Der Drohnen-Boom hält an: Ungewöhnliche Projekte wie der h-aero oder der Wingcopter gehen über das klassische Prinzip hinaus – Stuttgarter Forscher erzielen damit erstaunliche Ergebnisse.
Stuttgart - Csaba Singer wird dieses Telefonat nicht mehr vergessen: Der Leiter des Lunar and Planetary Institute in Houston, in unmittelbarer Nähe des NASA Hauptquartiers, wollte den promovierten Luft- und Raumfahrtingenieur sprechen. Die US-amerikanische Raumfahrtbehörde interessierte sich für eine Entwicklung, an der er aktuell forscht: h-aero, eine Kombination aus Ballon, Flugzeug und Hubschrauber. Damit, so Singer, sei es möglich, beispielsweise auf dem Mars ausgedehnte Erkundungsflüge durchzuführen. So ließen sich dort mit leichten Gasen und wenig Energieaufwand große Distanzen zurücklegen, um etwa unzugängliche Gebiete zu erforschen.
Optisch ist der h-aero ein elliptisch geformter Ballon, der mit Helium gefüllt ist, welches unbrennbar und ungefährlich ist und dem Hybridflugzeug einen natürlichen Auftrieb gibt. „Das ist Fliegen mit erneuerbaren Energien“, sagt Singer, und betont, dass der h-aero durch Einsatz von Solar- und Windenergie deutlich längere Flugzeiten und höhere Traglasten ermöglicht als herkömmliche Drohnen. „Der Prototyp kann jetzt schon drei Kilogramm bis zu fünf Stunden lang tragen“, erklärt er. Mehr noch: Mit Hilfe von Rotoren, die sich am Ende der seitlich am Ballon befestigten Tragflächen befinden, kann der h-aero gesteuert werden und sich beinahe lautlos in maximal vier Kilometern Höhe bewegen.
Die Rotoren erlauben zudem das senkrechte Starten und Landen des Gefährts. Die Propeller werden von Elektromotoren angetrieben, die ihre Energie aus Solarzellen beziehen können. Darüber hinaus haben die Flügel die Form von Segeln, um Wind besser ausnutzen zu können. Nachts kommt die Energie aus Batteriepacks.
Das Potenzial von Singers Hybrid-Flugzeug wurde auch bei dem im Juni in Berlin vergebenen Innovationspreis der Deutschen Luftfahrt erkannt. In der Kategorie „Emissionsreduktion“ kam das Projekt unter die Finalisten. Zwar konnte h-aero schließlich nicht gewinnen, aber seine Zukunft scheint mit Anrufen wie dem von der NASA bereits gesichert. Viel Energie hat Csaba Singer in die Entwicklung investiert. Zur Markteinführung gründete er die Hybrid Airplane GmbH in Baden-Baden, ein Start-up, das aus einer Ausgründung der Universität Stuttgart hervorgegangen ist. Im vergangenen Jahr baute Singer mit Förderung des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie den ersten Prototypen, im März dieses Jahres wurde der erste serienreife h-aero auf der Computermesse Cebit vorgestellt.
Der Ingenieur Singer hat vielfältige Ideen, wie h-aero künftig eingesetzt werden könnte – etwa in Form größerer Modelle, die monatelang in der Luft bleiben und Kommunikationsnetze in Katastrophengebieten oder Großstädten sichern. „Dadurch wären viele Funkmasten nicht mehr notwendig“, erklärt er. Möglich seien auch Einsätze als Wetterballon, als luftgestützter Bodenschatzdetektor, als Schadstoffdetektor in Großmetropolen, als Unterstützung der Polizei, als Minensucher oder zur Ermittlung von Tierbeständen. Mehr noch: „Wir planen, in den nächsten drei bis fünf Jahren Personen befördern zu können“, so Singer.
Ein weiteres Argument für h-aero liegt in dessen hoher Sicherheit. „Kommt es zu technischen Problemen, schwebt der h-aero langsam fallschirmartig zu Boden“, erklärt Singer. „Zurzeit verfolgen wir das Ziel, bei guten Flugbedingungen künftig auch in Deutschland abgesichert über Veranstaltungen oder Staus fliegen zu dürfen“, fährt er fort. Das ist bisher für schwere Multikopter und Drohnen wegen ihres Absturzrisikos verboten.
Nicht umsonst gilt seit dem 1. Oktober nun eine Drohnen-Führerscheinfpflicht, wenn die Drohne, die man aufsteigen lassen möchte, schwerer als zwei Kilogramm ist. Der Nachweis erfolgt durch eine gültige Pilotenlizenz, eine Bescheinigung nach Prüfung durch eine vom Luftfahrt-Bundesamt anerkannte Stelle, das Mindestalter für den Piloten beträgt 16 Jahre. Rund 400 000 Drohnen werden derzeit nach Schätzung der Deutschen Flugsicherung privat und gewerblich in Deutschland betrieben. Es wird davon ausgegangen, dass sich ihre Zahl bis 2020 verdreifacht – Konfliktsituationen sind programmiert.
Vor allem, weil der h-aero mehr an einem Ballon und weniger an eine klassische Drohne erinnert, hofft man bei dem Unternehmen indes auf eine hohe Akzeptanz. Dass das Konzept tatsächlich funktioniert, zeigte sich unlängst auch in Berlin bei den sogenannten Dronemasters, einer Messe, bei der die verschiedensten Konzepte mit- und gegeneinander flogen. Dort ließ das Baden-Badener Unternehmen sein Einstiegsmodell h-aero zero aufsteigen. Nahezu geräuschlos ließ dort der Geschäftsführer des Unternehmens, Christian Schultze, den Prototypen fliegen.
Langsam, aber jederzeit kontrollierbar, bewegte sich das Fluggefährt durch eine Halle der Trabrennbahn Karlshorst. Wenige Impulse der Fernsteuerung reichten aus, um die Drohne in jede nur gewünschte Richtung zu lenken. Doch nicht nur Daten- oder Videoübertragung sind mit dem h-aero zero möglich, wie Schulze versichert: „Auch als fliegender Werbeträger könnte die ungewöhnliche Drohne eingesetzt werden – jederzeit steuerbar mit wechselnden Werbebotschaften und in verschiedenen Höhen, auch direkt über den Köpfen der Zuschauer.“
Projekt Am Thema Drohne wird aktuell viel geforscht. Ein ähnliches und doch ganz anderes Projekt kommt aus Darmstadt: der von dem Maschinenbauer Jonathan Hesselbarth und dem Medienmager Tom Plümmer entwickelte Wingcopter. Diese Drohne vereint die Vorteile eines Multicopters mit den Vorteilen eines Flächenflüglers.
Flexibel Der Wingcopter zeichnet sich durch die Fähigkeit aus, flexibel zwischen Schwebe- und Vorwärtsflug wechseln zu können. Dafür sitzen die Rotoren im Schwebeflug in einer Ebene vor und hinter der Tragfläche und schwenken beim Moduswechsel in ihre Positionen ober- und unterhalb der Tragflächen. Fünf Jahre hat Hesselbarth an dem patentierten System getüftelt.
