später, im Juli, wird aus den USA gemeldet, daß die Polizei einen Mann festgenommen habe und einen anderen sucht, die mittels einer Drohne versucht haben, Waren in das Gefängnis Lee Correctional Institution in Bishopville, South Carolina, zu schmuggeln. Das Fluggerät, das mit Marihuana, Handys und Tabak beladen ist, schafft es allerdings nicht über den 3,6 m hohen Zaun.


Bereits im April wird bekannt, daß Amazon inzwischen bereits die fünfte und sechste Generation von Lieferdrohnen testet – während sich die siebte und die achte Generation schon in der Entwurfsphase befinden. Tatsächlich stellt das Unternehmen im Juli bei der amerikanischen Luftfahrtbehörde FAA den Antrag auf eine Testlizenz für Drohnenflüge, aus dem hervorgeht, daß die 27 kg schweren Octocopter eine Geschwindigkeit von mehr als 80 km/h erreichen und Lasten von bis zu 2,5 kg tragen sollen. Bislang verbietet die FAA den kommerziellen Einsatz von Drohnen noch, weil sie als zu gefährlich gelten.

Im November folgt die Meldung, daß Amazon in Großbritannien neue Mitarbeiter einstellt, um die Tests der Amazon Prime Air-Drohnen zu unterstützen, aber auch in diesem Land verbieten die Regeln der Civil Aviation Authority (CAA) noch immer Tests mit unbemannten Flugobjekten, bei denen der Bediener der Drohne keinen Sichtkontakt mit dieser hat.


Ohne Hemmungen eingesetzt werden die Drohnen dagegen von Kriminellen, die mittels Wärmesuchkameras versuchen, zu Gewächshäusern umgebaute Wohnungen zu finden, in denen Marihuana angebaut wird. Da diese ständig beheizt werden, sondern sie eine Menge Wärme ab, was auch schon die Polizei veranlaßt hatte, den Plantagengärtnern auf diese Art und Weise auf die Schliche zu kommen.

Bei der illegalen Entdeckung der illegalen Plantagen werden die Leute dann erpreßt, oder die Drohnenbetreiber nehmen gleich die ganze Ernte mit, wie die entsprechenden Pressemeldungen im April aus Großbritannien berichten.


Ebenfalls im April melden Ingenieure des Advanced Manufacturing Research Center (AMRC) an der Universität von Sheffield, daß es ihnen gelungen ist eine 3D-gedruckte UAV-Flugzeugzelle herzustellen, die speziell entworfen ist, um die Menge des für die Konstruktion erforderlichen Materials zu minimieren, so daß sie innerhalb eines einzigen Tages gedruckt werden kann.

Sheffield-Drohne 1. Version

Sheffield-Drohne 1. Version

Der Nurflügler wird aus ABS-Kunststoff in einer Stratasys Fortus 900mc FDM Maschine gedruckt und ist so entworfen, daß den Komponenten das sonst übliche Trägermaterial nicht hinzugefügt werden muß, um ein Verformen während des Ausdruckens zu verhindern. Dadurch kann die Produktionszeit von 120 auf weniger als 24 Stunden verringert werden und in einem einzigen Lauf erfolgen.

Die Zelle kann in zwei Haupttragflächen demontiert werden, um sie leichter zu transportieren. Zusammengebaut hat sie eine Flügelspannweite von 1,5 m und ein Gewicht von knapp 2 kg – zu denen noch der Motor und die Elektronik kommen.

Im Oktober 2014 stellt das von Boeing unterstützte Team dann eine zweite Version vor, die sich durch erhöhte Spannweite, längere Flugzeit, höhere Geschwindigkeit und Ladekapazität auszeichnet. Besonders interessant sind die integrierten Elektro-Impeller-Motoren des Fluggeräts, die ihm ein ziemlich futuristisches Aussehen geben.

Da einige Komponenten diesmal aus Kohlefaser gemacht werden dauert der 3D-Druck nun ein wenig länger, dafür ist eines der Carbonteile ein beweglicher ,duck tail’, der eine verbesserte Flugkontrolle erlaubt, indem er die Luft kanalisiert, die aus den Schächten kommt. Das neue UAV wiegt 3,5 kg, kann weitere 2,5 kg tragen, erreicht bis zu 72 km/h und wird mit Hilfe eines maßgeschneiderten Katapult gestartet. Eine Video-Kamera ist auch an Bord, die nach unten sieht. Nun ist eine dritte Version mit einer Spannweite von 3 m geplant, die dann allerdings von Minigasturbinen angetrieben werden soll.


Im April 2014 wird in Australien die Triathletin Raija Ogden nur wenige Meter vor der Ziellinie von einer herabfallenden Kamera-Drohne getroffen, wobei die Sportlerin eine Platzwunde am Kopf erleidet, die genäht werden muß. Der verantwortliche Videofilmer Warren Abrams behauptet allerdings, daß der Absturz nur geschehen konnte, weil ihm ein digitaler Angreifer die Kontrolle über das Fluggerät entrissen hätte.


Im gleichen Monat wird auch berichtet, daß die ersten Farmer in Kalifornien Drohnen verwenden, um die dortige Dürre durch Wasserschutz zu bekämpfen. Dabei nutzen sie die einfache Videoüberwachung zur Kontrolle der Bewässerungsleitungen, die anfällig für Schäden durch Jäger sind, deren Schrotkugeln die Plastikschläuche perforieren – und durch Kojoten, die diese gerne ankauen.

Der Landwirt Zach Sheely, einer die Pioniere, hatte sich seine Starrflügel-Drohne für 15.000 $ bei der Firma HoneyComb Corp. aus Wilsonville in Oregon bestellt, ein Preis, der kleiner ist als die Kosten des Schadens auf seiner Pistazienfarm, der ihm ansonsten durch Wasserlecks entstehen würde.

Das 2012 gegründete Unternehmen bietet sein AgDrone System mit einem fortschrittlichen Autopilot mit Rückkehrfunktion an, so daß der Benutzer nur ein Polygon zeichnen muß, das den Flugbereich definiert, und die Missionsplanungssoftware berechnet automatisch die Route. Auf dieser werden Aufnahmen mit zwei Kameras gemacht, wodurch die Algorithmen des System in der Lage sind, echte NDVI-Bilder zu erzeugen (der ,Normalized Difference Vegetation Index’ ist der am häufigsten angewandte Vegetationsindex, der sonst auf Basis von Satellitendaten errechnet wird).

Die 2,25 kg schwere Drohne mit Kevlar- Exoskelett und einer Spannweite von 124,5 cm wird von Hand gestartet. Mit ihrem 8.000 mAh Li-Poly-Akku und einem 575 W Elektromotor kann sie eine Maximalgeschwindigkeit von 82 km/h erreichen. Die normale Fluggeschwindigkeit beträgt 46,7 km/h, wobei die Flugzeit zwischen 55 Minuten (+ 11 Minuten Sicherheitsfaktor) bei Windstille und 33 Minuten (+ 7) bei Windstärken über 16 km/h beträgt.

Ende 2016 wird das AgDrone UAV System für 9.996 $ angeboten – oder mit einem schicken Koffer und Komplettequipment für 20.995 $.


Einem Bericht vom Mai 2014 zufolge hat das Montgomery County Fire and Rescue Department in Lanham, Maryland, drei Drohnen in Einsatz genommen, da die Feuerwehrleute glauben, daß die Aufklärung durch eine etwa 10 m hoch fliegende Drohne, während ein Feuer brennt, von unschätzbarem Wert sein kann.

Zur gleichen Zeit wird bekannt, daß das Los Angeles Police Department (LAPD) eine Spionage-Drone für Städte entwickelt, die testweise – und erfolgreich – schon in Compton eingesetzt worden sei, einer Stadt mit überdurchschnittlich hoher Kriminalitätsrate.

Ebenfalls im Mai untersagt der National Park Service in den USA alle Drohnenflüge im Yosemite-Park, da diese nicht nur die Tiere des Nationalparks sondern auch Bergsteiger und andere waghalsige Menschen gefährden würden. Bisher wurde dort extrem viel aus der Luft gefilmt. Im Juni wird dieses Verbot über Yosemite hinaus auf alle Nationalparks ausgedehnt.


Im selben Monat teilt die FAA mit, daß Ende März kurz vor dem Flughafen von Tallahassee in Florida ein CRJ200-Jet mit 50 Sitzplätzen der Gesellschaft US Airways in einer Höhe von rund 700 m nur knapp einem Zusammenstoß mit einem ferngesteuerten Flugobjekt entgangen sei. Der Behörde zufolge sei das Risiko sehr groß, daß kleine unbemannte Flugobjekte von den Triebwerken der Passagiermaschinen angesogen werden – was im schlimmsten Fall zum Absturz der Maschine führen könnte. Ausfindig machen ließen sich anschließend jedoch weder das Flugobjekt noch dessen Pilot.


Während der International Conference on Unmanned Aircraft Systems (ICUAS) der Association for Unmanned Vehicle Systems International (AUVSI) im Mai in Orlando, Florida, eine der weltgrößten Drohnen-Tagungen, wird bemüht nach Wegen gesucht, damit die Drohnen ihr Killer-Image verlieren. Der Drohnenmarkt besteht gegenwärtig aus extrem unterschiedliche Akteuren, vom Rüstungskonzern mit tödlich bewaffneten Großdrohnen bis hin zu den vielen Herstellern von Spielzeug-Mikrodrohnen, von denen es weltweit mehr als 1.700 Modelle gibt, ein Drittel davon aus Europa.

Ausgerechnet mit Drohnen der Firma Aerovironment, dem größten Lieferant taktischer Drohnen für die US-Streitkräfte, will beispielsweise die US-Geologiebehörde USGS den Ruf der Flugkörper verbessern, indem sie das Treiben der Nager Brachylagus idahoensis, die im Westen der USA leben, erforscht – denn diese sind mit ihren kurzen Ohren, den Stupsnasen und dem fluffigen Fell die pure Niedlichkeit. Und sollen dadurch zum Symbol des Wandels werden, den die Drohnenindustrie vollziehen will: von Hart zu Weich, von Krieg zu Frieden.


Gar nicht so weich klingen da allerdings die Pläne von Thomas Snitch, Leiter des Instituts für Informatik an der University of Maryland, der direkt im Anschluß an Tagung mit seinem Team mit nächtlichen Drohnen-Operationen im berühmten Krüger-Nationalpark in Südafrika beginnen wird.

Nachdem man drei Jahre lang um die Genehmigung gekämpft habe, sollen nun zehn kleinformatige Drohnen eingesetzt werden, um mit ihren Infrarotsensoren Wildtierherden zu überwachen. Algorithmen, an denen seit sieben Jahren gearbeitet wird, werden die Bewegungen der Tiere voraussagen und die Ranger an die richtigen Stellen leiten – um dort gegen Wilderer vorzugehen. Sehr amerikanisch tönt Snitch: „Ich denke, daß wir am Samstagmorgen ein paar tote Wilderer an der Grenze zu Mosambik haben werden.“

Greiferdrohne des CATEC

Greiferdrohne des CATEC


Ebenfalls auf der ICUAS präsentiert Matko Orsag von der Universität Zagreb in Kroatien gemeinsam mit Kollegen der Drexel University in Philadelphia eine Drohne mit zwei Greifarmen, die Dinge aufheben kann, um mit ihnen davonzufliegen, aber ebenso auch zum Bedienen von (leichtgängigen) Ventilen geeignet ist. Sie trägt den Namen Dual-Arm Aerial Manupulator.

Ein ähnliches Projekt unter dem Namen Aerial Robotics Cooperative Assembly System (ARCAS), in das acht Partner aus fünf Ländern involviert sind und das mit 6,15 Mio. € von der Europäischen Kommission finanziert wird, soll übrigens nach vier Jahren im November 2015 enden.

Unter Federführung des spanischen Center for Advanced Aerospace Technologies (CATEC) und der Universität Sevilla sind bislang eine Reihe von verschiedenen Flugrobotern mit Multi-Joint-Manipulatorarmen entwickelt worden, die zusammenarbeiten und Objekte sicher und effizient greifen, transportieren und absetzen können.

Auf einem Innenprüfstand des CATEC in Sevilla und bei größeren Außendemonstrationen an der Universität von Sevilla sowie in den Einrichtungen des deutschen nationalen Luftfahrtforschungszentrums (DLR) kooperieren dabei bis zu zehn Mini-Prototypen, um Strukturen zu bauen oder zu zerlegen. Man darf gespannt sein, was die kleinen Flieger noch alles zustande bringen.


Eine Aktion, die eine breite positive Resonanz verdient, ist die Entwicklung des weltweit ersten fliegenden 3D-Druckers durch Wissenschaftler des Imperial College London. Mit Hilfe von kleinen, vorprogrammierten Drohnen stellen Mirko Kovac und sein Team des Aerial Robotics Laboratory Prototypen vor, die eines Tages z.B. bis ins Innere beschädigter Kernreaktor vordringen sollen, um undichte Stellen einzudämmen und strahlende Abfälle zu entfernen.

Die Inspiration für den Entwurf stammt von Schwalben, die ihre Nester aus dem eigenen Speichel bauen, den sie während des Fluges sammeln. In ähnlicher Weise arbeiten zwei Drohnen in einem Team zusammen. Dabei nutzt die erste ihren 3D-Drucker, um auf einem bestimmten Punkt Polyurethanschaum zu hinterlassen, während sich die zweite Drohne dann mit dem schnell trocknenden Schaum verbindet und das Objekt anschließend entfernt.

Die derzeitigen Prototypen sind auf die Abdichtung einer kleinen Fläche oder das Entfernen eines Gegenstandes bis zu 2,5 kg Gewicht begrenzt, doch zukünftige Versionen sollen in der Lage sein, eine Nutzlast von bis zu 40 kg zu tragen. Außerdem gibt es Pläne, die Drohnen mit Solarenergie zu speisen, so daß sie sich schon während ihrer Mission selbständig wieder aufladen.

Bebop

Bebop


Ebenfalls im Mai stellt der französische Hersteller Parrot eine neue Drohne namens Bebop vor, die als Quadcopter mit einer hochauflösenden Kamera vom Tablet oder Smartphone aus gesteuert wird. Alternativ schickt sie ihr Kamerabild auch auf die Oculus Rift Virtual-Reality-Brille.

Das weniger als 400 g schwere und simpel zu steuerndes Gerät gilt als potentieller Kassenschlager, denn die eingebaute 14 Megapixel-Kamera mit Fisheye-Objektiv liefert nicht nur Full-HD-Video, sondern ist zudem auf drei Achsen stabilisiert. Selbst bei einer Windboe sollte das Bild daher vergleichsweise stabil bleiben. Die Drohne soll eine Flugzeit von etwa 10 Minuten aufweisen und ab dem vierten Quartal des Jahres verfügbar sein.

Im Standardpaket kostet die Bebop 500 €, inklusive Skycontroller werden 900 € fällig. Dieser verfügt über mehrere W-Lan-Verstärker, die das Steuersignal derart erhöhen sollen, daß Reichweiten von bis zu 2 km möglich werden.

Wie im Folgejahr zu erfahren ist, soll Parrot 2014 Drohnen im Wert von mehr als 90 Mio. $ verkauft haben.


Als im Mai 2014 Million Menschen in Bosnien und Herzegowina von einer Jahrhundertflut betroffen werden, tritt neben der Seuchengefahr noch ein weiteres, nicht minder schlimmes Phänomen zu Tage: treibende Landminen aus dem Bürgerkrieg der neunziger Jahre gefährden die Bevölkerung in den von den Fluten abgeschnittenen Ortschaften, wobei mehrere der Minen explodierten. Das Minenaktionszentrum MAC warnt, daß die Sprengkörper über den Fluß Save in die Donau gelangen und dann weiter bis zum Schwarzen Meer geschwemmt werden könnten.

Als Reaktion darauf führt die EU umgehend zwei Projekte durch, ICARUS und TIRAMISU, bei denen Drohnen nach Überlebenden bzw. verlagerten Landminen suchen. Die Felder mit insgesamt rund 120.000 Landminen hatten sich hauptsächlich durch Erdrutsche verschoben.

Die in diesen Projekten eingesetzten md4-1000 Quadkopter des deutschen Herstellers microdrones GmbH werden in den überschwemmten Gebieten von Mitgliedern der Königlichen Belgischen Militärakademie in Betrieb genommen. Innerhalb von zwei Wochen finden allerdings nur etwa 20 Flüge statt, von denen einige manuell, und andere teilweise mit automatischen Routen durchgeführt werden, wobei die Drohnen Schadenberichte, sehr detaillierte Karten und Bilder zurücksenden, die dazu beitrugen, die Landminen zu finden.


Im Mai meldet die Firma Silent Falcon UAS Technologies (s. 2012) den erfolgreichen Erstflug der Produktionsmodells der mit flexiblen Photovoltaikmodulen von Ascent Solar betriebenen unbemannten taktischen Drohne Silent Falcon bekannt. Nun wird von Flugzeiten von 6 – 12 Stunden gesprochen.


Das im Jahr 2011 von Allen Bishop gegründete Start-Up Reference Technologies Inc. aus Boulder County, Colorado, stellt nach einer zweieinhalbjährigen Entwicklungszeit im Mai 2014 einen Heptakopter mit dem Namen Hummingbird vor, dessen Indoor-Flugtests innerhalb von wenigen Wochen beginnen sollen. Für die Entwicklung hatte die Firma einen Zuschuß in Höhe von 250.000 $ aus dem Advanced Industries Accelerator Program des Bundesstaates Colorado bekommen.

In Zusammenarbeit der University of Colorado wird auch eine Genehmigung der FAA für Outdoor-Flugtests beantragt, die schließlich im November 2015 erteilt wird. Die Prüfungen werden daraufhin im Dezember im San Luis Valley durchgeführt.

Der 240 cm durchmessende und 61 kg schwre Hummingbird hat eine Flugdauer von mehr als sechs Stunden, eine Reichweite von 480 km und kann eine Nutzlast von über 9 kg tragen. Darüber hinaus bietet das Fluggerät sechs Punkte zur Installation von Anwender-Nutzlasten, die mit bis zu 500 W (5, 12 und 48 V DC) versorgt und per Funk an- und abgeschaltet werden können.

Auf der Homepage des Unternehmens werden 2016 das Grundmodell Hummingbird mit Hybridantrieb angeboten, das nun etwa 55 kg wiegt, einen ummantelten Zentralantrieb mit 60 cm Durchmesser und zwei gegenläufigen Propellern und dazu sechs externe, kleinere Rotoren besitzt; das gefesselte Modell Hummingbird T mit gleichem Aufbau; sowie das größere Modell Hummingbird EX mit einem rund 80 cm durchmessenden zentralen Propeller sowie acht peripheren Rotoren. Der zentrale Kanal der UAVs enthält einen Benzinmotor, der Strom erzeugt, um jeden der sieben Propeller anzutreiben.

Prophex 50

Prophex 50

Einem Hinweis ist zu entnehmen, daß es zuvor auch einen elektrisch betriebenen Prototyp gegeben habe (Model I), dessen Batterieleistung sich allerdings als unzureichend für die Flugzeit des UAV erwies. Die aktuellen UAVs werden als sowohl batterie-, wie auch hybridbetrieben bezeichnet, die Flugdauer soll 3 – 6 Stunden betragen. Preise werden nicht genannt.

Reference Technologies plant, den Hummingbird an den Partner Flōt Systems (ausgesprochen FLOAT) zu verkaufen, eine im Januar 2013 von Chris Vallie in Lafayette, Colorado, gegründete  Firma, die im Juni 2015 eine Partnerschaft mit GeoDigital und Environmental Consultants Inc. (ECI) geschlossen hat, um Stromleitungsinspektionen als Service-Kompolettpaket anzubieten.

Der Hummingbird wird ab dem vierten Quartal 2015 von Flōt unter dem Namen Prophex 50 vermarktet, wobei sich die Zahl 50 auf das Gewicht der maximalen Nutzlast in Pfund bezieht (~ 23 kg). Flōt zeigt zudem mit dem Modell Arc 65 einen Starrflügler mit kurzer Start- und Landestrecke, einer Flugdauer von 16 Stunden und einer Nutzlastkapazität von mehr als 30 kg, den es bislang aber nur als Design zu geben scheint.

Ebenfalls im Jahr 2015 beginnt die Firma Xcel Energy – bislang für Inspektionsflüge mit Hubschraubern bekannt – ein Programm der visuellen Inspektion von Stromverteilern in Texas, bei dem Drohnen eingesetzt werden, die in Sichtlinie des Betreibers fliegen. Im Februar 2016 gibt das Unternehmen bekannt, daß sie der erste Dienst in den USA sei, der die Flüge nun auch über die Sichtlinie des Betreibers hinaus durchführt – mit FLōT Systems und Environmental Consultants Inc. als Unterauftragnehmern.


