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Wasserflugdrohne für den Dauerbetrieb

Um ihre Drohne unabhängig zu machen, haben Forscher sie so konstruiert, dass sie selbstständig landen und abheben kann.

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(Bild: Université de Sherbrooke)

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Wissenschaftler der kanadischen University of Sherbrooke haben auf der Konferenz ICRA in Singapur ein Konzept vorgestellt, dass einer Minidrohne einen autonomen Dauerbetrieb erlaubt. Entscheidend dafür ist die Fähigkeit, auf Wasseroberflächen zu landen und zu starten.

Wenn es um Ausdauer im Flugbetrieb geht, sind Flugzeuge mit starren Flügeln den wendigeren Drehflüglern überlegen. Dafür ist es schwierig, sie in die Luft und wieder sicher auf den Boden zu bringen. Oft kriegen sie Starthilfe von Menschen, die sie mit dem Arm in die Luft werfen, oder werden mit Katapulten abgefeuert. Am Ende des Fluges fängt sie dann häufig ein Netz auf. Um ihre Drohne von dieser menschlichen Unterstützung unabhängig zu machen, haben die Forscher um Alexis Lussier Desbiens sie nach einem Bericht der Zeitschrift IEEE Spectrum so konstruiert, dass sie auf Seen landen kann.

Nachdem sie dort mithilfe von Solarzellen auf den Flügeln ihre Akkus wieder aufgeladen hat, hebt sie selbstständig wieder ab zum nächsten Flug. Da in Kanada der mittlere Abstand zwischen Binnenseen ungefähr 20 Kilometer beträgt, sei die Drohne SUWAVE (Sherbrooke University Water-Air Vehicle) auf diese Weise theoretisch in der Lage, ganz Kanada autonom zu durchqueren.

(Quelle: Createk Design Lab)

Die Landung im Wasser gleicht dabei eher einem Absturz, bei dem Beschleunigungskräfte von maximal 15 G auftreten, die durch das Design des Flugzeugs problemlos absorbiert werden. Um danach wieder abheben zu können, löst die Drohne eine Verriegelung, die Motor und Batterie aus dem Rumpf um eine vor den Flügeln angebrachte Rotationsachse nach unten kippen lässt. Auf diese Weise zeigt der Propeller nach oben, zieht das Flugzeug, sobald er angeworfen wird, aus dem Wasser und schwenkt dabei die Motor-Akku-Sektion wieder zurück an ihren Platz. Bis auf das Lösen der Verriegelung ist das Verfahren komplett passiv, erfordert weder Sensoren noch Aktuatoren und kann die Drohne auch drehen, falls sie falsch herum im Wasser gelandet sein sollte.

Die Orientierung am Wasser erleichtert nicht nur Start und Landung: In der Regel gibt es mitten auf einem See auch keinen Schatten, sodass die Batterien zügig wieder aufgeladen werden können. (anw)