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Senkrechtstart: Drohnen-Konzepte mit Schwenkflügeln

In Gegenden ohne geeignete Startbahnen muss ein Flugzeug vom Fleck weg in die Luft gehen können. Was Hubschrauber und Multikopter aus Prinzip beherrschen, funktioniert mit ein paar Tricks auch bei Flächenfliegern.

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(Bild: NASA)

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In der Wirbelschleppe des Multicopter-Booms bekommt eine Senkrechtstarterkonzeption für Flugobjekte erneut Aufwind, die in den 50er und 60er Jahren des 20. Jahrhunderts die Luftfahrttechniker faszinierte: Die eher wie konventionelle Flugzeuge ausgelegten Maschinen schwenken ihre Triebwerke (manchmal auch die Tragflächen gleich mit) in eine senkrechte Position und heben dann ab wie ein moderner Quadrocopter. Ist so ein Gerät erst einmal in der Luft und hat es ausreichend Höhe gewonnen, schwenkt es Trag- und Triebwerk wieder in die Horizontale und fliegt als konventionelle Maschine davon. Das Schlagwort dafür heißt seit Jahrzehnten VTOL (Vertical Take-Off and Landing), das Konzept wurde aber in der bemannten Luftfahrt nur bei einigen Mustern umgesetzt, etwa bei der Bell-Boeing V-22 Osprey, oder in der militärischen Luftfahrt beim Harrier Jump Jet.

Die vielen Quadrocopter am Modellflughimmel haben aber offenbar den Weg geebnet für eine Renaissance der senkrecht gestellten Triebwerke. So kann man seit einiger Zeit einen solchen Schwenkflügel-Senkrechtstarter zum Beispiel bei Graupner unter dem Namen X44 schon als fertiges Modell kaufen – startet wie ein Copter, fliegt wie eine viermotorige Propellermaschine.

Eine Nummer größer belebt die NASA das Konzept neu: Ihr am Langley Research Center entwickelter Prototyp namens Greased Lightning (oder seriös: GL-10) verfügt gleich über zehn Motoren samt Luftschrauben: jeweils vier an den Tragflächen und zwei am Höhenleitwerk, das die Schwenkbewegung ebenfalls mitmacht. Das Gerät hat eine Spannweite von rund drei Metern und wiegt fast 30 Kilogramm. Wie so viele billige Multicopter verfügt auch der "Geölte Blitz" über eine Bordkamera. In diesem Fall handelt es sich aber um eine 360-Grad-Kamera, sodass sich der Blick im laufenden Video beliebig umherschweifen lässt. Tipp: Wer eine Virtual-Reality-Pappbrille wie die Google Cardboard und ein passendes Smartphone hat, sollte sich das Video damit anschauen ... nur selbst mitfliegen ist immersiver.

Deutlich ist zu erkennen, dass die GL-10 ihre Tragfläche nicht aprupt in die Horizontale dreht, sondern diese Transformation weich erfolgt. Außerdem fällt die verzerrte Darstellung der Luftschraubenblätter auf, die auf den sogenannten Rolling-Shutter-Effekt zurückzuführen ist.

Die Kollegen von der US-Make sind auch noch auf den Protoypen eines umbemannten Senkrechtstarters gestoßen, der sich gleich den ganzen Kippmechanismus spart und einfach senkrecht am den beiden Propellern "hängend" ins Blaue steigt. Möglich macht das die Kombination aus den seit ein paar Jahren erhältlichen, leistungsfähigen Elektromotoren, den zunehmend leichteren Akkus und dem konsequenten Leichtbau der Zelle. In normaler Fluglage soll die Maschine namens MantaRay bis zu 50 Meilen pro Stunde schnell sein – immerhin 80 Kilometer pro Stunde. Leider zeigt das Video nicht den Übergang zwischen dem senkrechten Start und dem horizontalen Streckenflug:

Gelandet wird dann konventionell, eine Wiese oder eine sonstige ebene Fläche mit nicht zu hartem Boden muss also schon vorhanden sein.

Das Konzept für diesen leichten Flieger aus geschäumtem Kunststoff entstand offenbar parallel zum Projekt RhinoHawk. Mit diesem will sich eine Gruppe aus dem Makerspace Nova Labs im US-Bundesstaat Virginia der Aufgabe annehmen, durch unbemannte Luftüberwachung Wilderern das Handwerk zu legen, die es zum Beispiel auf die geschützten Nashörner in Nationalparks abgesehen haben. Die Bauanleitung für den MantaRay soll zwar irgendwann einmal veröffentlicht werden, aber die Gruppe namens Open Aeris hat derzeit offenbar noch zu viel anderes zu tun. (pek)