Ebenfalls im Mai 2014 berichtet die Presse, daß die Royal Society for the Protection of Birds (RSPB) in Großbritannien eine Drohne benutzt, um den Fortschritt bei gefährdeten Vogelarten, die in neuen Umgebungen angesiedelt werden, sowie das Nistverhalten dieser Tiere zu überwachen. Gebaut haben sie Nigel Butcher und sein neues Centre for Conservation Science in Sandy, Bedfordshire.

Nun können die Brütmuster von Rohrdommeln und Rohrweihen, einer Greifvogelart, gesehen werden, ohne dabei die wertvollen Lebensräume zu stören, ebenso wie die RSPB mit der Drohne das Gedeihen der Kraniche und Wachtelkönige überwachen kann, die wieder in Großbritannien heimisch werden sollen. Außerdem ist geplant, mit Hilfe des Fluggeräts unzugängliche Nester in den Feuchtgebieten des Minsmere Reservat an der Suffolk-Küste zu erreichen.


Eine Mini-Drohne ganz ohne Fernbedienung ist die aus Japan stammende Phenox - die stattdessen automatisch auf Gesten oder Geräusche wie zum Beispiel eine Trillerpfeife oder auch einen Sprachbefehl reagieren kann. Zum anderen dienen ihre eingebauten Kameras der Mustererkennung,  um sich selbst über einem Punkt im Raum zu stabilisieren oder eine Hand unter sich zu erkennen und dieser zu folgen. Mit einer Geste kann man sie aber auch weiterfliegen lassen.

Das Entwicklerteam aus Tokyo sucht auf Kickstarter nach Unterstützern für ihre als Plattform für fliegende Applikationen gedachte Drohne, die vor allem Bastler und Programmierer ansprechen soll, die sie Dank ihrer Ubuntu Linux-Basis um eigene Funktionen erweitern können. Die inklusive Akku 60 g leichte Drohne kann maximal 25 g Last tragen, ihre Flugzeit per Akkuladung beträgt fünf Minuten.

Tatsächlich kommen gut 23.000 $ zusammen, sodaß Prototypen mehrerer Generationen hergestellt werden können. Auch die 30 Exemplare des Laboratory Model für umgerechnet rund 550 € sind schnell ausverkauft. Die Produktion des auf 1.250 $ bezifferten Serienmodells Phenox2 soll im August 2015 beginnen – Vorbestellung werden bereits angenommen.


Im Juni gibt die FAA bekannt, daß sie erwägt, sieben Unternehmen die Genehmigung zu erteilen, unbemannte und mit Kamera ausgestattete Flugobjekte aufsteigen zu lassen. Als erstem  Unternehmen wird dem Öl-Konzern BP erlaubt, eine AeroVironment Puma AE Kamera-Drohne zu verwenden, um auf dem größten US-Ölfeld in Prudhoe Bay, an der Nordküste von Alaska, Straßen, Pipelines und andere Installationen zu kontrollieren.

Es ist allerdings nicht das erste mal, daß die FAA auf die üblichen Einschränkungen für unbemannte Luftfahrzeugsysteme verzichtet, denn schon im Vorjahr war dem Öl-Konzern Conoco Philips die Lizenz erteilt worden, in der Arktis drei Pumas und ein Scan Eagle UAV fliegen zu lassen – allerdings immer nur einzeln, nur über Wasser und nur unter klaren, eisfreien Bedingungen.

Das Energieunternehmen läßt den (mit einem konventionellen Zweitakter betriebenen, daher hier nicht gesondert aufgeführten) Scan Eagle vor der Küste Alaskas über internationalen Gewässern fliegen, um in den arktischen Ölexplorationsgebieten Untersuchungen über die Verbreitung von Eis und die Walmigration durchzuführen, während die Pumas die Notfallteams zur Überwachung von Ölpesten und der Tierwelt in der Beaufort Sea unterstützen.


Im Juli 2014 ist die San Diego Gas & Electric (SDG&E) der erste Stromversorger in den USA, der die Genehmigung der FAA erhält, um Drohnen zur Inspektion von Strom-Übertragungsleitungen und als Feuerlöschwerkzeuge zu testen. Die Firma startet umgehend ein Pilotprojekt, um mit zwei Drohnen eine mehrere Kilometer lange Strecke einer Übertragungsleitung im östlichen San Diego County zu inspizieren – in der Hoffnung damit beweisen zu können, daß Flugroboter sichere und wirksame Werkzeuge für diesen Einsatzbereich sind.

Langfristiges Ziel der Test-Flüge mit den zwei kleinen UAVs, die weniger als 0,5 kg wiegen und von der Forschungsfirma Physical Sciences Inc. aus Massachusetts gebaut worden sind, ist es, die Sicherheit und Zuverlässigkeit der Infrastruktur zu erhöhen. Doch auch die Kostenreduktion bei der Untersuchung von Stromleitungen ist ein großer Vorteil. Das gesamte System mit zwei Quadrokoptern und einem Kontrollpaneel kostet etwa 6.000 $, was äußerst günstig ist im Vergleich mit den Kosten für Hubschrauber-Überflüge, die Hunderte oder Tausende von Dollar pro Meile betragen können.

Da die Drohnen ebenso gut Gasleitungen untersuchen können, ist das Pilotprojekt ebenso für die Sempra Energy von Interesse, der Muttergesellschaft von SDG&E und Southern California Gas.


Grünes Licht der FAA gibt es im August auch für ein Testgelände am Flughafen von Rome nördlich von New York City, wo Forscher mit einem ferngesteuerten Kleinstflugzeug mit einer Spannweite von 1,20 m prüfen wollen, wie sich unbemannte Flugzeuge in der Landwirtschaft einsetzen lassen. Unter anderem geht es dabei um die Erfassung von Insekten, Unkraut, Schädlingen, Getreide- und Boden-Eigenschaften sowie um eine Quantifizierung der Biomasse. Weitere Testgelände werden in Nevada, North Dakota und Texas zugelassen.

Die FAA will bis zum Jahresende die Kriterien zumindest für Drohnen bis zu 25 kg Gewicht erarbeiten. Daß die Genehmigungen auf Flüge während der Tagesstunden, nicht höher als ca. 150 m, nicht schneller als 160 km/h und innerhalb der Sichtlinie des Piloten begrenzt werden sollen, ist allerdings ebenso unrealistisch wie die Forderung, daß der Drohnenbetreiber eine Pilotenlizenz besitzen muß. Und nicht etwa eine spezielle für Drohnen, sondern eine Standardlizenz wie man sie braucht, um tatsächlich ein Flugzeug zu fliegen. Der Entwurf für die gesetzliche Regelung wird schließlich im Februar 2015 vorgelegt (s.d.). Anschließend will man Änderungsanträge abwarten und hofft, bis 2017 ein Gesetz ratifziert zu haben.

Eine Lösung tut jedenfalls Not. Denn nicht alle warten ab. Martin Scorsese beispielsweise hatte schon im Vorjahr seinen Film ,The Wolf of Wall Street’ zum Teil unter Einsatz von Drohnen gefilmt – einfach ohne Genehmigung.

Tatsächlich erteilt die FAA dann im September sechs Filmstudios in Hollywood eine Ausnahmegenehmigung für die Nutzung von Drohnen, die allerdings keine sogenannte ,no-go’- Zonen überfliegen dürfen und einem Nachtflug- und -filmverbot unterliegen. Zudem müssen die Drohnen-Führer im Besitz eines Pilotenscheins sein. Trotz dieser Einschränkungen warten bereits weitere 40 Filmstudios auf eine Genehmigung.

Auf der anderen Seite meldet die Luftfahrtbehörde im November, daß sie jeden Monat etwa 25 Berichte von Drohnen erhalte, die in der Nähe von Flugzeugen auftauchen und damit zunehmend zum Sicherheitsrisiko werden.

Im Dezember folgen dann noch Ausnahmegenehmigungen für die vier Unternehmen Trimble Navigation Ltd., VDOS Global LLC, Clayco Inc. und Woolpert Inc., die mit ihren unbemannten Fluggeräten in den Bereichen Luftvermessung, Baustellenüberwachung und Inspektionen von Bohrinsel-Fackeln aktiv werden wollen – und es nun auch dürfen, allerdings nur im Rahmen der Sichtweite und mit Drohnen unterhalb von 25 kg Gewicht.


Hilfreich für die Gesamtentwicklung könnte sich das Projekt eines Flugverkehrskontrollsystems für unbemannte Fluggeräte erweisen, das von der NASA gemeinsam mit dem in San Francisco beheimateten Start-up Airware erarbeitet wird. Die NASA prognostiziert, daß schon im Jahre 2018 ca. 7.500 Drohnen mit einem Gewicht von 25 kg über den Köpfen der US-Bürger fliegen werden.

Um Chaos im Luftraum urbaner Gebiete zu vermeiden, besteht das neue Airware-System aus zwei Phasen. Zunächst senden Drohnen Informationen an eine Hautpzentrale, die automatisch eine Flugerlaubnis erteilt oder nicht, basierend auf bekannten Informationen von anderen Drohnen sowie Wettervorhersagen. Dies soll vor allem dazu dienen, Flugdronen von Amazon und anderen Anbietern in dem selben Areal vor Kollisionen zu schützen und die Flugräume gerecht aufzuteilen.

Die zweite Phase beinhaltet die Steuerung der Drohnen selbst, jedenfalls zum Teil, denn in Zukunft sollen alle Drohnen eine Hintertür haben um sie bei Bedarf automatisch umzuleiten oder erst gar nicht starten zu lassen. Airware will Ende des Jahres mit Tests beginnen, die alle möglichen Drohnen, von kleinen bis großen, aber auch Helikopter und Modellflugzeuge umfassen. Wie groß das Interesse ist bestätigt sich, als die erst drei Jahre alte Firma im Juli 2014 in einer Finanzierungsrunde B 25 Mio. $ einnehmen kann, die nun verwendet werden sollen, um neue Mitarbeiter für die noch in diesem Jahr geplante Markteinführung einzustellen.

In der Finanzierungsrunde A im Jahr 2013 hatte es bereits 12,2 Mio. $ von Andreessen Horowitz, Google Ventures, First Round Capital und Felicis Ventures gegeben. Diesmal wird die Runde der Finanziers von Kleiner Perkins Caulfield & Byers angeführt. Daneben hatte sich Airware an einem Feldtest beteiligt, bei dem die UAV im Oj Pejeta Schutzgebiet in Kenia gefährdete Nashörner schützen sollen.


Für solche Pioniere ist die Situation in den USA sicherlich nur schwer erträglich, haben sie doch in der Gestalt von Kanada den genauen Gegenentwurf vor Augen. Dort kann nämlich jeder, der eine Drohne für kommerzielle Zwecke nutzen will, bei der Luftfahrtbehörde die entsprechende Erlaubnis beantragen, welche in den meisten Fällen auch innerhalb von 10 - 20 Werktagen erteilt wird.

Kanadas Entscheidung, der kommerziellen Nutzung von Drohnen grünes Licht zu geben, erfolgte bereits 2010, als die Regierung die Dimension einer aufstrebenden Luftfahrt-basierten Wirtschaft erkannte. Das Fazit ist, daß es in Kanada inzwischen schon Hunderte von Unternehmen und Institutionen gibt, die Drohnen zu einem Teil ihres Tagesgeschäfts gemacht haben und diese in Branchen wie der Landwirtschaft und bei TV-Dreharbeiten einsetzen. In den vergangenen drei Jahren hat die Regierung fast 1.500 ,Special Flight Operations Certificates’ erteilt, darunter 945 Stück allein im Jahr 2013.


Im April 2014 wird auch in Australien erstmals einem Unternehmen der kommerzielle Betrieb einer DraganFlyX4P Drohne erlaubt. Die Genehmigung durch die Zivilflugsicherheitsbehörde CASA enthält die nicht näher bezeichnete Firma in Canberra allerdings erst nach einem aufwendigen Einsatz, der u.a. die Durchführung einer Flugausbildung bei dem Drohnen-Hersteller in Kanada umfaßt. Bislang hat die CASA nur 39 Lizenzen für nicht-kommerzielle unbemannte Luftfahrzeugsysteme erteilt.


Im Frühjahr 2014 berichtet die Presse, daß sich die immer häufigeren Razzien ausgesetzten Dealer im dänischen, alternativen Freistaat Christiana in Kopenhagen neuerdings mit Überwachungsdrohnen gegen Übergriffe seitens der Polizei wehren.

HorseFly

HorseFly


Ein Team der University of Cincinnati und der Firma AMP Electric Vehicles stellt im Juni 2014 das Konzept eines teilautonomen Elektro-Lkw vom Modell Workhorse E-100 vor, der mit Drohnen bestückt ist.

Die AMP produziert Elektro-Lkws und will nun mit dem Einsatz von Drohnen die Versandlieferungen optimieren. Bei dem noch nicht verwirklichten Projekt, das den Namen HorseFly (Pferdefliege) trägt, soll die Drohne vom Lkw aus starten und landen – der als Paketdepot und mobile Ladestation dient.

Der weitgehend autonome Octocopter wird ungefähr 9 kg transportieren können, und nur auf den letzten Metern und bei unvorhergesehenen Szenarios sollen Menschen den Flug mit einer Fernsteuerung übernehmen.


Ebenfalls im Juni 2014 wird gemeldet, daß eine Gruppe von 13 Studenten der Loughborough University ein einzigartiges Schwarm-System mit intelligenten unbemannten UAVs entwickelt hat, das die Bergsuche und Rettung viel schneller und billiger machen könnte  als mit Hubschraubern.

Dem Projektleiter Thomas Offord könnte das als Teil ihrer Abschlußarbeit entworfene System das Interesse der Bergrettungsteams erregen, wenn es gelingt, daß bis zu 10 smarte UAVs zusammenarbeiten. Diese würden mit etwa 85 km/h fliegen und gemeinsam einen Bereich von 12 Quadratmeilen durchsuchen. Leider wird nicht gesagt, in welcher Zeit.

Jede Drohne hat eine Infrarot-Kamera, und ein speziell entwickelter Bildverarbeitungscode ermöglicht es den Kameras, Menschen zu erkennen. Zudem können die Drohnen miteinander ,reden‘, und solange wenigstens eine von ihnen im Bereich der Basis ist, können sie alle mit dem Rettungsteam kommunizieren.

Für den Bau des Prototypen gebrauchen die Studenten den Rumpf eines Skywalker X8 Starrflüglers, konstruieren dazu ihre eigenen Flügel und Schwänze und nutzen die rechnergestützte Strömungsdynamik sowie Windkanalversuche, um sicherzustellen, daß das UAVs auch fliegt und Windgeschwindigkeiten bis zu 65 km/h standhalten kann. Zu einer Weiterführung des Projekt oder gar einer praktischen Umsetzung ist es bislang nicht gekommen.

AirDog

AirDog


Im Juni läuft auch das Kickstarter-Projekt AirDog der Firma Helico Aerospace Industries US LLC an, das innerhalb weniger Wochen knapp 1,4 Mio. $ einsammelt, um die erste Kameradrohne auf den Markt zu bringen, die automatisch ihrem Zielobjekt folgt – z.B. beim Biken, Wasserski, Motocross, Skifahren oder Skaten. Die Airdog-Drohne folgt dem Träger eines Steuerungs-Armbands vollautomatisch – vom Start bis zur Landung.

Dabei funktioniert die AirLeash-Technologie (Luftleine) der Entwickler wie eine unsichtbare Leine, welche die für GoPro-Kameras optimierte Drohne sanft an den Nutzer bindet. Wackelfreie Bilder garantiert die Gyroskop-stabilisierte Aufhängung der Kamera. Die erste Charge der 1.295 $ teuren Drohne ist schnell ausverkauft, eine zweite Charge kommt im zweiten Quartal 2015 auf den Markt.

Edgars Rozentals zufolge, der die Firma in Lettland gegründet und dann in die US-Steueroase Wilmington verlegt hat, soll die Kapazität des Akkus für durchschnittlich 15 Minuten Flugzeit reichen. Weniger wird es, wenn die Drohne sehr schnell fliegen muß, die bis zu 65 km/h schafft. Sobald die Serienfertigung beginnt, soll der Preis für die Drohne um 200 $ erhöht werden.

Der größte Konkurrent von Airdog dürfte derzeit die ebenfalls Kickstarter-finanzierte Hexo+ Drohne sein, die einem Handy folgt und per App erlaubt, diverse Flugmanöver auszuführen. Die Macher der Firma Squadrohne System sammeln ebenfalls rund 1,3 Mio. $ ein – von denen die ersten 50.000 $ innerhalb nur einer Stunde zusammenkommen. Diese Drohne soll Anfang 2015 für 499 $ ausgeliefert werden.

Doch schon im September werden beide von der Iris+ Kamera-Drohne der US-Firma 3D Robotics überholt, die dasselbe kann und nun mit einem Startpreis von 750 $ (ohne die GoPro ActionCam) auf den Markt kommt. Über diese Firma berichte ich ausführlich in der Jahresübersicht 2015 (s.d.). Aufgrund der kräftigen Finanzausstattung der vorgenannten Konkurrenten kann man aber konstatieren: Der Wettbewerb ist eröffnet.

Was sich im November eindringlich bestätigt, als das kanadische Startup DreamQii aus Toronto bei seiner Crowdfunding-Kampagne auf Indiegogo für eine PlexiDrone mit ähnlichen Fähigkeiten zum GPS-Tracking und einem Preis von 479 $ das Zehnfache des eigentlichen Zielbetrages einnehmen kann: gut 2,1 Mio. $. Die Firma setzt zum einen auf einen cleveren Aufbau des Quadrocopters, dessen Teile über einen Steckmechanismus zusammengefügt bzw. voneinander entfernt und bequem in einem handlichen Koffer verstaut werden können.

Zum anderen enthält die PlexiDrone einen Lautsprecher und farbige LEDs, beispielsweise um mit Menschen aus der Entfernung zu kommunizieren oder ihnen etwas mitzuteilen. Der 5.000 mAh Akku soll bis zu 35 Minuten halten, und die Maximalgeschwindigkeit beträgt 70 km/h. Hier wird der September 2015 als geschätztes Lieferdatum angegeben.


Im Juli berichtet die Presse von einer Entwicklung der Europäischen Weltraumagentur ESA, die auf dem deutschen Airbus-Gelände bei Trauen in der Lüneburger Heide (wo schon Eugen Sänger in den 1940er Jahren seine Raketenexperimente durchführte) ein neuartiges System testet, um Rover sicher auf dem Mars zu landen.

Im Rahmen des Projekts StarTiger (Space Technology Advancements by Resourceful, Targeted and Innovative Groups of Experts and Researchers) bauen die involvierten Wissenschaftler aus Deutschland, Portugal und Polen einen 40 x 40 m großen Ausschnitt der Marsoberfläche nach, komplett mit jeder Menge Steine, mit Abhängen und anderen Hindernissen, die eine sichere Landung schwer bis unmöglich machen.

Im Laufe von acht Monaten wird dann der Prototyp eines vollautomatischen Dropship Quadrocopter (oder Dropter) entwickelt, dessen Hardware weitgehend auf handelsüblichen Quadcopter-Komponenten basiert. Die noch ziemlich kleine Testversion des Dropters fliegt bis zu 17 m hoch, wird zuerst über GPS gesteuert und sucht danach selbständig nach einem sicheren Landeplatz für den mitgeführten Rover, der dann an einem 5 m langen Seil herabgelassen wird, bis er sanft am Boden aufsetzt.

Bei der relativ geringen Dichte der Mars-Atmosphäre (etwa 1,3 % des Luftdrucks auf Meeresniveau auf der Erde) bedarf die Technologie allerdings noch beträchtlicher Modifikationen – wobei die Nutzung eines Quadcopters ein angemessenes Mittel ist, um die Forschung möglichst preiswert auf der Erde durchführen zu können.

Litrobot

Litrobot


Irdischer und auch schon viel eher anwendbar ist demgegenüber eine Entwicklung der Cornell University in Zusammenarbeit mit Forschern vom Massachusetts Institute of Technology (MIT), bei der Drohnen als Helfer für professionelle Fotografen eingesetzt werden.

Die US-Forscher um die Informatikprofessorin Kavita Bala zeigen nämlich, daß die Fluggeräte auch bei bewegten Modellen für ein optimales Konturlicht sorgen können, was für menschliche Beleuchtungsassistenten nicht ganz leicht ist. Das von Manohar Srikanth entwickelte System basiert auf einem handelsüblichen Quadcopter (Parrot AR.Drone), der nun Litrobot getauft und zusätzlich mit Scheinwerfer, Blitzlicht und Laser-Entfernungsmesser ausgestattet wird.

Letzterer erlaubt der Drohne, in gleichbleibendem Abstand vom Modell zu schweben, wodurch auch die Beleuchtungsintensität konstant bleibt. Der Scheinwerfer dient dazu, daß der Fotograf den Beleuchtungseffekt vorab einschätzen kann, während der Blitz erst für die eigentliche Aufnahme ausgelöst wird.


Das erste soziale Netzwerk für Flugroboter-Fotografie Dronestagram, über das ich bereits in der Jahresübersicht 2013 berichtet habe, veranstaltet gemeinsam mit dem Magazin National Geographic einen Fotowettbewerb, bei dem die besten Drohnenbilder gesucht werden. Gesamtsieger im Juli 2014 ist die spektakuläre Nahaufnahme eines Adlers im Gleitflug über dem Bali Barat Nationalpark in Indonesien.


Noch nützlicher ist ein neues Projekt des Mobile Communications Laboratory der Eidgenössischen Technischen Hochschule in Lausanne (EPFL), die schon mehrfach erwähnt wurde. Dabei geht es um die Entwicklung einer Drohne, die Rettern helfen soll, Opfer von Naturkatastrophen durch die Ortung ihrer Handys aufzuspüren, und die der Student Jonathan Cheseaux im Zuge seines Masterstudiums konstruiert.

Nach einer Naturkatastrophe kreist die Starrflügel-Drohne über dem betroffenen Gebiet und empfängt mit zwei starken Antennen die Handysignale vom Boden. Für die Suche von Verschütteten nach einem Lawinenabgang können die Antennen auch durch Empfangsgeräte für Lawinen- Transceiver ersetzt werden, wie sie heute von vielen Wintersportlern genutzt werden. In den bislang durchgeführten Tests konnte das Fluggerät Handysignale am Boden im besten Fall allerdings nur mit einer Genauigkeit von 10 m orten, sodaß wohl noch weiterer Entwicklungsbedarf besteht.

Interessanterweise wird ebenfalls im Juli aus dem US-Bundesstaat Wisconsin berichtet, wie eine Drohne hilft, den seit 72 Stunden in der Nähe von Fitchburg verschwunden 82-jährigen Augenarzt Guillermo DeVenecia zu finden, der an Demenz leidet und nach dem bereits Polizisten, Spürhunde, ein Hubschrauber und hunderte Freiwillige suchten.

Als David Lesh davon hört, der eigentlich mit seiner Multicopter-Drohne Snowboard- und Skiscenen in Colorado filmt und nur zufällig gerade zu Besuch bei der Familie seiner Freundin ist, bietet er seine Hilfe an. Dank der Aufklärungsarbeit der Drohne findet er den Vermißten, dehydriert aber am Leben, nach nur 20 Minuten.

Es ist nicht verwunderlich, daß der Vorfall zusätzlichen Druck auf die FAA ausübt, ihre harte Politik gegenüber dem Einsatz von Drohnen zu überprüfen. Immerhin hatte die Luftfahrtbehörde der gemeinnützigen Such- und Rettungsorganisation Texas EquuSearch gerade erst eine Droh-Mail geschickt und sie gezwungen, ihre Drohnen stillzulegen. Allerdings entscheidet ein Gericht, daß die Mail keine rechtlichen Folgen hat – worauf die unbemannten Flugzeuge ihre Arbeit wieder aufnehmen.


Eine weitere Innovation im Juli ist ein Fallschirm für Drohnen mit dem sinnigen Namen DropSafe, den die Firma DJI als Prototyp für ihre professionellen S800 und S1000 Drohnen vorstellt.

Sobald diese aufhören zu fliegen, öffnet sich der DJI DropSafe Fallschirm automatisch, sodaß die Drohne möglichst unbeschadet landen und auch niemanden verletzen kann. Das System ist natürlich wiederverwendbar.


Besonders sinnvoll wäre eine derartige Technologie bei den geplanten Fracht-Drohnen von Simon Scott und seiner im britischen Manchester beheimateten Firma Cargo Unmanned Air System (UAS), die ihr Projekt im Juli auf Kickstarter vorstellen.

UAS-Drohne

UAS-Drohne

Nachdem bereits eine Prototyp-Zelle ohne Flügelverkleidungen und Außenhaut gezeigt werden kann, wird nun ein Finanzierungsziel von 35.000 £ festgelegt, um eine Drohne mit 60 kg Hubkraft zu bauen.

Langfristiges Ziel der UAS sind unbemannte Fluggeräte, die Nutzlasten von bis zu 400 kg tragen können und eine automatisierte Erfassungs- und Vermeidungsfähigkeit besitzen.

Zumindest im Bereich des Crowdfunding scheint dies aber eine Dimension zu groß zu sein – denn es kommen nur klägliche 116 £ zusammen. Trotzdem scheint Scott weiterzumachen, wozu man ihm nur mehr Glück als bisher wünschen kann.


Vielleicht würde ihm dabei ein so schnittiges Design helfen, wie das schicke Konzept der Lieferdrone des Designers Alfred Urleb aus Graz (WiGL Design), die für die schnelle und problemlose Lieferung von zeitkritischen Artikeln wie Blutkonserven, Organe, Medikamente usw. entworfen wurde.

Der eigentliche Lieferbehälter befindet sich auf der Unterseite. Er öffnet sich erst nach der schriftlichen Bestätigung durch Unterschrift auf dem Touchscreen. Von einer praktischen Umsetzung ist aber nichts bekannt, auch einen Prototypen scheint es noch nicht zu geben.


Ebenfalls vom Juli datiert die Meldung aus Belize, der zufolge die nicht lizenzierte und rechtswidrige Fangtätigkeit an der Küste des Landes seit jüngstem durch Drohnen überwacht wird. Das Projekt wird von den Fischerei-Verwaltungen gemeinsam mit der Wildlife Conservation Society (WCS) und der Organisation Conservation Drones durchgeführt, die preisgünstige UAVs für Umweltschutzbemühungen entwickelt.


Ab Ende Juli zeigen Matteo Cremonesi, Fabio Paris und Dario Bonetta von der italienischen Künstlergruppe IOCOSE auf der Ausstellung 3030_2.0 Art da Brescia (fiktive) Selfie-Fotografien von Drohnen.

Bei dem In Times of Peace genannten Projekt sollen sich die Menschen die Bilder ansehen und danach mehr Probleme haben, als sie bisher hatten – wünschen sich die Künstler: „Drohnen werden zur Überwachung und als Waffen genutzt. Sie bekommen in unserer Gesellschaft immer mehr Bedeutung, die aber nicht hinterfragt wird. Sobald man darüber nachdenkt, ist das ziemlich unheimlich.“


Im August wird berichtet, daß eine Drohne außerhalb der Mauern des Hochsicherheits-Gefängnis Lee Correctional Institution in Bishopville, South Carolina, abgestürzt sei – bei dem Versuch, damit Handys, Marihuana und Tabak hinein zu schmuggeln. Bislang wurden dazu eher Katapulte benutzt.

VertiKUL

VertiKUL


Im Gleichen Monat stellen Studenten der belgischen Katholischen Universität Leuven (KUL) den Prototyp einer Drohne vor, die wie ein Quadcopter senkrecht startet und landet, aber dann um 90° kippt, um in sehr viel effizienterer Flugzeugmanier als Starrflügler größere Strecken zurückzulegen.

Der Flieger namens VertiKUL, der im Rahmen einer Masterprüfung im Fach Ingenieurswissenschaften entwickelt wird, kann bereits eine Nutzlast von einem Kilogramm 30 km weit transportieren. Außerdem konnten durch den Einsatz von GPS sowohl der Landeanflug als auch die eigentliche Landung automatisiert werden. Einem kommerziellen Drohnenflug steht allerdings momentan noch die Gesetzeslage in Belgien im Weg.

Über dieses Projekt ist erst wieder im September 2015 etwas zu hören, als die Forscher aus Belgien eine weiterentwickelte Version namens VertiKUL 2 vorstellen. Das neue Modell wiegt 5 kg, erreicht eine Fluggeschwindigkeit von 60 – 70 km/h und kann in einer 20 x 15 x 10 cm großen Ladebucht eine Nutzlast von ebenfalls 1 kg tragen.

Da bei den vorherigen Modell festgestellt worden war, daß das Fliegen unter windigen Bedingungen und vor allem die automatisierten Landungen schwierig sind, entschließen sich die Wissenschaftler, den Luftwiderstand des UAV zu verringern, indem sie die Flügelgröße reduzieren. Und da es wegen des Übergangs vom senkrechten Start zum waagrechten Vorwärtsflug schwer war, ein Fahrwerk für die Landung auf einer ebenen Fläche zu installieren, startet und landet die Drohne nun auf einer geneigten Fläche, oder schräg an eine Schachtel gelehnt.

Gleichzeitig wird der Rumpf so gestaltet, daß er beim Flug für einen Teil des Auftriebs sorgt, während der Rest von den Propellern produziert wird, die jetzt in einem Winkel von 45° in Bezug auf die Flugrichtung arbeiten. Das Ergebnis ist ein sehr windverträgliches, effizientes und schnelles Multirotor-Fluggerät, das bei Tests eine Reichweite von 30 km erzielt.


Die Idee, daß Hütehund-Roboter Menschen aus Paniksituationen retten könnten, veranlaßt Biologen um Andrew King von der Swansea-Universität in Wales, das Hüteverhalten von Hunden bei Schafsherden zu untersuchen, wofür sie eine Herde von 46 Schafen mit besonders exakten GPS-Empfängern ausstatten und sie von einem australischen Hütehund treiben lassen.

Aus den Bewegungsdaten entwickelt der Mathematiker Daniel Strömbom von der Universität Uppsala in Schweden einen simplen Algorithmus, der auf zwei einfachen Regeln basiert, damit die Herde zusammenbleibt: Da die Hunde die Schafe nur als weiße Schemen erkennen, erscheinen ihnen Lücken zwischen den einzelnen Tieren dunkler. Wird der Abstand zwischen weißen Flecken zu groß, beginnen die Hunde die Herde zu umkreisen und wieder zusammenzutreiben.  Sobald die Hunde die Herde wieder als durchgehend weiß wahrnehmen, treiben sie die Schafe in Richtung Ziel.

Der Algorithmus soll sich auch in der Luft einsetzen lassen. So zum Beispiel bei Drohnen, die Umweltdaten sammeln und für ihre Rückkehr einprogrammierte Ziele haben. Das ist zwar eine zusätzliche Information für die Drohne, aber auch eine mögliche Fehlerquelle. Insofern könnte eine mit dem neuen Algorithmus programmierte Schäferdrohne mehrere andere Drohnen bewachen und sicher nach Hause bringen.


Ein weiterer Algorithmus, über den in diesem Monat berichtet wird, stammt aus dem MIT und läßt Lieferdrohnen ihre eigene ,Gesundheit’ in Echtzeit überwachen – denn um eine sichere, zeitnahe und präzise Lieferung zu gewährleisten, müssen Drohnen mit gewissen Unsicherheitsfaktoren wie starken Winden, Sensormeßfehlern oder einem Abfall der Energie umgehen können.

Bei dem zweigleisigen Ansatz werden die Berechnungen, die mit langen Liefermissionen verbunden sind, deutlich reduziert. Mit dem Selbstüberwachungs-Algorithmus kann die Drohne ihr Energielevel, den Zustand der Rotoren, Kameras und anderen Sensoren während der gesamten Mission vorhersagen und wenn nötig proaktive Maßnahmen ergreifen – zum Beispiel einen Umweg zu einer Ladestation nehmen. Daneben wird ein Verfahren entwickelt, das es der Drohne erlaubt ihre möglichen zukünftigen Positionen offline zu berechnen, bevor sie abhebt, was die Auswahl der möglichen Routen vereinfacht, die sie nehmen kann, um ein Ziel ohne Hindernisse zu erreichen.


Und damit Drohnen auch selbständig auf sich bewegenden, unbemannten Bodenfahrzeugen landen können, erarbeiten Forscher am  WAVE Lab der University of Waterloo in Kanada eine koordinierte Kontrollstrategie für das autonome Docking.

Mit dem mobilen Aufladen von Dronen kann die Reichweite der unbemannten fliegenden Roboter um das doppelte erhöht werden, und die mobilen Ladestationen können neben der Energie auch noch eine Menge anderes Material mit sich führen. Die Experimente mit einem kleinen Prototypen erweisen sich jedenfalls als vielversprechend.

Schill-Quadrokopter im Flug

Schill-Quadrokopter


Das Drone-Mapping von Korallenriffen und der Küstenregion in erweiterter Form praktiziert der Marinebiologe Steve Schill in Haiti. Wie im August 2014 gemeldet wird, setzt dieser einen amphibischen Quadrokopter ein, um die küstenökologischen Bedingungen einzufangen und die Genauigkeit der Satellitenabbildungen zu überprüfen.

Schill hatte seinen Studenten Jordan Mitchell mit dem Bau beauftragt und ihm ein Budget von 2.000 $ vorgegeben. Es gelingt Jordan, die Drohne in weniger als einem Monat zu entwerfen, zu bauen und erfolgreich zu testen.

Mit einem Gewicht von nur knapp 2,5 kg hat ,Henri’ (benannt nach dem König von Nord-Haiti im frühen 19. Jahrhundert) einen robusten, schwimmfähigen Rahmen, eine hochauflösende GoPro-Kamera, einem GPS-fähigen Autopilot-Chip und andere Navigationselektronik, die innerhalb eines umgedrehten Tupperware-Behälters steckt,der als vollkommenes wasserdichtes Gehäuse dient.

Henri kann manuell über die Fernbedienung geführt werden oder autonomen entlang eines vorprogrammierten Weges fliegen. Zwischendurch landet der kleine und wendige Kopter sanft und leise auf dem Wasser. Nach einiger Zeit hebt er wieder ab, kreist in 75 m Höhe und fliegt weiter. Dazwischen macht er Unterwasser-Videos, um die ökologische Bedingungen zu dokumentieren.


Im August wird ein Patentantrag von Disney veröffentlicht, der darauf hindeutet, daß das Unternehmen künftig bei Paraden in Freizeitparks Drohnen einsetzen will, um mit diesen Riesenpuppen zu steuern (US-Nr. 20140231590, angemeldet 2013, vgl. US-Nr. 8.876.571, erteilt November 2014). Den Machern der neuen Shows ist es wichtig, daß die Charaktere der Geschichten fliegen können, schließlich heben diese auch innerhalb der Erzählungen regelmäßig ab.

Die Drohnen sollen demnach über den bis zu 30 m hohen Figuren wie Puppenspieler feste Positionen in der Luft einnehmen und mit Drähten die einzelnen Körperteile bewegen. Dank der programmierten Schwarm-Intelligenz können damit sogar Laufbewegungen, Sprünge und ähnliche Aktionen realisiert werden.

Drohnen im Cirque Du Soleil

Drohnen im Cirque Du Soleil


Doch auch hier hat Kanada die Nase vorn, denn bereits im September wird über die neueste Aufführung des Cirque Du Soleil berichtet – bei der zwar keine Puppen, dafür aber mit leuchtenden Lampenschirmen bestückte Drohnen in der Luft tanzen. Was den begeisterten Presseberichten zufolge ziemlich beeindruckend ist. Immerhin kommt die technische Hilfe bei den computergesteuerten Quadcoptern von der ETH Zürich.

Doch man kann sich auch selbst ein Bild machen, denn in dem gemeinsam mit Verity Studios geschaffenen Kurzfilm ,SPARKED: A Live Interaction Between Humans and Quadcopters’ wird die Geschichte eines Lampenmachers erzählt, dessen Lampenschirme sich selbständig machen und ihm im wahrsten Sinne des Wortes auf der Nase herumtanzen. Wer sich näher für die Technik dahinter interessiert, kann sich auch das Making-of-Video ,SPARKED: Behind the Technology’ anschauen, das ebenfalls auf YouTube zu finden ist.


Ebenfalls im August kursiert die Meldung, daß nun auch Google mitten in den Outbacks von Australien unter dem Projektnamen Wing einen Feldversuch durchführt, um Kunden mittels Drohnen zu beliefern.

Dabei testet Google, wie sich fernab von allen Supermärkten und sogar von Zugangsstraßen ein Erste-Hilfe-Set, Wasser, Schokoriegel, Hundefutter oder ähnliches ausliefern lassen. Dazu besitzen die Fluggeräte des Forschungslabors Google X ein kleines Behältnis, das sie genau über dem Zielort herunterlassen. Sobald das Produkt abgehängt wird, zieht die Seilwinde die Schnur wieder ein und die Maschine fliegt heim.

Die Drohnen, die in einem Video von den Testflügen zu sehen sind, wirken wie kleine Flugzeuge mit vier Propelleren, sind etwa 100 cm breit und 80 cm hoch. Ihre Nutzlast beträgt 1,2 kg. Sie stehen am Boden auf dem Heck, starten senkrecht und gehen dann in den Horizontalflug über. Google arbeitet bereits seit zwei Jahren insgeheim an diesem Projekt.


Auch das australische Startups Flirtey, das bereits im Oktober 2013 in die Presse kam, als es damit begann Bestellungen von Studenten entgegenzunehmen um ihnen die bestellten Lehrbücher binnen weniger Minuten nach Hause zu liefern, ist in diesem August wieder präsent.

Flirtey

Flirtey

Das Unternehmen hat inzwischen fast zwölf Monate lang High-Tech-Tests an der University of Nevada in Reno durchgeführt und will nun Neuseeland als weitere Testumgebung nutzen, das die liberalsten Luftfahrtgesetze der Welt hat, und sich dabei auf Hauptbereiche der Entwicklung konzentrieren: Sicherheit, Reichweite und Nutzlast.

Neben der Luftfahrtbehörde gibt es in Neuseeland die AirShare, ein Hub für UAVs, das nach Wegen sucht, um kommerzielle Drohnen mit anderen Flugzeugen zu integrieren. AirShare setzt sich für eine Reihe von strengen Regeln für fliegende Drohnen ein, darunter eine maximale Flughöhe von 122 m (400 Fuß), keine Nachtflüge, nur in Sichtlinie und nicht innerhalb eines Umkreises von 4 km von einem Flugplatz. Außerdem sollen die von Drohnen-Piloten angemeldeten Flugrouten gesammelt und für die traditionelle Flugsicherung sichtbar gemacht werden.


In Bezug auf Fracht-Drohnen gibt es in diesem Monat aber auch Neuigkeiten aus Deutschland, denn DHL, seit 2002 als DHL International GmbH zum Konzern Deutsche Post DHL Group gehörig, kündigt den Start eines weltweit einzigartigen Pilotprojekts auf der Nordseeinsel Juist an, wo erstmals Medikamente oder andere dringend benötigte Güter zu bestimmten Uhrzeiten per DHL Paketkopter transportiert werden. Die verantwortliche  Deutsche Post AG hatte bereits im Dezember des Vorjahres einen ersten, vier Tage langen Test in Bonn durchgeführt.

Inzwischen ist der DHL Paketkopter für den neuen Anwendungsfall weiterentwickelt und seine Flugdauer, Flugreichweite und Geschwindigkeit weiter optimiert worden, um den speziellen Herausforderungen wie Wind und Seewetter an der Nordseeküste gerecht zu werden.

Der elektrische Quadcopter selbst wiegt unter 5 kg und kann eine Nutzlast von bis zu 1,2 kg tragen. Die maximale Flugdauer beträgt 45 Minuten. Bis zur Insel Juist legt er rund 12 km für einen Weg zurück, wobei der Flug erstmals vollständig autonom stattfindet. In einer Flughöhe von ca. 50 m legt der Kopter je nach Wind bis zu 18 m pro Sekunde zurück. Und damit die Ware beim Transport optimal gesichert ist, gibt es einen speziellen Lufttransportbehälter, der extrem leicht sowie wetter- und wasserfest ist.

Für das Paketkopter-Forschungsprojekt, das gemeinsam mit dem Institut für Flugsystemdynamik der Rheinisch-Westfälischen Technischen Hochschule Aachen (RWTH) und der Firma Microdrones GmbH verfolgt wird, richtet das Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur in Abstimmung mit der Deutschen Flugsicherung (DFS) ein exklusives Flugbeschränkungsgebiet ein, womit es zum bisher ersten Mal in Europa möglich wird, ein unbemanntes Luftfahrzeug ohne direkten Sichtkontakt eines Piloten in einem echten Anwendungsfall zu betreiben. Auch die Inselgemeinde Juist, die Stadt Norden und die Nationalparkverwaltung Niedersächsisches Wattenmeer genehmigen den Einsatz des Kopters.

Nachdem die DHL-Paketdrohne zwischen September und Mitte Dezember 2014 bei dem Feldversuch Medikamente von der niedersächsischen Hafenstadt Norden zu einer Apotheke auf Juist transportiert, macht sie eine Winterpause, während die Flugdaten an der RWTH ausgewertet werden.

Die knapp 40 Flüge vom Festland zur Insel verliefen jedenfalls störungsfrei, auch bei Dunkelheit, Regen und Nebel. Wie das Pilotprojekt weitergeht, steht noch nicht fest, auch konkrete Pläne für einen Regelbetrieb von DHL-Paketkoptern gibt es noch nicht.


Ebenfalls im August wird aus Australien berichtet, daß Forscher der staatlichen Forschungsbehörde Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation (CSIRO) eine Lösung für das Problem der Übergriffe invasiver Pflanzen gefunden haben, die eine Bedrohung für die einheimische Flora darstellen.

Die Dichte der tropischen Regenwälder im hohen Norden Australiens und ihre Unzugänglichkeit für Menschen macht die Überwachung der Region zu einer schwierigen und zeitraubenden Aufgabe. Mit den beiden autonomen Mini-Hubschraubern des Projekts ResQu, die im Laufe von zwei Jahren entwickelt worden sind, gelingt es den Naturschützern demgegenüber, gefährliche Eindringlinge wie die aggressive Purpurpest (Miconia Calvescens) leicht aus der Luft zu erkennen und Maßnahmen einzuleiten, um die biologische Invasion zu stoppen. Gefördert wird das Projekt durch den Bundesstaat Queensland und der Ersteinsatz erfolgt in der Umgebung der Kleinstadt El Arish südlich von Caims.

3D Pocketcopter

3D Pocketcopter


Im September kursieren in den Fachblogs die ersten Meldungen über den 3D Pocketcopter von Thomas Pagel, ein winziges Fluggerät für die Hosentasche, das hochauflösende Videos aufnehmen kann – und möglicherweise sogar die kleinste fliegende Kamera der Welt ist. Sofern es tatsächlich gebaut wird, denn das Projekt steht erst einmal auf der Crowdfunding-Plattform Indiegogo.

Der Mikrocopter ist rund 19 cm lang und hat einen Durchmesser von 3,5 cm. Im Inneren des Zylinders befinden sich der Akku, eine 3D-fähige HD-Kamera sowie ein Wi-Fi-Modul, zu dem man über ein Smartphone oder Tablet mit iOS, Android oder Windows Phone Kontakt hält. Via Touchscreen kann in alle Richtungen navigiert werden.

Die Idee kommt offenbar sehr gut an, denn statt der erhofften 15.000 € kommen in nur einem Monat satte 113.927 € zusammen. Womit einer Realisierung eigentlich nichts mehr im Wege stehen sollte. Versprochen wird zumindest, daß der Pocketcopter ab Mai 2015 in Blau, Schwarz und Gelb erhältlich sein wird – zu einem Preis von 89 €.


Ein weiterer Bericht im September stammt aus der University of Virginia, wo Forscher um David Sheffler im Auftrag des US-Verteidigungsministeriums in dreijähriger Arbeit eine flugfähige Drohne entwickelt haben, deren Bestandteile alle aus einem 3D-Drucker stammen.

Der Entwicklungsprozeß beginnt mit einem ersten Prototyp aus Balsaholz, das viel leichter und robuster ist als der im 3D-Druck üblicherweise verwendete Kunststoff, der im Vergleich fünfmal schwerer ist, und endet im dritten Versuch bei einem Nurflügelgerät, das den Namen Razor erhält und aus neun Elementen besteht, die wie Legosteine zusammengesteckt werden. Der besondere Vorteil dieser Herstellungsweise: Stürzt das Gerät ab oder müssen bestimmte Details in der Konstruktion verändert werden, können die Komponenten einfach neu ausgedruckt werden.

Die Drohne mit einer Spannweite von 120 cm wird von einem aufmontierten Jet-Triebwerk angetrieben, ihre Nutzlast liegt derzeit bei anderthalb Pfund. Die Materialkosten belaufen sich dabei auf gerade einmal 800 $, die benötigte Elektronik kostet noch einmal 2.500 $. Für ein militärisch motiviertes Projekt ist das ausgesprochen günstig.


Im September wird ein Mann verhaftet, der in Nähe der Brooklyn Bridge in New York ungenehmigt eine Drohne fliegen läßt. Später in derselben Woche trifft dasselbe Schicksal einen Filmemacher, dessen Fluggerät während des US Open außerhalb des Nationalen Tenniszentrums in der Luft herumkurvt.

PartyDrone

PartyDrone


Im Oktober tauchen in den Blogs Videoclips eines Hexacopters auf, den der Mobilfunkanbieter Base und der Musikstreamer Spotify in Belgien zusammengebaut haben, der auf einem Festival erstmals zum Einsatz kommt und Werbung für den Anbieter macht.

Die PartyDrone besteht aus einem Karbongestell und hat einen 450 W-Verstärker, drei Lautsprecher und natürlich eine bunte LED-Beleuchtung mit an Bord.

Beim Kauf von Tickets haben die Festivalbesucher die Möglichkeit, einen Song aus einer speziellen Spotify-Playlist anzugeben. Wenn sie ihre Tickets dann am Eingang zum Festivalgelände abholen, wird der Flieger mit dem Wunschsong aufgeladen und begleitet sie von der Kasse bis zum Festival.


In einem Versuch, den Weg für die kommerzielle, philanthropische und zivile Nutzung kleiner UAVs in den USA und auf der ganzen Welt zu ebnen, bilden eine Reihe von Spielern im Oktober die Small UAV Coalition. Gründungsmitglieder sind die Firmen 3DR, Aerialtronics, AirWare, Amazon Prime, DJI Innovations, Googles Projekt Wing, GoPro und Parrot.

Die Gruppe klassifiziert kleine UAVs als Flieger mit einem Gewicht unter 25 kg, die in der Regel in einer Höhe unterhalb von 122 m über dem Boden fliegen. Sie werden von wiederaufladbaren Batterien angetrieben und können entweder manuell über eine Fernbedienung oder autonom unter Verwendung eines automatischen Programms an Bord des UAV geflogen werden.


Im gleichen Monat hält auch der Airgonay-Drohnen-Club in der gleichnamigen französischen Stadt sein erstes Treffen ab – das mit wesentlich mehr Spaß verbunden ist. Auf dem Treffen mitten in den Wäldern der französischen Alpen liefern sich die Mitglieder, alles begnadete Drohnen-Flieger, auf einem 150 m Kurs spannende Rennen.

Insgesamt treten 25 Teilnehmer mit den verschiedensten Quadro- und Multicopter gegeneinander an, die bis zu 50 km/h erreichen. Das in einem Videoclip festgehaltene Spektakel erinnert stellenweise an Flugszenen aus der Star Wars Saga. Schon im nächsten Jahr soll der Event vergrößert werden, wobei geplant ist, die Rennen live ins Internet zu streamen.


Und natürlich gibt es auch in diesem Monat eine neue Drohne auf Kickstarter. Diesmal ist es die Firma AeriCam, die 100.000 $ für die Produktion eines autonomes Flugobjekts sammeln will, das in die Jackentasche paßt. Die Anura Drohne ist kaum größer als ein iPhone und kann mittels iOS und Android App über das Smartphone gesteuert werden. Mit an Bord ist auch eine Kamera, welche über die Wifi-Verbindung die Livebilder auf das Smartphone schickt.

Um die Flugbereitschaft herzustellen, werden die Rotorblätter des Quadrocopters einfach ausgeklappt. Die Drohne erreicht eine Höhe von bis zu 25 m und eine Geschwindigkeit von bis zu 40 km/h, die Flugzeit beträgt 10 Minuten und der Preis soll unter 200 $ betragen. Überraschenderweise wird das Projekt im Dezember abgebrochen – obwohl das Finanzierungsziel sogar um knapp 50 % überschritten wurde.


Weitere Meldungen sind, daß Forscher des Vancouver Aquarium und der US-amerikanischen National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) mit Drohnen die gefährdeten Schwertwale vor der Westküste des Kontinents beobachten. Die Photogrammetrie mit einem maßgeschneiderten Hexacopter ist ein wichtiges neues Werkzeug und gibt den Forschern eine neue Perspektive. Die Drohne verfolgt die Wale in einer Höhe von 30 m, was sie aus der Hörweite der Tiere bringt. In 60 separaten Flügen werden dabei 30.000 Fotografien gemacht.


Als noch signifikanter könnte sich ein Drohneneinsatz in Sabah im Dschungel auf der Insel Borneo in Malaysia sowie in Palawan auf den Philippinen erweisen, über den in diesem Monat berichtet wird.

Dort haben Forscher der Fakultät für Infektions- und Tropenkrankheiten der London School of Hygiene and Tropical Medicine um Kimberley Fornace gemeinsam mit Kollegen aus Malaysia und den Philippinen zwischen Dezember 2013 und Mai 2014 insgesamt 158 Drohnen-Flüge durchgeführt, um die Lebensräume von zwei Arten der Primatengattung der Makaken zu kartieren.

Mit dem Monkeybar-Pilotprojekt soll versucht werden, die Quelle neuer Malariaausbrüche unter den Affen zu finden, da die Erkenntnisse über Art, Umfang und Verbreitung der Krankheit nicht nur dem Schutz der Tiere dienen, sondern auch wichtige Impulse zur Eindämmung der Krankheit bei Menschen liefern können. Außerdem wurden in Südostasien in den letzten Jahren immer wieder Varianten des Affen-Malaria-Erregers auch bei Menschen entdeckt. Zum Einsatz kommen leichte eBees der Firma senseFly, die bis zu 50 Minuten lang fliegen und dabei 16-Megapixel-Fotos machen können (s. 2013).

Inspektionsdrohne in Japan

Inspektionsdrohne
in Japan


Auch bei der Inspektion von Wind- oder Solarparks sind Drohnen inzwischen im Einsatz, da die neue Technologie dazu beiträgt, die Instandhaltung und Wartung der Anlagen und der Stromtrassen und Masten zu vereinfachen. Dem Servicespezialist für Windkraftanlagen Availon zufolge können so die Einsatzzeiten für eine Anlageninspektion von dreieinhalb Stunden auf ca. eine Stunde verkürzt werden.

Bei der Überwachung von Solarparks wird mit Hilfe von Wärmebildkameras an Bord der Drohnen kontrolliert, welche Solarmodule eines Systems defekt sind und keinen Strom produzieren.

Die Solarparkinspektion mittels Drohnen wird auch in Japan praktiziert, wo die Firma Sohgo Security Services Co. (ALSOK) ihre bisherige Dienstleistung, die Parks mittels Wärmebildkameras vor Module- oder Kupferdraht-Dieben zu schützen, nun entsprechend erweitert. Für eine Drohne dauert es nur 15 Minuten, über ein 2 MW System zu fliegen, während es etwa drei Stunden erfordert, die Modulen von Hand zu prüfen. In den USA bietet die in San Francisco ansässige Firma Skycatch eine ähnliche Dienstleistung für SolarCity und First Solar an.


Einen ebenfalls sehr sinnvollen Drohnen-Einsatz plant das Startup Aerial Power Ltd. aus London, das mit seiner Solarbrush,-Technik ein völlig neues Marktsegment aufrollen will. Um ihre Wirksamkeit zu erhalten, müssen Sonnenkollektoren sauber gehalten werden, was ein arbeitsintensiver und kostspieliger Prozeß sein kann. Das junge Team entwickelt daher eine Drohne zur Reinigung von PV-Paneelen und anderen Oberflächen von Staubschichten – wobei dies mittels eines Luftstroms erfolgt, der durch eine Art Pinsel geführt wird, während die automatisierte Drohne die Kollektoren überfliegt und sauber wischt.

Je nach Region sollen sich die Kosten für die Wartung um bis zu 70 % senken lassen, während gereinigte Paneele eine um bis zu 30 % höhere Energieproduktion erwarten lassen. Erste Tests werden auf einem 25 MW Solarpark in der chilenischen Wüste durchgeführt, und die Firma hofft, ihr Produkt an die Hersteller und Händler von Solaranlagen zu lizenzieren.

Immerhin wirkt die Technik wesentlich praktischer als das im Jahr 2009 von dem kalifornischen Unternehmen Heliotex entwickelte Reinigungssystem, das in vom Anwender festgelegten Abständen durch Düsen Wasser auf jede Platte sprüht – oder die Anfang 2014 auf Israels erstem Solarfeld Ketura Sun implementierte Flotte von Robotern, die sich mit rotierenden Bürsten die Platten auf und ab bewegen, um sie staubfrei zu halten.


Die Designfirma Indeed Innovation GmbH aus Hamburg stellt im Oktober ihr Projekt Air Runner vor, eine futuristische Konzeptstudie, um das Lauferlebnis beim Joggen zu verbessern, das von vielen Läufer als eintönig empfunden wird.

Inspiriert von Drohnen, bildet der mit acht Motoren ausgestattete kleine Flugbegleiter ein intelligentes Gerät, das Joggen mit lustigen Spielen und Tracking-Daten der sportlichen Aktivität verbessern soll. Dabei können die von der Drohne auf die Straße gestrahlten Lichtprojektionen für Einzel-, als auch für mehrere Läufer eine virtuelle Erlebnislandschaft bilden und in der Dunkelheit für sichere Läufe sorgen.

Geschwindigkeit, Distanz, Strecke und Unterhaltungsmodus können durch eine App gesteuert werden, und die Drohne folgt ihrem Besitzer, der ein Trägerarmband umgeschnallt hat, an dem die leichte Drohne bei Inaktivität befestigt wird und das ein entsprechendes Trägersignal aussendet. Eine Kamera kann den Lauf aufnehmen, wobei diese mit einfachen Gesten gesteuert wird.


Im November überschlagen sich die Meldungen in Verbindung mit Drohnen regelrecht. Zum einen ist aus China von einer Laserwaffe zu hören, die kleine Drohnen binnen fünf Sekunden nach ihrer Ortung vom Himmel holen kann. Dabei werden Ziele in einem Umkreis von 2 km, bis in 500 m Höhe und mit einer maximalen Fluggeschwindigkeit von 180 km/h erreicht. Entwickler ist die Firma China Jiuyuan Hi-Tech Equipment Corp., die der China Academy of Engineering Physics (CAEP) unterstellt ist. Bei Tests erreicht das System, das auf Autos montiert werden kann, bei 30 Drohnen eine Trefferquote von 100 %.

Zum anderen – und ausgesprochen passend – wird aus Frankreich gemeldet, daß zwischen dem 5. und dem 20. Oktober mehrfach Minidrohnen in die Sicherheitszone französischer AKWs eingedrungen sind, meist in der Nacht oder in den frühen Morgenstunden. Der französische Stromkonzern und AKW-Betreiber EDF erstattet daraufhin Anzeige. Betroffen waren laut EDF die AKW in Creys-Malville und Bugey im Südosten, Blayais im Südwesten, Cattenom and Chooz im Nordosten, Gravelines im Norden und Nogent-sur-Seine in der Nähe von Paris. Auch das Kommissariat für Atomenergie in Saclay nahe Paris sei überflogen worden.

Anfang November kommen dann noch die Atomanlagen Penly am Ärmelkanal, Flamanville, Saint-Laurent-des-eaux, Dampierre-en-Burly, Fessenheim und Golfech dazu, so daß von insgesamt rund 17 Flügen ausgegangen wird (andere Quellen: 30). Zwar werden kurz darauf nahe der Nuklearanlage von Belleville-sur-Loire, rund 150 km südlich von Paris, drei Personen festgenommen, die eine Drohne dabei haben, doch von einer Aufklärung des Ganzen ist bislang nichts zu finden.

Das New York Police Department (NYPD) macht sich daraufhin öffentlich Sorgen über potentielle Sprengsatz-Drohnen, die Terroristen in Zukunft nutzen könnten um Anschläge mit Sprengsätzen, Waffen oder giftigen Chemikalien und Viren zu verüben. Dabei muß es noch nicht einmal so etwas tödliches sein, um für Aufregung zu sorgen.

Als Mitte Oktober beim EM-Qualifikationsspiel zwischen Serbien und Albanien in Belgrad kurz vor der Halbzeit eine Drohne mit mit der Fahne von Großalbanien über das Feld fliegt, führt das zu Streitereien zwischen den serbischen und albanischen Spielern. Als schließlich auch noch serbische Fans auf das Feld stürmen, um mitzumischen, muß das Spiel abgebrochen werden. Angeblich soll der Bruder des albanischen Regierungschefs Edi Rama hinter der Provokation stecken, der die Drohne per Fernsteuerung aus der VIP-Loge dirigiert haben soll – was dieser allerdings bestreitet.


Ambulance Drone

Im Dezember wird dann eine Drohne über dem Kraftwerk Doel im Norden von Belgien geortet, 15 km vor Antwerpen, doch auch in diesem Fall gibt es später keine Aufklärung des Vorfalls.


Nicht spionieren oder angreifen, sondern Leben retten, soll die Ambulance Drone von Alec Momont, einem Absolventen der TU Delft, die für einen ganz bestimmten Notfall zugeschnitten ist, nämlich Menschen die plötzlich einen Herzinfarkt erleiden. Ähnlich dem Ansatz der Definetz e.V. vom Vorjahr hat die Ambulanz-Drohne einen Defibrillator an Bord, eine Videokamera und einen Videoscreen mit Lautsprecher und Kamera. Dadurch sollen Menschen in der Nähe, die dem Verunglückten helfen wollen, mit dem Notfalldienst via Livestream kommunizieren um Anweisungen zur Nutzung des Defibrilators erhalten.

In Europa sterben schätzungsweise ca. 700.000 Menschen an einem Herzinfarkt, oftmals weil Hilfe zu spät eintrifft. Die neue Ambulance Drohne, die in einem Radius von 12 km2 operieren kann, fliegt dagegen mit 100 km/h zu den Unglücksstellen und kann diese innerhalb von ein bis zwei Minuten erreichen. Da der Gehirntod erst binnen 7 - 10 Minuten eintritt, könnten durch die innovative Drohne bis zu 80 % mehr Menschen gerettet werden, die einen Herzinfarkt erleiden. Die Einführung erwartet Momont trotz des riesigen Zuspruchs von Krankenhäusern, Notfalldiensten und diversen anderen Institutionen allerdings frühestens in 5 Jahren, hauptsächlich aufgrund der notwendigen rechtlichen Regelungen. Dann soll ein flächendeckendes Netzwerk für die Niederlande realisiert werden.


Möglicherweise schon wesentlich früher wird in Großbritannien das Londoner Unternehmen BIZZBY SKY auf den Markt kommen, ein Drohnen-Kurierservice, der wie bislang Fahrradkuriere Alltagsgegenstände für, von und zu Privatpersonen befördern will.

Um eine Drohne zu buchen, wird on-demand und per Smartphone-App einfach der zu befördernde Gegenstand – maximal 500 g schwer und 25 x 120 x 40 cm groß – sowie die Abhol- und Zieladresse genannt. Die App berechnet dann die Ankunftszeit der verfügbaren Drohne sowie den Lieferpreis. Unterwegs kann man per Video mitverfolgen, was die Drohne gerade im Flug sieht.

Trotz jahrelanger Entwicklungsarbeit befindet sich der Service allerdings noch nicht auf einem marktreifen Niveau. So sind bisher weder die Reichweite noch die Leistungsfähigkeit der Drohnen ausreichend, und auch die Mechanismen zum Schutze der Öffentlichkeit im Falle eines Drohnen-Absturzes erfordern noch einige Verbesserungen.

Skynet-Belieferung Grafik

Skynet-Belieferung (Grafik)


Ebenfalls nicht ohne Potential ist das Konzept der australischen Firma Skynet, die im Sinne einer sicheren Auslieferung an Empfänger, die in mehrstöckigen Häusern wohnen, ein System erarbeitet, bei dem LEDs die Lieferdrohnen zentimetergenau über einen speziellen Auffangbehälter leiten.

Ein eingebauter Sensor scannt dann dessen Barcode um zu überprüfen, ob er dem rechtmäßigen Empfänger des Pakets gehört, bevor das Paket in den verschließbaren Behälter fallengelassen wird.

Das Skynet-Team ist damit immerhin einer der 20 Finalisten des globalen Wettbewerbs ,Drones For Good’, der von der Regierung der Vereinigten Arabischen Emirate ausgelobt und mit einem ersten Preis in Höhe von 1 Mio. $ dotiert ist (Skynet ist nicht mit der Hackerdrohne SkyNet von 2011 zu verwechseln.). Über das Ergebnis des Wettbewerbs werde ich in der Übersicht von 2015 berichten (s.d.).


Als Alternative zur Technologie des NIMBUS lab der University of Nebraska-Lincoln, um Quadrokopter induktiv aufzuladen, über die ich im Juni 2012 berichtet habe, entwickelt das Berliner Startup Skysense kabellose, automatische Ladestationen für Drohnen – für die nun, im November 2014, bereits Vorbestellungen angenommen werden.

Im Gegensatz zur Induktionsladung erfolgt der Prozeß bei Skysense, indem die Drohnen mit Metallfüßen als Kontakte ausgestattet sind, die den Ladevorgang bei erfolgter Landung selbständig starten. Wobei die Drohne ihre Ladestation natürlich automatisch finden soll. Die Ladepads sind für Lithium-Polymer-Batterien optimiert und haben eine Output-Spannung zwischen 12 und 24 V.

Nachdem zu Beginn der Januar 2015 als Liefertermin genannt wird, verschiebt sich dieser zuerst auf den März und dann auf den Juni dieses Jahres. Angeboten werden die Ladepads in drei Größen und zu Preisen von 649 $, 1.425 $ und 4.365 $ - die noch vor irgendwelchen tatsächlichen Verkäufen auf 1.130 $, 2.410 $ und 7.865 $ steigen. Wobei ich nachdrücklich beanstande, daß sich Skysense nur in englischer Sprache präsentiert, wofür in meinen Augen auch das zwischenzeitlich in Las Vegas, Nevada, eröffnete Büro keine ausreichende Entschuldigung darstellt.


Im November wird in den Blogs außerdem über eine neue Drohnenfamilie der rumänischen NGO Cosmonautics and Aeronautics Association (ARCA) berichtet, die für Kleinunternehmen, Forschungseinrichtungen und Einzelpersonen gedacht sind. Trotz eines Leistungsniveaus, das dem von High-End-UAVs vergleichbar ist, liegt der Preis allerdings viel günstiger als bei den einschlägigen Mitbewerbern.

AirStrato Pioneer

AirStrato Pioneer

Die elektrisch angetriebenen Drohnen, die in Ermangelung einer Start- und Landebahn auch von einem kurzen pneumatischen Katapult aus gestartet werden können, gibt es in zwei verschiedenen Versionen, beginnend mit dem Modell AirStrato Pioneer, das eine Spannweite von 12 m hat, 175 kg wiegt, eine Flughöhe von bis zu 8.000 m erreicht und für bis zu 12 Stunden in der Luft bleiben kann.

Angetrieben wird die Drohne durch einen 38 V Robbe 6362/10 Motor, kosten soll sie 80.000 $. Zum aufladen der Batterien während des Tages sind die Flügel mit 1,8 kW polykristallinen Solarzellen bestückt.

Neben dem UKW-Funk für die Kommunikation mit der Flugsicherung und anderen Flugzeugen besitzt die Drohne auch KI-Algorithmen zur Vermeidung von Flugverbotszonen und der Kontrolle über den Flug, wenn die Kommunikation unterbrochen wird. Hinzu kommt ein eingebauter Fallschirm, der immer eine weiche Landung sicherstellt. ARCA zufolge sei dieses Modell besonders gut geeignet um Land- und Seegrenzen zu schützen, für die Katastrophenüberwachung, die Sondierung abgelegener Gebiete sowie für Dreharbeiten für TV und Kino.

Der größere Bruder, der AirStrato Explorer, hat den gleichen Funktionsumfang, ist aber in der Lage, in einer größeren Höhe bis 18.000 m und über eine Zeit von bis zu 20 Stunden zu operieren – was dann mit 140.000 $ zu Buche schlägt. Gesteuert werden die Drohnen über ein mit 15.000 $ beziffertes Kontrollzentrum, das o.g. Katapult mit internem Luftkompressor würde zusätzliche 20.000 $ kosten.


In diesem Monat wird aus Japan über einen am Tokyo Institute of Technology entwickelten Flugroboter berichtet, der auch Türen öffnen kann um in zerstörte Gebäude hineinzukommen. Hierzu nutzt er Saugnäpfe, mit denen er sich an die Oberfläche einer Tür heftet. Dann preßt er seinen Roboterarm mit einem airbagähnlichen Gerät nach unten gegen den Türgriff, worauf die Tür einen Spalt weit aufgeht. Anschließend nutzt der Roboter den Winddruck seiner Propeller, um die Tür so weit zu öffnen, daß er hindurchpaßt.


Zeitgleich meldet die Fachpresse, daß die US-Army in Fort Benning, Georgia, gemeinsam mit der Carnegie-Mellon University und dem US-Army Research Laboratory an von Bienen inspirierten Roboterschwärmen aus kleinen Flugdrohnen arbeitet, mit denen sich Soldaten bei Operationen im urbanen Umfeld über die Situation in Innenräumen kundig machen sollen.

Das Ziel ist, daß die als Micro Air Vehicles oder Micro Aerial Vehicles (MAVs) bezeichneten Geräte in ein Gebäude fliegen und das Innere dreidimensional kartieren. Außerdem sollen sie Bewegungen innerhalb des Gebäudes detektieren und zurückmelden.


Das Kickstarter-Projekt dieses Monats ist eine weitere Android-basierte Verfolger-Drohne namens Mind4, die Körpergesten erkennen kann und weder einen Piloten noch GPS benötigt. Kosten soll sie 899 $.

Die initiierende Firma Airmind aus Bellevue, Washington, bricht das allerdings Crowdfunding ab, als statt der erforderlichen 100.000 $ nur knapp 15.000 $ zusammenkommen.


Wesentlich erfolgreicher ist demgegenüber eine Kampagne von Chris Hawker aus Columbus, Ohio, der auf Indiegogo die Mittel sucht um seinen Carbon Flyer zu finanzieren, den er die weltweit erste persönliche, über das Smartphone via Bluetooth-Verbindung gesteuerte Drohne aus Kohlefaser bezeichnet. Die natürlich auch mit einer Onboard-Videokamera ausgestattet ist.

Die in hohem Grade haltbare Konstruktion von 37,3 cm Länge übertrifft alle anderen ferngesteuerten Flugzeug darin, die unvermeidlichen Abstürze zu überleben. Mit ihrer 3,7 V/150 mAh Lithium-Polymer-Batterie, die zwei kernlose 7 mm Motoren versorgen, wird eine Flugzeit von etwa drei Minuten erzielt. Die Reichweite des Mini-Flugzeugs beträgt dabei über 70 m. Außerdem gibt es eine zuschaltbare LED-Beleuchtung. Als Preis werden 149 $ genannt.

Die Idee scheint sehr gut anzukommen, denn am Ende der Kampagne im Januar 2015 ist mit über 360.000 $ mehr als das sechsfache des ursprünglichen Ziels erreicht. Ausgeliefert werden soll der Carbon Flyer schon zu Weihnachten 2015, wobei der Preis zwischenzeitlich auf 129 $ gesunken ist.

SKEYE Nano Drone

SKEYE Nano Drone


Und auch ein neuer Mikro-Quadcopter wird im November vorgestellt, der auf der offenen Handfläche landen kann.

Die nur 4 x 4 cm große SKEYE Nano Drone stammt von der niederländischen Firma TRNDlabs und wird für 59 $ verkauft.


Ebenfalls im November räumt bei Intels Wettbewerb Make It Wearable das fliegende Smartphone-Stativ Nixie den ersten Preis in Höhe von 500.000 $ ab, eine Selfie-Drohne, die man ums Armgelenk trägt. Entwickelt wurde sie vom gleichnamigen Startup Nixie Labs Inc., dessen Gründer der Physiker Christoph Kohstall und die ehemalige Google-Abteilungsleiterin Jelena Jovanoic sind.

Will man ein Foto oder Video von sich aus der Vogelperspektive machen, löst man die Drohne vom Handgelenk und läßt sie losfliegen. Ist das Bild im Kasten, kommt Nixie wieder zurückgeflogen.

Der aktuelle Prototyp schafft eine sichere, autonome Flugdauer von sechs Sekunden, obwohl die Drohne mit ihrem Akku theoretisch bis zu zehn Minuten lang in der Luft bleiben könnte. Nach solch langen Flugzeiten kann aber noch nicht sichergestellt werden, daß Nixie wieder exakt an die Stelle zurückkommt, an der sie gestartet ist.


Im November gelingt es US-Grenzschützern in Texas, die von einer Multikopter-Drohne abgeworfene Schmuggel-Fracht mitsamt den beiden Abnehmer aufzugabeln: Das Flugobjekt hatte fast 100 kg Gras an Bord. Was den Behörden natürlich ziemliche Sorgen bereitet, denn es ist anzunehmen, daß für jede erwischte Charge etliche andere erfolgreich die Grenze passieren.


Bio-Drohne


Die NASA-Mitarbeiterin Lynn Rothschild vom Ames Research Center macht sich dagegen um ganz andere Dinge Gedanken, wie aus Berichten im November 2014 hervorgeht. Denn wenn eine Drohne abstürzt, könnte dies neben der Verschmutzung oder Beschädigung eines potentiell sensiblen Umfeldes auch bedeuten, zumindest für das Militär, daß die ausspionierte Seite dadurch auf die Sache aufmerksam wird.

Als Lösung wird eine fast ausschließlich aus biologischem Material gefertigte Drohne vorgeschlagen, die sich einfach in unauffälligen Schmutz verwandelt, wenn sie eine Bruchlandung macht. Die in Zusammenarbeit mit der Firma Ecovative Design aus Green Island, New York, entwickelte und hergestellte Bio-Drohne besteht aus Pilz-Myzel, das mit einer lederartigen Cellulose beschichtet ist, um ihm etwas Robustheit zu verleihen. Auch die Schaltkreise der ,Mushroom-Drone’ werden aus einer biologisch abbaubaren Tinte gedruckt.

Zwar gibt es noch ein paar Teile, die nicht biologisch abbaubar sind, wie die Batterie und die Rotoren, aber die Wissenschaftler arbeiten derzeit zumindest schon an einem Weg, um auch die Sensoren der Drohne aus E. coli Bakterien zu konstruieren.


Anfang Dezember berichtet die Presse von dem Polizeichef des kalifornischen Bezirks Alameda, rund 50 km von San Francisco entfernt, der für 97.000 $ zwei Überwachungsdrohnen vom Typ AirCover QuadRotor QR425 gekauft habe, die allerdings nur für Such- und Rettungsaktionen in dem annähernd 2.000 km2 großen Bezirk genutzt werden sollen.

Diese Zusicherungen stellen die lokalen Bürgerrechtler aber nicht zufrieden, schließlich hätte Sheriff Ahern schon eine eigene Drohnenverordnung für seinen Bezirk entworfen, in der es unter anderem heißt, daß die Fluggeräte eingesetzt werden sollten, um Bild- oder Videoaufzeichnungen zu machen, „wenn es Gründe zu der Annahme gibt, daß ein Verbrechen stattgefunden hat oder stattfindet, oder daß eine bestimmte Person ein Verbrechen begeht oder begangen hat (…).“

GeoDrone

GeoDrone


Ebenfalls im Dezember informiert das Unternehmen GeoPost, die Express-Lieferungs-Abteilung der französischen La Poste, darüber, daß sie bereits im September am Centre d’Etudes et d’Essais pour Modèles Autonomes (CEEMA) im Süden Frankreichs Tests mit Lieferdronen durchgeführt habe.

Als Teil des laufenden Projekts GeoDrone wird in Partnerschaft mit der Firma Atechsys eine elektrisch betriebene Lieferdrohne entwickelt, die in der Lage ist innerhalb eines Radius von 20 km selbständig den Transport einer Sendung von bis zu 4 kg Gewicht und den Abmessungen von 40 x 30 x 20 cm zu übernehmen.

Nähere Angaben über die Prototypen selbst veröffentlicht GeoPost bislang nicht, bestätigt aber, daß ein Modell mit sechs Rotoren am CEEMA erfolgreich ein 2 kg schweres Paket über eine Distanz von 1.200 m transportiert habe. Zum Einsatz kommen sollen die Drohnen in abgelegenen Gebieten wie Bergen, Inseln und ländlichen Gebieten – sowie in Reaktion auf Notsituationen.


Die wohl cleverste Idee, die in diesem Monat in den Blogs erscheint, ist das Konzept einer Walkalight drone des Designers Jaka Plešec.

Die persönliche Beleuchtung besteht aus einer luftgefüllten Kugel an einem Quadcopter, die wie eine Straßenlampe über den Benutzer schwebt und ihre Bewegungssensoren einsetzt, um dessen Bewegungen automatisch zu folgen.

Das insbesondere für nächtliche Spaziergänge – nebst der richtigen Selfie-Beleuchtung – entworfene Fluggerät und seine unterschiedlichen Funktionen können aber auch mit mündlichen und gestischen Befehlen gesteuert werden.

Drohne

HexH2o


Ebenso interessant finde ich die Drohnen QuadH2o und HexH2o der Firma QuadH2o aus Thailand, die mit Kameras ausgestattet auf dem Wasser landen können um Unterwasseraufnahmen zu schießen.

Die Drohnen besitzen ein wasserdichtes Gehäuse aus Epoxy-Glasfaser/Kohlefaser, das schwimmt. Die Benutzer können damit auf jedem Punkt auf einem einigermaßen ruhigen Gewässer landen und Aufnahmen von allem machen, was dort unter der Oberfläche lauert, um dann wieder abzuheben.

Mit den empfohlenen zwei 6.500 mAh Lithium-Polymer-Akkus beträgt die Flugzeit 25 Minuten. Und damit die verkapselte Drohne während des Fluges nicht zu heiß wird, gibt es einen internen Lüfter und außen montierten Kühlkörper. Der komplett aufgebaute und einsatzbereite Hexacopter soll 3.658 $ kosten und schon im folgenden Januar in den Versand gehen. Dem Stand vom Mai 2015 zufolge kostet der Quadcopter 3.499 $, während sein größerer Bruder mit 3.785 $ zu Buche schlägt.


Das Kickstarter-Projekt des Monats ist die Hybrid-Drohne X PlusOne der von Charles Manning und JD Claridge neu gegründeten Firma xCraft aus Sandpoint, die sich in erster Linie durch ihre Höchstgeschwindigkeit von bis zu 100 km/h von anderen Drohnen unterscheidet.

Dank einem präzisen Steueralgorithmus kann sie auch bei windigen Bedingungen ihre schwebende Position klar halten. Durch ihre Konstruktionsweise aus zwei gekreuzten Tragflächen kann sich die Drohne aber auch zur Seite drehen und ähnlich wie ein Flugzeug in hohem Tempo fliegen.

Hier klappt es mit der Finanzierung, die mit 143.400 $ das dreifache des gesetzten Zieles erreicht, sodaß im Juli 2015 mit der Auslieferung des zwischen 400 $ (Kit) und 1.199 $ teuren Fliegers begonnen werden soll.


Kurz vor Weihnachten – bei dem unter sehr vielen Bäumen auch eine Drohne liegen wird – veröffentlicht die amerikanische Bundesluftfahrtbehörde FAA ein ,Aufklärungsvideo’ mit grundlegenden Sicherheitstipps für Drohnenpiloten. Diese lauten zusammengefaßt: Flieg nicht höher als 100 m, flieg nicht außer Sichtweite, nicht in der Nähe von Flughäfen, Leuten oder Stadien, und transportiere nichts, das mehr als 25 Kilogramm wiegt. Wesentlich ist auch die Bemerkung, nicht gegen Geld zu fliegen, da dies eine spezielle FAA-Zulassung erfordern würde.

Praktisch gesehen handelt es sich bei den Drohnenregeln um umformulierte Tipps, wie sie die FAA schon im Juni 1981 für Betreiber von Modellflugzeugen veröffentlicht hatte. Darüber hinaus arbeitet die FAA gegenwärtig an strengeren Regeln für kommerzielle und private Drohnen, die im nächsten Jahr verabschiedet werden sollen. Die Neufassung der FAA-Regeln  war notwendig geworden, nachdem ein Bundesgericht im März 2014 das Verbot kommerziell eingesetzter Drohne für unrechtmäßig erklärt hatte. Die FAA schätzt, daß bis 2020 mehr als 10.000 kommerziell genutzte, unbemannte Drohnen im amerikanischen Luftraum unterwegs sein werden.


Im Februar 2014 startet die von Michael Burdett und Vasso Chatzi im März 2012 gegründete Firma New Wave Energy UK Ltd. aus North Yorkshire (nicht zu verwechseln mit dem Namensvetter aus Buffalo, New York)  eine Kickstarter-Kampagne, um 200.000 £ einzuwerben und innerhalb von 6 Monaten einen funktionierenden Prototypen ihrer Solardrohne zu bauen.

Zum Hintergrund: Das Unternehmen will selbst startende und extrem hoch fliegende Solardrohnen entwickeln, die Solar- und Windenergie sammeln, um diese drahtlos zum Boden herab zu senden – ein Konzept, das auch von Satellitenkraftwerken bekannt ist. Außerdem erinnert der Entwurf an den von Londoner Studenten im vergangenen Jahr vorgestellten Solar-Copter (s. 2013).

Konzept der New Wave Energy Grafik

Konzept der New Wave Energy
(Grafik)

Als Machbarkeitsnachweis, und um das Projekt Investoren zu demonstrieren, wird ein kleiner ferngesteuerter Quadkopter vorgeführt, auf dem ein Photovoltaik-Paneel installiert ist. Das Modell belegt, daß es möglich ist Sonnenenergie auch mitten im Flug bereitzustellen. Die an der Drohne angebrachten Solarzellen senden ihre Energie über eine Antenne an fünf kleine Modellhäuschen.

Das Unternehmen hat den langfristigen Plan, mit seiner patentierten Technologie ein 400 – 500 MW Kraftwerk aus einem Schwarm von 8.000 Stück der in 15.000 m Höhe fliegenden Solardrohnen zu bauen, sobald dies wirtschaftlich rentabel wird. Jede dieser 20 x 20 m großen Drohnen soll vier Rotoren besitzen, mehrere Windenergieanlagen sowie eine flache Struktur zur Erzeugung von Solarstrom. Sie ist in der Lage, sich mit der geernteten Energie selbst zu versorgen und zusätzliche 50 kW zu erzeugen, die drahtlos auf den Boden übertragen werden sollen.

Um das neue Konzept in ein kommerziell lebensfähiges Produkt zu verwandeln, ist ein Betrag von schätzungsweise 32 Mio. £ und eine Zeitdauer von bis zu fünf Jahren erforderlich. Die nun initiierte Kickstarter-Kampagne bringt aber nur magere 222 £ zusammen – weshalb es danach auch keine Neuigkeiten mehr gibt.


Erfolgreicher ist ein im selben Monat gemeldeter Testflug in Australien, der im Rahmen des Projekts ResQu der Regierung von Queensland durch ein Wissenschaftlerteam des Australian Research Centre for Aerospace Automation (ARCAA) der Queensland University of Technology in Zusammenarbeit mit Boeing Research & Technology - Australia und dem UAV-Hersteller Insitu Pacific durchgeführt wird.

Dabei gelingt es einer (konventionell betriebenen) Scan Eagle UAV eine sich nähernde Cessna visuell zu identifizieren und den Betreiber am Boden darüber zu informieren, daß ein Ausweichmanöver erforderlich ist. Der Erfolg wird als ein wichtiger Schritt in Richtung auf die Freigabe von UAVs im kommerziellen Luftraum gefeiert. Zukünftige mit dem Identifizierungssystem ausgestattete UAVs sollen in der Lage sein, Kollisionen in der Luft autonom zu vermeiden.


In einem weiteren Bericht aus diesem Monat geht es darum, daß Wissenschaftler der amerikanischen Naval Research Laboratory in Washington DC und der Virginia Polytechnic Institute and State University um den Ingenieur Danesh K. Tafti im Auftrag der US-Army die Bewegung der Flügel von Flughunden untersucht haben, um winzige Drohnen (Micro Air Vehicles, MAV) mit flatternden Flügeln zu bauen.

Der kleine Kurznasenflughund (Cynopterus brachyotis) verzieht beim Flattern Form und Größe seiner Flügel, wobei die Fledermaus den Auftrieb maximiert, indem der Flügel bei der Abwärtsbewegung um etwa 30 % vergrößert wird. Hebt sich der Flügel wieder, ist die Oberfläche entsprechend kleiner. Nachgebaut sind die Flügel noch nicht, doch dies sollte bei dem vom Army Research Office finanzierten Projekt nicht mehr allzu lange dauern.


Auch Facebooks o.g. Projekt internet.org, bei dem mittels Solardrohnen günstige Internetzugänge in entfernte Regionen gebracht werden sollen, kommt in diesem März wieder in die Presse. Demnach bereiten den Entwicklern vor allem die extreme Größe der unbemannten Flugzeuge Probleme, der Antrieb, da die Drohnen bis zu fünf Jahre in der Luft bleiben sollen, sowie die Flughöhe von 18.000 – 27.000 m. Außerdem fehlen Regeln dafür, denn bisher gilt, daß ein Pilot für ein Fluggerät verantwortlich sei, während bei dem Facebook-Projekt ein einziger Pilot bis zu 100 Solardrohnen steuern soll.

Um die äußeren Bedingungen für die Drohnen zu testen, hat das Facebook Connectivity Lab in Lateinamerika, Afrika und Asien bereits 21 Länder ausgewählt, darunter auch Indien. Das erste Flugzeug soll schon 2015 als Prototyp abheben, 3 - 5 Jahre später könnte dann der kommerzielle Einsatz beginnen (s.d.).

SkyOrbiter Grafik

SkyOrbiter (Grafik)


Allerdings wird im September von einem weiteren, ähnlich aufgebauten Drohnenprojekt berichtet, das die portugiesische Startup-Firma Quarkson aus Barreiro verfolgt. Das Unternehmen von Angelo Martins da Silva bezeichnet seine SkyOrbiter als „mehr als Drohnen“ - und stellt die Entwürfe für eine ganze Flotte von fliegenden Modems vor. Diese besteht aus sechs verschiedenen Modellen für geringe, sowie aus drei Modellen für große Flughöhen.

Das Grundmodell LA25 ist für den kommerziellen und öffentlichen Einsatz konzipiert, hat eine Spannweite von 25 m und arbeitet in 3.500 m Höhe. Die Reichweite beträgt mehr als 42.000 km bzw. eine Flugdauer von bis zu zwei Wochen. Die HA75 mit einer Spannweite von rund 75 m besitzt dagegen eine Reichweite von bis zu 5.000.000 km oder eine Flugzeit bis zu fünf Jahren.

Die Drohnen sind an den Tragflächen und am Bug mit Solarzellen ausgestattet und so konzipiert, daß sie völlig autonom mit einem Energiemanagement-System, Autopilot, Bodenkontrolle-Software sowie Fernkommunikation auf verschiedenen Frequenzen arbeiten.

Der Jungfernflug erfolgt allerdings erst im April 2015, und auch nur mit einer kleinen Version mit einer Spannweite von 5 m, die in Sichtweite bis zu einer Höhe von 100 m fliegt und erfolgreich ein Wi-Fi-Signal an den Boden weitergibt.

Zudem sei zwischenzeitlich angeblich auch schon ein Exemplar der größeren SkyOrbiter LA25 Drohnen mit einer Flügelspannweite von 22 m gebaut worden, das wegen des Widerstands der portugiesischen Regierung aber noch nicht getestet werden kann. Über die Gründe für diesen Widerstand wird nichts gesagt. Quarkson meldet zwar, daß man bereits mit der Massenproduktion der SkyOrbiter begonnen habe – doch nach dem Juni 2015 läßt sich weder von dem Flieger noch von dem Unternehmen mehr etwas finden.

UAV der RMIT University

UAV der RMIT University


Im April 2014 stellen Forscher um Reece Clothier und Abdulghani Mohamed an der RMIT University in Melbourne, Australien, das Konzept eines bio-inspirierten unbemannten Flugzeuges vor, das zwar wie ein einfaches Starrflügel-Modell aussieht, jedoch wesentlich cleverer ist.

Das in Zusammenarbeit mit der Defence Science and Technology Organisation (DSTO) des australischen Verteidigungsministeriums entwickelte kleine Flugzeug soll nämlich genau wie Vögel aufsteigende Luftströmungen finden und diese selbständig nutzen, um Energie zu sparen.

Das Team untersucht hierzu, wie Vögel – wie der Turmfalke z.B. – durch seine Federn sensorische Informationen sammelt, um kleine Anpassungen an den Flügeln und dem Schwanz zu machen und fast bewegungslos in der Luft zu schweben, damit sein Kopf eine feste Position behält und seine Augen beständig den Boden nach Beute absuchen, ohne daß die Flügel flattern.

Obwohl es das langfristige Ziel ist, hochfliegende UAVs zu entwerfen, konzentrieren sich die Forscher zunächst auf den Nachweis der Machbarkeit im urbanen Umfeld, wobei Echtzeit-Winderfassungssysteme und komplexe Strömungsmodelle verwendet werden um die Position der möglichen Aufwinde um große Gebäude herum zu identifizieren.

Windkanal-Versuch am RMIT

Windkanal-Versuch am RMIT

Ein weiteres RMIT-Team um Prof. Simon Watkins schiebt im Oktober einen Bericht nach, dem zufolge man außerdem ein System aus Drucksensoren entwickelt habe, das Turbulenzen erfaßt, bevor diese das UAV treffen, so daß das Flugzeug schon im Vorfeld darauf reagieren und einen glatteren Flug halten kann. Die Technologie könnte auch bei regulären Flugzeugen zum Einsatz kommen.

Im Dezember 2015 folgt die Meldung, daß die RMIT-Forscher um Alex Fisher, abgeleitet von den eigenen ,Anti-Turbulenz-Geräten’ der Natur – Federn – ein innovatives System entwickelt und zum Patent angemeldet haben, welches das Ende der Turbulenzen auf Flügen bedeuten könnte, indem es die Art und Weise imitiert, wie Federn den Vögeln helfen, Störungen in der Luft zu erkennen.

Die Forschungen haben nun die Konstruktion eines gleitenden Flugzeugsermöglicht, das nicht nur seine Höhe beibehalten kann, sondern sogar noch höher steigt, ohne zusätzliche Energie zu benötigen. Hierfür wird ein handelsübliches Polystyrol-Segelflugzeug mit GPS, einem Magnetometer und einer Steuerplatine mit einem eigens entwickelten Steueralgorithmus ausgestattet. Mit ihrem RMIT Kestrel genannten Prototyp gehen die Wissenschaftler Suche nach natürlichen Aufwinden, wobei die Wahl ihrer beiden Test-Sites auf einen Hügel sowie auf einen Ort neben einem Gebäude fällt.

Am Hang ist das Flugzeug in der Lage, ohne Antrieb eine Höhe von rund 120 m zu erreichen, wobei es autonom solange fliegt, bis seine Steuerbatterien leer sind. Die Tests an dem Gebäude sind weniger erfolgreich, denn das Flugzeug schafft es wegen lang anhaltender Böen und Flauten, nur rund 20 Sekunden lang in der Luft zu bleiben.


Ebenfalls im April präsentiert die Firma Arcturus UAV aus Kalifornien ein neues vertikales Start- und Landessystem für ihre unbemannten Starrflügel-Luftfahrzeuge T-20 und T-16 vor (die allerdings mit konventionellen Verbrennungsmotoren angetrieben werden).

Das Systems namens Jump besteht aus Auslegern mit elektrisch betriebenen Rotoren, die an den Flügeln angebracht werden, um beim Start und bei der Landung einen vertikalen Auftrieb zu erhalten. Beim normalen Vorwärtsflug werden die Tragflächen-Motoren abgeschaltet und ihre Propeller für einen möglichst geringen Luftwiderstand longitudinal in Segelstellung gebracht.


Im Mai stellt Lockheed Martin auf dem AUVSI 2014 Kongreß in Florida das neuste Modell seiner UAV-Familie vor.

Vector Hawk

Vector Hawk

Dank seiner schnellen Konfigurierbarkeit kann der bis zu 1,8 kg schwere Vector Hawk für eine Vielzahl von verschiedenen Missionen eingesetzt werden. Die modulare Plattform kann zwischen einer Starrflügel-Konfiguration mit vertikaler Start- und Landungsfähigkeit und einer Kipprotor-Konfiguration wechseln. Auch eine Variante mit vier Rotoren ist möglich.

Die Starrflügel-Variante kann entweder von Hand, oder durch Falten der Flügel aus einem Rohr heraus gestartet werden, während die Kipprotor-Variante in der Lage ist, in der Luft in einen Starrflügelflug überzugehen. Da das UAV wasserdicht sein soll, sind auch Einsätze auf See und bei schwierigen Wetterbedingungen möglich.

Die Höchstgeschwindigkeit des völlig autonomen UAV, das neben den Batterien und seinem Funksystem mit Sensoren im Gesamtgewicht von 340 g bestückt werden kann, beträgt 130 km/h, die Reisegeschwindigkeit wird mit 56 km/h angegeben. Mit besonders starken Akkus sollen Flugzeiten von 150 Minuten erreicht werden.


Im Juni 2014 behauptet eine Pizzeria in der nordrussischen Stadt Syktyvkar die erste zu sein, die Lieferungen mit einer Drohne anbietet. Der Oktokopter hat maximale Nutzlast von 3 kg und eine maximale Reichweite von 4,3 km, fliegt vorprogrammiert über GPS und wird aus der Pizzabäckerei mittels einer Onbord-Kameras überwacht. Am Zielort wird die Lieferung aus einer Höhe von ca. 20 m an einem Kabel zum Kunden heruntergelassen.

Der Fast-Food-Kette zufolge seien schon sechs Pizzen in eineinhalb Stunden mit einer Drohne verkauft worden. Sie verspricht auch, daß der Service nicht nur eine einmalige Werbeaktion war, sondern auf 18 andere russische Städten ausgeweitet werden soll, um an Stränden und Universitätscampus fliegend Pizzas zu liefern. Wofür es auch schon ein motivierendes Plakat gibt.

Laut CopterExpress, dem russischen Unternehmen, das die Drohnen entwickelt hat, können diese bist zu 5 kg Gewicht tragen und dabei Fluggeschwindigkeiten von bis zu 40 km/h erreichen. Sie haben eingebaute GPS-Systeme und Kameras, so daß die Flüge präzise verfolgt werden können. Das einzige Problem der neuen Auslieferungsmethode ist, daß das Ziel und die Route jedes einzelnen Drohnenfluges sorgfältig geplant und von den Behörden im Vorfeld gemeldet werden muß.


Mitte Juni 2014 behauptet die Tilted Kilt Pub & Eatery, die in Connecticut Restaurants in Wethersfield und Milford hat, daß sie die weltweit erste Lieferung von Hühnerflügeln durch eine Drohne durchgeführt habe. Das Restaurant behilft sich mit Joe Papa, einem Redakteur des MultiRotor Pilot Magazine, um in Milford eine Zwei-Pfund-Flügel-Bestellung über eine Drittel Meile an das Musikgeschäft AudioworksCT an der Old Gate Lane auszuliefern.

Natürlich wird ein Werbevideo der Aktion gemacht und veröffentlicht. Für Hühnerflügel entschieden hatte man sich laut der Werbefirma The Silent Partner Marketing, die mit dem Restaurant zusammenarbeitet, da man bei einer Recherche im Internet zwar diverse Berichte über andersartige Lieferungen gefunden habe, aber eben keinen über Hühnerflügel.

Das bestehende FAA-Verbot einer kommerziellen Nutzung von Drohnen umgeht das Restaurant, indem für die Lieferung keine Bezahlung erfolgt und alle Dreharbeiten auf Privateigentum durchgeführt werden. Man hofft allerdings, mit veränderter Rechtslage in der Zukunft in der Lage zu sein, tatsächlich durch Drohne auszuliefern


Die von Ridha Azaiz im August 2014 in London gegründete Firma Aerial Power Ltd. bezeichnet sich als das erste Unternehmen, das eine vollautomatische Drohnen-basierte Methode zur Reinigung von Solarpaneelen entwickelt hat. Neben Azaiz, einem deutschen Ingenieur der TU Berlin und Erfinder der SolarBrush-Drohne, für die bereits weltweit Patente eingereicht wurden, sind mit im Team noch Matthias, ein Umweltingenieur, der Solarkraftwerke entwirft, und Richard, ein erfahrener Schriftsteller, Medienspezialist und Luftfahrtfachmann.

Der Hintergrund soll auch erzählt werden: Den dreizehnjährigen Ridha stört es 1997, daß er die heimische Solaranlage selber reinigen muß, weil die Energieausbeute sonst rapide abfällt. Er möchte deshalb einen Reinigungsroboter bauen, der ihm die Arbeit abnimmt. Das Tüfteln daran bringt ihn 1998 zu Jugend forscht und ins Fernsehen, 2009 nach Berlin und später sogar nach Kalifornien und Abu Dhabi.

SolarBrush-Drohne

SolarBrush-Drohne

Azaiz konzentriert sich dabei auf das Wesentliche, denn dort, wo Solarkraftwerke am sinnvollsten sind, sind das Hauptproblem Sand- und Staubablagerungen. Und während andere Roboter die Paneele absaugen oder mit Wasser und Spülmitteleinsatz waschen, bürstet sein SolarBrush Roboter den Sand und Staub solange vor sich her, bis dieser in den Montagelücken zwischen den Solarpaneelen zu Boden fällt. Mehr darüber wird im Kapitelteil Entwicklung der photovoltaischen Nutzung zu lesen seil (Update in Arbeit).

Doch obwohl der Roboter in Kleinserie produziert nur rund 3.000 $, und bei größeren Stückzahlen sogar unter 2.000 $ pro Gerät kosten würde, scheint es dem Pionier der automatisierten Reinigung von Sonnenkollektoren aber trotz mehrere Preise und Auszeichnungen nicht gelungen zu sein, Investoren und Partner für den Vertrieb zu finden. Was hoffentlich mit dem nun erfolgten Schritt zu fliegenden Robotern und der Firmengründung anders wird.

Das speziell angepaßte und ebenfalls als SolarBrush bezeichnete UAV wird als effiziente, wartungsarme und umweltfreundliche Art beworben, die Effizienz von Solarparks zu erhalten. Der wasserlose Reinigungsprozeß sei zudem schnell, flexibel und kostengünstig. So läßt sich eine komplette Solarfarm von einer einzigen Basisstation aus reinigen, ohne daß man Reinigungsgeräte manuell zwischen den Kollektorreihen hin und her bewegen muß. Der einzige Teil der SolarBrush, der die Solarzellenoberflächen berührt, ist der speziell entwickelte Reinigungsschwanz.

Studien in den VAE zeigten, daß die Leistung der Anlagen um bis zu 35 % sinken kann, wenn sie für einen Monat ungereinigt bleiben – und um bis zu 80 % nach einem Sandsturm. In der Rajasthan-Wüste stellen die Reinigungskosten bis zu 60 % der Betriebskosten dar. Abhängig von der Region, in der die Drohnen eingesetzt werden, soll es mit der neuen Technik möglich sein, die Kosten für die Reinigung der Solarpaneele um bis zu 70 % zu senken und gleichzeitig die Energieproduktion um bis zu 30 % im Monat zu erhöhen. Basierend auf einer Drohne, die ein 1 MW Kraftwerk bedient und jedes Paneel alle vier Tage reinigt, werden sogar Einsparungen von bis zu 80 % berechnet.

Der Firma zufolge wird das Gerät aktuelle bei mehreren Kraftwerken getestet, darunter auch bei einer 25 MW Solarfarm in Chiles Atacama-Wüste. Anschließend will man das Produkt an die Hersteller von Solarzellen und an Distributoren lizenzieren. Doch auch dies scheint nicht so schnell vorwärts zu gehen, denn Neuigkeiten gibt es erst wieder im Jahr 2016, als Aerial Power im August in Indien mit mehreren Unternehmen vereinbart, die SolarBrush UAVs zu testen. Im September meldet die Firma, daß sie erfolgreich ein vom 7. Rahmenprogramm der Europäischen Kommission finanziertes Projekt durchgeführt habe, bei dem die Entwicklung der SolarBrush UAV vorangetrieben und F&E-Aktivitäten auf mehreren internationalen Märkten durchgeführt werden konnte. Details darüber sind bislang nicht zu finden.


Im  August berichtet die Presse von speziellen Roboter-Greifvögeln, die Nico Nijenhuis und seine Firma Clear Flight Solutions aus Enschede in den Niederlanden entwickelt haben, ein Spin-off der Universität Twente.

Robird

Robird

Die flügelschlagenden und mit ihren großen Augen und spitzen Schnäbeln äußerst lebensecht wirkenden Robirds ähneln einem Wanderfalken bzw. einem Weißkopfseeadler, sind aber aus einem leichten und robusten Glasfaser-Nylon-Verbundwerkstoff hergestellt, ferngesteuert und batteriebetrieben.

Der Einsatz der künstlichen Raubvögel aus dem 3D-Drucker soll im Umfeld von Flughäfen, während der Aussaat von Getreide oder auf Mülldeponien erfolgen – also in und um jene Problembereiche, in denen das Vertreiben (natürlicher) Vögel erwünscht ist. Dabei wird der natürliche Fluchtinstinkt der Tiere genutzt, welche Raubvögel insbesondere durch deren Silhouette und Flügelbewegung erkennen.

Das  Wanderfalken-Modell mit einer Körperlänge von bis zu 58 cm und einer Spannweite von 120 cm ist in der der Lage eine Geschwindigkeit von 80 km/h zu erreichen und wurde entwickelt, um eine abschreckende Wirkung auf Vögel mit einem Gewicht von bis zu 3 kg zu haben, während das fast doppelt so lange Adler-Modell mit einer Spannweite von bis zu 220 cm noch einschüchternder wird und so gut wie jede Art von Vogel verjagen kann.

Die Entwicklungen und Tests sollen bis Mitte des Folgejahres weitergeführt werden, wobei auch geplant ist, die Robirds autonomer zu machen. Was erfolgsversprechend zu sein scheint, denn im März 2015 investiert der US-basierte Cottonwood Euro Technology Fund 1,6 Mio. € in Clear Flight Solutions. Was sicherlich gut angelegtes Geld ist, denn der materielle Schaden auf Flughäfen, der jährlich durch Vogelschlag entsteht, soll sich weltweit gerechnet auf mehrere Milliarden Euro aufsummieren.

Bei meiner Recherche stellte ich allerdings fest, daß die Robirds tatsächlich bereits im Jahr 2011 von der ebenfalls niederländischen Firma Green X entwickelt worden waren – und während der UAS 2011 Konferenz in Paris sogar einen Innovationspreis einheimsen konnten.


Wie im Oktober bekannt wird, soll es die bereits erwöhnte vogelähnliche Flatter-Drohne Bionic Bird, die per Smartphone über Bluetooth 4.0 gesteuert werden, bald auch für den Hausgebrauch geben.

Der Luftfahrtingenieur Edwin Van Ruymbeke und sein französisches Unternehmen Xtim bionicworld aus Marseille stellt den Bionic Bird auf der Crowdfunding-Plattform Indiegogo vor und möchte eigentlich nur 25.000 $ einsammeln. Innerhalb eines Monat kommen statt dessen jedoch knapp 155.000 $ zusammen, um den mit neuster Technik ausgestatteten Kunstvogel möglichst schnell in die Produktion zu überführen.

Das Familienunternehmen in 3. Generation hatte  bereits 1969 den Gummiband-betriebenen Flattervogel TIM entwickelt, den inzwischen viele Kinder besitzen, sowie 1999 den ersten Avitron, der ebenfalls als Bionic Bird vermarktet wird (s.d.).

Dank dem Schlagintervall von 18 Flügelschlägen pro Sekunde erreicht der neue, nur 9,2 g leichte Vogel (andere Quellen: 8,35 g) eine recht hohe Geschwindigkeit und eine Flugdistanz von bis zu 1,8 km. Mit einer Ladung des 50 mAh Hybrid-Lithium-Polymer-Akkus kann der aus einem Flüssigkristallpolymer, Kohlefasern und selbstschmierendem Polyacetat bestehende Vogel bis zu acht Minuten am Stück fliegen und sich dabei bis zu 100 m hoch in die Lüfte erheben.

Zum Nachladen des Fliegers wurde sinnigerweise ein Turbo-Charge genanntes Ei entwickelt, das die Aufgabe eines portablen Ladegeräts mit 800 mAh übernimmt und bis zu zehn Akku-Ladungen gewährleistet, wobei die einzelne Ladephase nur 12 Minuten dauert. Auf den Markt kommt der kleine Flieger schließlich für 119 €.

In Zukunft soll auch der Winkel des Schwanzes verändert werden können um die Fluggeschwindigkeit noch besser regulieren und den Flug noch naturgetreuer zu gestalten, außerdem plant man eine HD Kamera sowie eine Lenkung via Motion Control und mit der Hilfe moderner Wearables wie etwa Smartwatches zu integrieren.


Im September bricht ein Team, das sich aus Kadetten der U.S. Air Force rekrutiert, den Guinness-Weltrekord für den höchsten Flug eines Papierfliegers. Dieser wird mit einem großen Heliumballon auf eine Höhe von 29.432 m gehoben und dort – beim Platzen des Ballons – ausgeklinkt. Zwei zuvor durchgeführte Versuche waren gescheitert.

Papierflugzeug des Fox Valley Geschwaders

Papierflugzeug des
Fox Valley Geschwaders

Das traditionell gestaltete Papierflugzeug ist aus Pappe hergestellt, wiegt 424 g, ist 76 cm lang und hat eine Spannweite von 36,8 cm. Ausgestattet ist es mit einem GPS-Tracking-System, Temperatur- und Luftdrucksensoren, einem Flugrechner, Batterien, einem Solar-Panel sowie einer HD-Video-Kamera zur Aufnahme der Flugs.

Nach dem Start in Kankakee, Illinois, landet das Fluggerät knapp 2 Stunden und 7 Minuten später südwestlich von Rochester in Indiana, wobei es eine Entfernung von 132 km zurücklegt.

Sollte Guinness die Daten akzeptieren, übernimmt das Fox Valley Geschwader den Weltrekordtitel von dem in Großbritannien ansässigen PARIS-Team (Paper Aircraft Released Into Space), das im Oktober 2010 in der Nähe von Madrid einen kamerabestückten, Flugzeug-ähnlichen Papierflieger Vulture 1 auf die Höhe von 27.307 m gehievt hatte, welcher auf seinem 90-minütigen Rückflug eine Strecke von 161 km zurückgelegt hatte.

Zwei vorherige Versuche diesen Rekord zu brechen, welche die University of Southern Indiana anstellte, endeten einmal durch das vorzeitige Platzen des Ballons, während beim zweiten mal das Flugzeug Geronimo 2 in einer Höhe von 32.612 m auseinanderfiel.

Zur Abrundung sei noch erwähnt, daß das Pima Air & Space Museum in Tucson, Arizona, bereits im März 2012 das Great Paper Airplane Project aus der Taufe gehoben hatte, bei dem Teilnehmer im Alter von 6 – 14 Jahren mit selbst entworfenen und gefalteten Papierfliegern Weitwurf-Wettbewerbe machen.

Daneben wird aber auch ein gigantischer Flieger aus Wellpappe, der auf dem viel kleineren Modell des 12-jährigen Wettbewerb-Gewinners Arturo Valdenegro basiert, zusammengefaltet und in die Luft gebracht.

Der 45 m lange und rund 350 kg schwere Arturo Desert Eagle hat eine Spannweite von 7,3 m und wird über der Sonora-Wüste von Arizona von einem Sikorsky S58T Hubschrauber auf eine Höhe von rund 824 m gehoben, von wo aus er etwa zehn Sekunden lang mit einer Geschwindigkeit von fast 160 km/h gleitet, bevor die Überbeanspruchung des Hecks seinen Absturz verursacht.


Ein kleineres Modell der schon mehrfach erwähnte solarbetriebene Flugdrohne Zephyr des britischen Rüstungskonzerns QinetiQ, die inzwischen den Namen High-Altitude Long Endurance (HALE) UAV trägt und Teil des Pseudo-Satelliten-Programms HAPS (High Altitude Pseudo-Satellite) von Airbus ist, darf Anfang September mit Genehmigung der Dubai Civil Aviation Authority (DCAA) von Margham aus ihren ersten Zivilflug über dem Golf-Emirat durchführen.

Dabei werden ein Rekord von 18.805 m für den höchsten, sowie ein weiterer Rekord für den längsten Flug von 23 Stunden und 47 Minuten gesetzt – die sich allerdings beide nur auf die Vereinigten Arabischen Emirate beziehen. Obwohl der Test der 34 kg schweren Drohne, die eine Spannweite von 18 m hat, in der Nähe eines der drei verkehrsreichsten Flughäfen der Welt stattfindet, gibt es keine Beeinträchtigung des zivilen Luftverkehrs.

Zu dem für den Testflug verantwortlichen Team gehören auch Ingenieure der Emirates Institution for Advanced Science and Technology (EIAST), das mit der Firma Airbus Defence & Space eine Partnerschaft zur gemeinsamen Entwicklung des HAPS-System hat. Nach Abschluß der zweiten Phase des Programms Ende des Jahres 2016 soll dann die erste Generation der HAPS-Flugzeuge in Betrieb genommen werden.

Tatsächlich wird im Februar 2016 gemeldet, daß das britische Militär kurz davor steht, zwei Drohnen vom Typ Zephyr S zu erwerben, der laut Pressekommentaren „einem Drahtbügel ähnelt, der herausgefunden hat, wie man fliegt“. Deren Spezifikationen werden nun mit einer einer Spannweite von 23 m (andere Quellen: 25 m), einem Gewicht von 55 kg (andere Quellen: 65 kg) und einer Reisegeschwindigkeit von 20 km/h angegeben. Die beiden Drohnen sollen das Vereinigte Königreich 10,5 Mio. £ kosten.

Im Juli gibt Airbus den erfolgreichen Erstflug seiner Zephyr T Drohne mit Zwillingsschwanz bekannt, allerdings nur im Maßstab 1:4 des endg+ltigen Modells, das dann eine Spannweite von 33 m und ein Gewicht inkl. Nutzlast von 136 kg haben wird. Die Nutzlast soll sich bei dieser Version auf 20 kg vervierfachen haben lassen. Und auch die Flugdauer soll nun auf mindestens einen Monat erweitert werden.

Um dies zu erreichen, nimmt sich das Zephyr-Entwicklungsteam Beispiele aus der Natur. Statt der nach oben gewandten Winglets, die bei kommerziellen Flugzeugen inzwischen üblich sind, haben die Drohnen nach unten gerichtete Spitzen, wie ein Bussardflügel. Damit soll bei der recht langsamen Fluggeschwindigkeit ein maximaler Auftrieb gewonnen werden.

eMotionSpheres

eMotion Spheres


Festo wiederum stellt in diesem Jahr 2014 ein Projekt namens eMotion Spheres vor, bei dem sich mehrere Flugobjekte koordiniert in einem abgesteckten Luftraum bewegen. Zu Zusammenstößen kommt es selbst in chaotischen Situationen nicht, da die Kugeln einander selbständig ausweichen.

Jede der acht Kugeln ist mit Helium gefüllt und wird von acht kleinen Elektropropellern angetrieben, die an ihrer Außenhülle angebracht sind. Die Antriebe sind adaptiv und sorgen für den gleichen effizienten Schub in Vorwärts- wie in Rückwärtsrichtung, was bei Flugobjekten ein echtes Novum darstellt.

Die exakte Positionsbestimmung erfolgt mittels Infrarottechnik, indem zehn im Raum installierte Kameras die Kugeln über deren aktive Infrarotmarker erfassen und die Positionsdaten an einen zentralen Leitrechner weiterleiten. Die daraus berechneten Aktionen werden an die Kugeln zurückgesandt und dezentral von ihnen umgesetzt.


Die 1. International Drone Expo (IDE) findet im Dezember 2014 in Los Angeles statt – mit großem Erfolg. Gezeigt werden alle Arten von Drohnen von 20 $ Spielzeug bis hin zu hoch spezialisierten Polizei-Drohnen, die über 100.000 $ kosten. Ein Vortrag des Erfinders der militärischen, tödlichen Predator-Drohne wird durch Proteste gestört.

In der Folgezeit, in der die Messe jährlich zelebriert wird, etabliert sich die Örtlichkeit des Los Angeles Convention Center (2. IDE im Dezember 2015 mit 474 Ausstellern und mehr als 32.000 Besuchern)  im Wechsel mit Chiba in Japan (3. IDE im April 2016). Dies ist allerdings nicht ganz eindeutig – denn auch in Barcelona findet eine im Februar/März 2017 IDE statt. In Los Angeles findet im März 2017 die 4. IDE statt – bereits im Mai 2017 gefolgt von einer weiteren (?) IDE in Chiba (sobald ich das eruiert habe, wird es hier richtiggestellt).


Im Dezember 2014 erscheinen die ersten Berichte über ein Syria Airlift Project, bei dem mit kleineren Transportdrohnen versucht wird, in dem kriegszerrissenen Land Lieferungen von dringend benötigten Gütern durchzuführen.

Etwas ausführlicher ist dann im April 2015 zu erfahren, daß es sich bei dem Hilfsprojekt um die Ideen des ehemaligen Frachtpiloten der U.S. Air Force Mark Jacobsen handelt, der glaubt, humanitäre Drohnen aus der Türkei zu starten, sei die beste Chance, den in Aleppo und anderen Gegenden im Norden Syriens mit Nahrung und Medikamenten Hilfe zu leisten. Mit einer Gruppe von Militärveteranen, Technologen und Politikexperten werden mehrere Starrflügl-UAVs entwickelt.

Das Modell Waliid beispielsweise ist in der Lage, 30 km weit zu fliegen, eine Nutzlast von 1 kg abzuwerfen und dann wieder zur Basis zurückzukehren. Das Team hofft, mit 10 oder 15 dieser Drohnen einen regelmäßigen Strom von Päckchen absenden zu können. Als Beweis für die Machbarkeit des Konzepts waren im März in Kalifornien Übungen durchgeführt und syrische und irakische Familien trainiert worden, die UAVs zu betreiben.

Eine Crowdfunding-Kampagne auf Indiegogo, die nun gestartet wird, erbringt statt der zum Aufbau der Flotte und der Luftbrücke benötigten 50.000 $ jedoch nur 39.331 $. im Juli stürzt eines der Flugzeuge an der Stanford University ab und verursacht ein Buschfeuer, und zudem beklagen die Initiatoren den eklatanten Mangel an politischer Unterstützung – weshalb das ambitionierte Projekt Ende 2015 offiziell aufgelöst wird.

 

Als dritte Gruppe werden nun die Entwicklungen im Bereich der personentragenden elektrischen und solaren Fluggeräte vorgestellt.


Mit meinem Lieblingsprojekt, dem Elektro-Hubschrauber Volocopter von e-Volo, geht es in diesem Jahr kaum weiter, da die Karlsruher Innovatoren noch immer auf die vorläufige Verkehrszulassung warten, um endlich auch außerhalb der Halle bemannt fliegen zu dürfen.

An der Hochschule Karlsruhe, die zu den sechs Konsortiumsmitgliedern gehört, die an der Entwicklung beteiligt sind, absolviert derweil ein Multikopter VC25-A (Iron Bird) – ein 25 kg schweres Modell aus Aluminium mit insgesamt 18 elektrischen Motoren – erfolgreich einen unbemannten Testflug, bei dem es über eine Stunde stabil in der Luft stehen bleibt. Die Energie wird dem Gerät über ein Kabel zugeführt, wobei auch dieser Fesselflug auf dem Gelände der Hochschule nur mit einer Genehmigung des Regierungspräsidiums Karlsruhe durchgeführt werden konnte.

Auf dem Versuchsträger sollen ferner Tests durchgeführt werden, die beispielsweise den Ausfall von Motoren durch Vogelschlag simulieren oder zum Einsatz besonders ausfallsicherer, redundanter Computersysteme für Motorsteuerung und Navigation führen.


Die jungen deutschen Designers Felix Schumacher und Lino Lehner stellen in diesem Jahr den Entwurf eines Service-Helikopters zur Wartung und Instandhaltung von Hochspannungsleitungen des Jahres 2028 vor, in dessen Fokus die ergonomische Zusammenarbeit zwischen dem Piloten und dem Leitungstechniker liegt, da ein Blickkontakt zwischen den beiden extrem wichtig ist.

PLC28 Design

PLC28 Design

Die Gestaltung zielt ferner darauf ab, den PLC28 für alle anfallenden Arbeiten einzusetzen, statt für die verschiedenen Arbeiten verschiedene Hubschrauber zu verwenden, wie bisher. Dadurch ergibt sich die Möglichkeit, verschiedene Arbeiten innerhalb eines Fluges zu kombinieren und beispielsweise eine Reparatur unmittelbar nach Auffinden des Schadens durchzuführen.

Zu den weiteren Arbeiten zählen sowohl die Anbringung als auch die Wartung von Vogelschutzmarkierungen und Flugwarnkugeln, die Reparatur von Blitzschäden und die Trasseninspektion.

Die Verwendung eines fortschrittlichen elektrischen Antriebs vermeidet die Abgas- und verringert die Lärmemission, außerdem lassen sich damit auch die Betriebskosten senken und die Sicherheit erhöhen. Der Einsatz von vier ummantelten Doppelrotoren verhindert, daß die Stromleitung im Falle einer ungewollten Kollision den drehenden Teil des Rotors berührt und ermöglicht eine problemlose Steuerbarkeit auch beim Ausfall mehrerer Rotoren.


Im Januar kursieren in der Presse beeindruckende Grafiken des spanische Industriedesigners Oscar Viñals, mit denen dieser seine Vision vom Flugzeug der Zukunft darstellt.

Das als AWWA Sky Whale bezeichnete Konzept ist für 755 Passagiere ausgelegt, die auf drei Ebenen Platz nehmen sollen, wobei die Passagiere der ersten Klasse im obersten Deck dank einer transparenten Rumpfdecke den Ausblick in den Himmel genießen können.

Damit das 77 m lange und 88 m breite Flugzeug auch von kleineren Flughäfen starten kann, soll es über um 45° schwenkbare Triebwerke verfügen.

Zum Teil soll der Flieger über vier Hybrid-Elektromotoren angetrieben werden, die den Luftstrom beim Flug zur Energiegewinnung nutzen. Hierfür besitzen die aktiven Flügel ein aktives Luftstromkontrollsystem – exzentrische Turbine im Inneren der Flügel in der Nähe des Rumpfes –, das die laminare Luftströmung wie auch Turbulenzen umleiten und gleichzeitig elektrische Energie für die vier übergroßen Hybrid-Turbo/Elektromotoren produzieren kann.

Daneben wird modernste vorhandene Technik mit der Technik der Zukunft vereint, angefangen von speziellen Legierungen, Keramik- und Faserverbundwerkstoffen, über Kohlenstoffnanoröhrchen und Glasfaserkabel, bis hin zu einer selbstheilenden Außenhaut und Virtual-Reality-Fenstern mit steuerbarer Lichtdurchlässigkeit.

Ebenso sollen Mikro-Solarzellen mit hexagonalen Geometrie auf einem Teil der Deckenkonstruktion zur Energieeinspeisung genutzt werden. Im Fall eines Absturzes würden sich zudem die Flügel automatisch vom Rumpf trennen, wodurch das Risiko, daß die Passagierkabinen durch brennende Triebwerke oder Treibstofftanks Feuer fangen, minimiert wird. Im Juni folgt dann noch eine Frachtversion namens AWWA-VA GIGAbay, bei der von supraleitenden Technologien, Brennstoffzellen und Windgeneratoren gesprochen wird.

Da die Entwicklungskosten für den Sky Whale allerdings viele Milliarden Euro betragen würden, ist eine Umsetzung in naher Zukunft kaum vorstellbar.


Im März macht das von dem europäischen Luft- und Raumfahrtkonzern Airbus präsentierte Elektroflugzeug E-Fan seinen Jungfernflug auf dem Flughafen Bordeaux-Mérignac in Frankreich.

Das zweisitzige Flugzeug soll von 2017 an in einem neuen Werk am selbigen Flughafen in Serienproduktion gehen, um unter anderem als Schulungsflugzeug für Nachwuchspiloten, zum Training oder für den Kunstflug eingesetzt zu werden. Airbus zufolge kostet ein einstündiger kommerzieller Flug mit dem E-Fan nur 16 $, im Vergleich zu 55 $ für einen Flug in einem benzinbetriebenen Flugzeug gleicher Größe. Außerdem macht das Elektroflugzeug nur wenig mehr Lärm als ein Haartrockner.

Das Projekt, an dem auch die französische Firma Aero Composite Saintonge (ACS) in Saint-Sulpice-de-Royan beteiligt ist (die u.a. das Kleinstflugzeug CriCri baut, s.o.), wird von der französischen Regierung unterstützt.


Im März erscheinen in den Blogs erstmals Informationen über die im November 2013 gegründete britische Firma 4x4 Aviation aus Rochester, Kent, die zur Entlastung des Straßenverkehrs von Schwertransporten ein Hybrid-VTOL-Transportflugzeug mit Elektroantrieb und neigbaren Impellern vorschlägt, das Standard-Container mit einem Gewicht von bis 30 Tonnen tragen und sich mit nahezu 320 km/h durch die Luft bewegen kann.

VV-Plane Grafik

VV-Plane (Grafik)

Der deutsche Firmengründer Thorsten Reinhardt hatte bereits 2004 die ersten Entwürfe für das vertikal abhebende VV-Plane (Versatile Vehicle) angefertigt, das auch in Entwicklungsländern zum Einsatz kommen könnte, wo oftmals unpassierbare oder gar nicht vorhandene Straßen das Bewegen großer Lasten über Land behindern.

Der Antrieb soll mit einem Hybrid-System erfolgen, bei dem vier Gruppen von jeweils vier elektrisch angetriebenen Impellern von einem Energiespeichersystem versorgt werden, das wiederum mit einem On-Board-Gasmotor/Generator aufgeladen wird. Für die Vorwärtsbewegung werden die Impeller dann in eine horizontale Position gedreht. Daneben entwickelt das Unternehmen auch ein ferngelenktes Modell sowie einen Zwei-Personen-Ultraleicht-Typ.

Eigenen Angaben zufolge hat das Unternehmen selbst bereits 560.000 £ in das Projekt investiert, dazu kommt ein Darlehen in Höhe von 120.000 £ aus dem East Kent Expansion Unterstützungsprogramm des Kent County Council.

Um die Machbarkeit zu belegen läßt 4x4 Aviation im Oktober auf dem Ashford Flughafen in Lydd, Kent, auf dem die Firma ansässig ist, ein Modell mit einer Spannweite von 1 m fliegen, das eine Nutzlast vom 5 kg tragen kann. Weitere Neuigkeiten gibt es bislang nicht.

Ähnliche Konzepte gibt es schon zuhauf – bislang allerdings nur in Verbindung mit konventionellen Verbrennungsmotor-Antrieben, weshalb sie hier auch nicht aufgeführt werden. Nur als Beispiel seit das ARES cargo UAV genannt (Aerial Reconfigurable Embedded System), das im Rahmen des 2009 gestarteten Transformer (TX) Programm der DARPA entwickelt wird – für militärische Zwecke.

Skylys Grafik

Skylys (Grafik)


Nicht erfolgreich ist die Crowdfunding-Aktion bei Indiegogo, die das französische Start-up-Unternehmen Mix Aerospace mit Sitz in Silicon Valley im April startet. Die Firma will hierbei 2,25 Mio. € einsammeln, um ein fliegendes Auto zu entwickeln, das bereits 2018 in Produktion gehen soll.

Das Skylys genannte innovative Fahrzeug, halb Auto halb Hubschrauber, dessen drei Propeller von Elektromotoren angetrieben werden, soll zunächst vor allem bei der Polizei und den Rettungskräften zum Einsatz kommen. Spätere Grafiken zeigen ein reines Flugobjekt.

Nichts desto trotz ist die Enttäuschung vermutlich groß, als sich nur fünf Personen mit zusammen 390 € beteiligen und das Projekt daraufhin abgebrochen werden muß.


Auf der diesjährigen AERO im April in Friedrichshafen präsentiert die Firma PC-Aero GmbH mit ihrem Partner Elektra UAS GmbH zwei neue Flugzeuge: Das Solar-Flugzeug Elektra One UAS mit einer maximalen Reichweite von über 1.000 km, das eine Weiterentwicklung der Elektra One Solar darstellt und als Prototyp den Namen SolarWorld eOne trug (s. 2013), sowie das Modell SolarStratos, das für Stratosphärenflüge bis 24 km Höhe eingesetzt werden soll.

Bei der Elektra One UAS ist die Spannweite im Vergleich zum Vorgängermodell von elf auf 13 Meter (optional 15 m) erhöht und das Gewicht auf 90 kg (inklusive Solarzellen und Motoren, aber ohne Batterien) reduziert worden. Mitsamt der Basisbatterie wiegt der Flieger weniger als 130 kg. Die hoch effizienten Solarzellen mit einem Wirkungsgrad über 24 % auf einer Fläche von 10 qm können bis 2,4 kW in den Batterien speichern – wobei das Flugzeug für die Reise weniger als 2 kW benötigt.

Besonders sicher ist das Solar-Flugzeug durch sein redundantes Antriebssystem, das aus einem doppelten Elektromotor besteht. Selbst wenn ein Motor ausfällt, kann es immer noch steigen.

Von dem Modell SolarStratos, das der Rekordpilot Raphael Domjan für seine Stratosphärenflüge bis 24 km Höhe benutzen wird, zeigt PC-Aero bislang allerdings nur ein Design im Maßstab 1:5. Die Spezifikationen des Fliegers lauten: Spannweite 20 m, PV-Fläche 20 m2,  Gesamtgewicht 350 kg, 35 kW Elektromotor, 20 kWh Batterie (80 kg), Reichweite 24 Stunden.

Der Erstflug soll 2015 stattfinden, gefolgt von dem ersten stratosphärischen Flug 2017. Ab dem Jahr 2018 will man dann stratosphärische Flüge zu einem Preis von 50.000 € anbieten, wofür ein Flugzeug mit zehn Sitzplätzen eingesetzt werden soll. Über die tatsächlichen weiteren Schritte berichte ich in der Übersicht von 2016.


Im Juli erfolgt der Erstflug des AEAC Sun Flyer (oder E1) der Firma Aero Electric Aircraft Corp. (AEAC), die im Februar dieses Jahres gemeinsam von der PC-Aero und dem US-Unternehmen Bye Aerospace gegründet worden war.

Das kleine zweisitzige Solarflugzeug basiert ebenfalls auf der Elektra One und wurde in nur wenigen Monaten gezielt für Freizeit- und Ausbildungszwecke entwickelt. Es soll die Kosten für die Nutzung dramatisch reduzieren, von 50 - 75 $ pro Stunde bei konventionellen Flugzeugen auf nur 5 - 10 $.

Unter Vorwegnahme der Jahreschronologie: Im Januar 2015 unterzeichnet das Spartan College of Aeronautics and Technology in Tulsa, Oklamhoma, der Kaufvertrag für die ersten 20 vollelektrischen Sun Flyer zum Einsatz als Schulflugzeuge.


Der Motorsegler Sunseeker Duo, der im Vorjahr auf der Aero Friedrichshafen gezeigt worden war, macht im April seinen ersten Flug mit Passagier.

An Bord sind das Entwicklerteam Eric Raymond und seine Frau Irena. Besonders begeistert äußern sie sich über die Ruhe an Bord, wo man kein Headset benötigt und normal miteinander sprechen kann, auch wenn der Motor mit voller Leistung läuft.

Einmal in der Luft, kann das Flugzeug ausschließlich mit Solarkraft fliegen und zwei Personen für die Dauer von 12 Stunden oder mehr transportieren.

Die Raymonds planen im Folgemonat einen 160 km weiten Trip zu einem benachbarten Flughafen, um die Langstrecken-Fähigkeiten des Duo als Teil der anhaltenden Flugtests zu erkunden.

Fly Citycopter Grafik

Fly Citycopter (Grafik)


Den interessanten Entwurf eines elektrisch betriebenen Kleinhubschraubers, der auch noch Solarenergie absorbieren soll, stellt der Designer Eduardo Galvani im April vor.

Das Steampunk-Fluggerät, das einige Kommentatoren an das in Deutschland bekannte Kinderbuch Robbi, Tobbi und das Fliewatüüt aus dem Jahre 1967 erinnert, während in den USA darin eher eine Reminiszenz an den Familienflugwagen der Jetsons gesehen wird, trägt den pragmatischen Namen Fly Citycopter, hat die Maße 6,34 x 5,20 x 5,49 m und soll 1.110 kg wiegen.

Die Batterie soll für bis zu 150 Flugminuten sowie 190 km/h Höchstgeschwindigkeit reichen, während im Notfall ein integrierter Fallschirm die zwei Passagiere retten soll.


Im August berichtet die Presse, daß am Langley Research Center der NASA in Hampton, Virginia, ein Hybrid-Elektroflugzeug namens GL-10 Greased Lightning erprobt wird – bislang allerdings nur als Modell mit einer Spannweite von 3 m und einem Gewicht von rund 28 kg. Die im Fesselflug getestete, ausschließlich batteriebetriebene Version besitzt acht Elektromotoren auf den Flügeln sowie zwei auf dem Höhenleitwerk.

Bei dem als Kipprotor ausgelegten Fluggerät werden nicht die Triebwerksgondeln alleine geschwenkt, sondern die komplette Tragfläche sowie das Höhenleitwerk. Die NASA will damit untersuchen, ob das Konzept eines vielmotorigen Elektro-Kipprotorflugzeugs auch als Verkehrsflugzeug verwirklicht werden kann. Die ersten Freiflugversuche will man bis Ende des Jahres durchführen.

NASA-Design Grafik

NASA-Design (Grafik)

Nachdem auch eine Version im Maßstab 1:2 und einer Spannweite von 6,1 m gebaut und getestet worden ist, ist für die Zukunft eine doppelt so große dieselelektrische Version geplant, deren Li-Io-Akkus von zwei 6 kW (8 PS) Dieselmotoren aufgeladen werden sollen. Dabei soll das Flugzeug während Missionen von bis zu 24 Stunden Flugzeit mehrere senkrechte Starts und Landungen absolvieren.

Im November folgen Berichte über weitere Versuche NASA mit der Technologie des verteilten Elektroantriebs (Distributed Electric Propulsion, DEP), an denen sich auch die Firmen Empirical Systems Aerospace (ESAero) und Joby Aviation beteiligen. Die DEP-Technologie bedeutet den Einsatz vieler sehr kompakter, sehr redundanter, hocheffizienter, elektrisch angetriebener Propeller zum Antrieb von Flugzeugen.

Die Partner erwarten, innerhalb von drei Jahren ein Fahrzeug bereitstellen zu können, um erste bemannte Testflüge mit einem DEP-Fluggerät durchführen zu können – das in fünf bis sieben Jahren für einen Preis von 50.000 $ vermarktet werden soll. Daneben arbeitet die NASA mit der Federal Aviation Administration (FAA) zusammen, um die Elektroantrieb-Technologie im Rahmen einer neuen, beschleunigten ,Konsens-Norm’ zu zertifizieren.

Im April 2015 wird ein Video der Freiflug-Testflüge des 3-m-Modells bei Fort A. P. Hill in Virginia veröffentlicht, auf denen der erfolgreiche Wechsel zwischen vertikalem und horizontalem Flug zu sehen ist. Weiter scheint das Projekt aber noch nicht gediehen zu sein.


Im September 2014 kann die neu gegründete britische Firma Malloy Aeronautics von Chris Malloy in Berkshire ihre Kickstarter-Kampagne erfolgreich abschließen, mit der sie 64.089 £ für die Entwicklung eines Hoverbikes einsammelt, eine Art Motorrad-Helikopter, dessen erster Prototyp mit zwei Propellern im Jahr 2011 allerdings von einem Verbrennungsmotor angetrieben wurde.

In einem Video wird nun der Testflug des neuesten Prototypen mit vier Rotoren und im Maßstab 1:3 gezeigt, auf dem bislang allerdings nur eine sehr leichte, 3D-gedruckte Puppe sitzt. Das elektrisch betriebene Hoverbike-Modell ist 1,15 m lang und wiegt 2,2 kg. Das Maximalgwicht wird mit 4,7 kg angegeben. Als kleine Drone 3 wird diese Version bald darauf für 1.050 £ angeboten – und auch schon mal mit einer Figur der Imperial Stormtroopers bestückt.

Langfristiges Ziel ist jedoch ein Hoverbike zum Transport einer Person, das zum Preis von etwa 42.000 € auf den Markt kommen könnte. Es soll theoretisch eine Höhe von 3.000 m erreichen und 45 Minuten am Stück fliegen können. Für den Fall der Fälle wird dem Piloten das Tragen eines Fallschirms empfohlen.

An einem marktfähigen – doch bislang nur Brennstoff-betriebenen – Propellermotorrad für zwei Personen arbeitet übrigens auch die Firma Aero-X in Manhattan Beach, Kalifornien, die damit im Jahr 2017 in Produktion gehen will. Hier soll der Verkaufspreis 85.000 $ betragen.

WATTsUP

WATTsUP


Im August stellt der slowenische Flugzeughersteller Pipistrel auf der UL-Messe Salon ULM de Blois in Frankreich ein neues elektrisches Flugzeug namens WATTsUP (oder ALPHA ELECTRO) vor, dessen Antrieb von Siemens entwickelt wurde.

Der Zweisitzer ist auf die Bedürfnisse von Flugschulen zugeschnitten, besitzt einen nur 14 kg schweren 85 kW Motor und Batterien, die 17 kWh fassen, sich schnell austauschen und in weniger als einer Stunde wieder aufladen lassen. Die Flugdauer beträgt damit eine Stunde zuzüglich einer Reserve von 30 Minuten. Beim Landeanflug wird über den Propeller Energie zurückgewonnen, wobei der dabei entstehende Widerstand zugleich die Landestrecke verkürzt.

Die französische Zulassung ist bereits erteilt. In Serie gehen soll der Trainer im nächsten Jahr, um dann für weniger als 100.000 € auf den Markt zu kommen.


Im Oktober füllen sich die Fachblogs mit Berichten über die US-Firma Krossblade Aerospace Systems LLC in Phoenix, Arizona, die an einem fliegenden Auto arbeitet, das sich zunächst in einen Quadcopter transformiert um abzuheben und eine gewisse Höhe zu erreichen, und sich im Anschluß daran zu einem Privatjet verwandelt.

Im Normalflug mit bis zu 505 km/h wird das für fünf Personen gedachte elektrische Hybridflugzeug SkyCruiser von zwei 150 PS starken Elektromotoren am Heck angetrieben, während beim Start und bei der Landung spezielle Helikopter-Arme aus dem Rumpf ausgefahren werden, die mit vier 80 PS Elektromotoren bestückt sind. Weitere vier 10 PS Rotoren sorgen für die Stabilität bei Seitenwind.

Versorgt werden die Elektromotoren von einem Verbrennungsmotor mit einem 360 PS starken Generator, der für die Speisung der 12 kW Batterie des Fluggeräts sorgt. Bei einer Reichweite von 1.620 km kann eine Nutzlast bis 455 kg befördert werden.

Für die Straße lassen sich die Flügel von 9,5 m Spannweite nach hinten einklappen, worauf Radnabenmotoren das 8,4 m lange Gefährt antreiben und eine Spitzengeschwindigkeit von 112 km/h erreichbar machen.

Bis der SkyCruiser Realität wird, nutzt das Team die Zeit, um den Prototyp in Form einer kleinen Drohne mit dem großen Namen SkyProwler Multi-Mission VTOL Transformer Drone durch ein Kickstarter-Projekt zu realisieren, deren Preise zwischen 899 $ und 1.399 $ liegen sollen.

SkyProwler

SkyProwler

Tatsächlich wird im Februar 2015 eine entsprechende Kampagne gestartet, die Krossblade aber schon im März, ohne genaue Gründe zu nennen, wieder einstellt  – und dies, obwohl das Finanzierungsziel von 100.000 $ um mehr als das Zweieinhalbfache übertroffen worden ist.

An dem SkyProwler entwickelt die Firma seit fast zwei Jahren. Mit dem Prototyp V0 kann schon 2013 der Übergang vom VTOL- zum geflügelten Flug erreicht werden, und Anfang 2014 wird mit dem Prototyp V1 auch der Switchblade-Mechanismus erfolgreich getestet. Das Einfalten der Rotoren, Motoren und Arme gestattet eine weit höhere Geschwindigkeit (+ 30 %) und viel mehr Reichweite (+ 50 %) als beim Vorläufer V0.

Darüber hinaus macht es den Hybridflieger, dessen Nase austauschbare Zapfen besitzt, die es ermöglichen, eine Drittanbieter-Kamera zu tragen, ebenso glatt und manövrierfähig wie Starrflügel-Flugzeuge, wodurch er eine Höchstgeschwindigkeit von 134 km/h erreicht. Die Flugzeiten reichen von 24 Minuten in der Quadrokopter-Konfiguration bis zu 40 Minuten als Flugzeug.

Im Mai sollte daraufhin eigentlich eine zweite Runde folgen, bei der Krossblade 200.000 $ einnehmen will – doch davon ist später nichts zu finden. Dem Stand von Ende 2016 nach wird die Drohne zwischenzeitlich aber angeboten – je nach Ausstattung zu Preisen von 2.599 $ oder 3.299 $. Für zusätzliche 89 $ gibt es ein automatisches Frachttürmodul für die Bodenplatte, mit dem eine Zuladung von bis zu 500 g während des Fluges abgeworfen werden kann.


Im November gibt die in Kalifornien ansässige und schon mehrfach erwähnte Firma Solar Flight Corp. von Eric Raymond erste Details über ihr bereits viertes Solarflugzeug bekannt (siehe unter Sunseeker 1989 bzw. Duo 2012).

Sunstar Grafik

Sunstar (Grafik)

Das neue Solarflieger-Konzept Sunstar ist in erster Linie als unbemannte Telekommunikations-Plattform entworfen worden, die für Monate in der Luft bleiben kann – und auch atmosphärischer Satellit genannt wird. Es gibt aber auch die Option einer Version mit menschlichem Piloten. Dabei bietet das Flugzeug eine Drei-Motor-Konfiguration. Die vorne montierten Motoren und Propeller sind für den Start, den Aufstieg und den Flug in niedriger Höhe optimiert.

Erreicht das Flugzeug seine Zielhöhe, werden die vorderen Motoren ausgeschaltet und ihre Propeller eingefaltet und aus dem Luftstrom genommen, während ein einzelner zentral angebrachter Motor und dessen Propeller mit großem Durchmesser für den Vorwärtsschub sorgt. Neben der Montage einer neuen Art von Solarzellen auf den nach oben gerichteten Oberflächen erhalten auch die Seiten des neuen Fliegers etwas Aufmerksamkeit, um Strahlen von niedrigen Sonnenständen zu ernten. Dazu sorgt eine spezielle Laminierung für eine glatte Außenhaut.

Für das Sunstar-Design haben die Designer einen modularen Ansatz gewählt, mit einer auswechselbaren zentralen Gondel für Instrumente oder eine unter Druck stehende Kabine für den Piloten. Entsprechend den Anforderungen der Mission können auch Abschnitte der Flügel hinzugefügt oder entfernt werden. Die geplanten Testflüge sollen mit einem Piloten an Bord und Fly-by-Wire-Steuerung erfolgen. Das Team erwartet, daß die erste Sunstar innerhalb von zwei Jahren am Himmel zu sehen sein wird.


Ebenfalls im November wird auf der 10. International Chinese Aviation and Space conference (Zhuhai Airshow China) in Zhuhai, Provinz Guangdong, der Demonstrator RX1E präsentiert, ein zweisitziges Elektroflugzeug, das von der Liaoning General Aviation Academy an der Universität Shenyang und in Partnerschaft mit der Firma Rui Xiang entwickelte worden ist.

Bei einem Startgewicht von bis zu 480 kg erreicht der aus Kohlefaser-Verbundmaterial hergestellte Flieger eine maximale Geschwindigkeit von 150 km/h (andere Quellen: 159 km/h), wobei das 10 kWh Lithium-Akku-Pack eine Reichweite von 230 km oder 90 Minuten erlaubt. Der anschließende Ladevorgang soll nur 40 Minuten dauern.

Nach der Ende des Jahres 2014 erwarteten Zertifizierung will das Unternehmen die Produktion im folgenden Jahr aufnehmen. Angestrebt sind 100 Einheiten pro Jahr über drei Jahre, wobei als Verkaufspreis umgerechnet rund 130.000 € genannt werden. In Europa wird die RX1E, die sich für industrielle und landwirtschaftliche Nutzung, Unterhaltung und Lehrzwecke eignet, zum ersten Mal im April 2015 auf der Aero gezeigt.


Im gleichen Monat November wird in den Fachblogs über das Konzept eines sechssitzigen Flugzeugs für den Geschäftsreise- und Taxiflugverkehr berichtet, an dem das junge britische Unternehmen Faradair Aerospace gemeinsam mit der Technischen Universität Cranfield als Entwicklungspartner arbeitet.

Faradair BEHA Grafik

Faradair BEHA (Grafik)

Das aus glasfaserverstärkten Kompositwerkstoffen gefertigte Hybridflugzeug Faradair BEHA (Bio-Electric-Hybrid-Aircraft) ist ein Dreidecker, der mit Solarzellen auf den Tragflächen, auf dem Oberteil des Rumpfes und auf dem Leitwerk, einer Windturbine im Heck, zwei Elektromotoren von jeweils 450 kW sowie einem Bio-Dieselmotor bestückt ist, eine Höchstgeschwindigkeit von 320 km/h erreicht und eine Reichweite von 1.850 km besitzt.

In die Lüfte erhebt sich der lärmarme Flieger mit seinen Elektromotoren, womit er auch nicht etwaigen Nachtstart- oder Landeverboten unterläge. Dann übernimmt der Dieselmotor, während die Solarzellen und die Windturbine die Akkus wieder aufladen.

Während Faradair Aerospace den Erstflug bereits im kommenden Jahr plant, um dann 2020 mit dem Flugzeug zu einem Stückpreis von etwa 1 Mio. $ auf den Markt zu kommen, zielt das Unternehmen längerfristig auf ein größeres Flugzeug gleicher Bauart ab, das 20 Passagiere befördern könnte und damit auch für den Regionalluftverkehr geeignet wäre.

Doch obwohl das Finanzierungsziel eines entsprechenden Kickstarter-Projekts mit 20.000 £ äußerst bescheiden festgelegt wird, kommen nur 1.623 £ zusammen – womit die Angelegenheit für’s erste wieder vom Tisch ist.


Im Dezember folgt die Präsentation eines schon realisierten Hybridflugzeugs, das auf ein gemeinsames Team der britischen University of Cambridge um Paul Robertson und der US-Firma Boeing zurückgeht.

Bei dem Versuchsflieger handelt es sich um einen handelsüblichen Einsitzer, dessen 4-Takt Honda-Benzinmotor mit einem Elektromotor gekoppelt wurde, der wiederum von gewichtsreduzierten Lithium-Polymer-Batterien versorgt wird. Während des Startvorgangs werden beide Motoren parallel geschaltet. Im normalen Flug kann der Elektromotor dann als Generator genutzt werden und die 16 Batterien, welche in den Flügeln verbaut sind, wieder aufladen.

Gegenüber dem Serienmodell des Ultraleichtfliegers können so bis zu 30 % Treibstoff eingespart werden. Der Prototyp wird auf dem Sywell Aerodrome nahe Northhampton getestet und absolviert Flüge bis in ca. 450 m Höhe.

 

Wie schon im Vorjahr erfolgt nun die abschließende Kurzübersicht über die Geschehnisse in Zusammenhang mit dem Solarflieger Solar Impulse, dessen neues und größeres Modell Solar Impulse 2 (SI2, offiziell: HB-SIB) im April 2014 in Payerne offiziell präsentiert wird.

Solar Impulse 2

Solar Impulse 2

Das Kohlefaser-Flugzeug hat eine Spannweite von 72 m und wiegt rund 2.300 kg. Die 17.248 einkristallinen Silizium-Solarzellen mit einem Wirkungsgrad von 23 % bedecken 269,5 m2 der Flügel und versorgen vier 17,4 PS Elektromotoren. Bei Tag laden sie das 633 kg schwere 164 kWh Lithium-Polymer-Akkupack, um Nachtflüge zu ermöglichen.

Im Vergleich zum Prototypen haben die Entwickler das Cockpit vergrößert, damit der Pilot sich während des Nonstop-Fluges über vier bis sechs Tage ganz ausgestreckt hinlegen kann. Außerdem wird die Nutzlast erhöht, eine Toilette eingebaut und die Elektrik wasserdicht gemacht, so daß auch bei Regen geflogen werden kann. Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Köln untersucht zudem in einem rund zweiwöchigen Standschwingungsversuch das Strukturverhalten des Solar-Flugzeugs.

Der Start des Weltumrundungsflugs mit mehreren Zwischenstopps ist für März 2015 in der Golfregion geplant. Um Energie zu sparen bzw. zwischenzuspeichern, soll das Flugzeug während des Tages auf 8.500 m steigen – um dann in der Nacht wieder auf eine Flughöhe von 1.500 m abzusinken.

Das Projekt wird medienmäßig äußerst intensiv gefördert – und es gibt eine schier unendliche Zahl von Video-Clips über alle entscheidenden Phasen. So auch von dem Anfang Juni absolvierten ersten Testflug von zwei Stunden und 17 Minuten, bei dem der neue Solarflieger mit einer mittleren Geschwindigkeit von 55,6 km/h auf eine Maximalhöhe von 1.670 m steigt.

Im September erfolgt die Bekanntgabe des Ausgangs- und Zielpunkts der geplanten, etwa 35.000 km langen Weltumrundung, die im Laufe von mehr als 5 Monaten von Anfang März bis Ende Juli des Folgejahres stattfinden soll: Es ist Abu Dhabi, die Hauptstadt der Vereinigten Arabischen Emirate, wo Masdar als Gastgeber des Teams fungiert.

Es ist geplant, die SI2 gegen Ende des Jahres mit dem Frachtflugzeug nach Abu Dhabi zu transportieren, um sie während des dortigen World Future Energy Summit im Januar 2015 vorzustellen. Anschließend sollen vor dem Start des ersten Solarflugs um die Welt noch diverse Prüfungen und Trainings veranstaltet werden.


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