TEIL C

Elektro- und SolarfluggerÄte

2012 (A)

Der Januar beginnt mit verschiedenen Pressemeldungen über Raffaello D’Andrea und sein Institute for Dynamic Systems and Control an der Eidgenössischen Technischen Hochschule (ETH) in Zürich, wo die autonomen Drohnen - nach ihrer ‚Tagesarbeit’, den im letzten Jahr begonnenen Turm weiterzubauen -, inzwischen auch schon Tennis spielen, auf ihrem Rücken Stäbe balancieren oder sogar am Klavier von Taste zu Taste schweben und ‚Jingle Bells’ spielen.

Im Laufe dieses Jahres häufen sich derartige Berichte und Video-Clips auch aus anderen Quellen, da immer mehr Teams und Gruppen die Technologie übernehmen und weiterentwickeln – mit Priorität in Richtung Schwarmverhalten. Es dauert daher auch nicht lange, bis die ersten Aufnahmen von farbig blinkenden Quadrokoptern im Netz erscheinen, die choreographische Formen an den nächtlichen Himmel zaubern.

Das General Robotics, Automation, Sensing and Perception Laboratory (Grasp-Lab) der University of Pennsylvania zeigt beispielsweise eine in Formationen fliegende Flotte von bis zu 20 Quadkoptern, die auch Instrumente ‚bedienen’ und Filmmusiken spielen können. Von Seiten der Quadrokopter-Hersteller wird diese Entwicklung durch immer stärkere und präziser zu steuernde Fluggeräte unterstützt.

Und daß diese Flugdrohnen manchmal auch sehr hilfreich sein können, beweist die Lage der Kleinstadt Nome in Alaska, der im Januar das Benzin zur Stromerzeugung ausgeht, während das Thermometer minus 35°C anzeigt. Der russische Tanker Renda, der aufgrund einer Ausnahmegenehmigung knapp 5 Mio. Liter Benzin anliefern soll, muß sich mit Hilfe des einzigen verbliebenen US-Eisbrechers Healy durch die Eisschollen im Beringmeer kämpfen.

Da der Hafeneingang von Nome von einer meterdicken Packeis-Barriere blockiert ist, bringen Forscher um Greg Walker von der University of Alaska in Fairbanks eine Drohne in die Luft, um das Eis aus verschiedenen Höhen zu erkunden und dem Tankschiff den bestmöglichen Weg zu weisen. Die ferngesteuerte Drohne ist 1 kg schwer und kann jeweils 20 Minuten in der Luft bleiben, wobei ihre Flughöhe zwischen 3 und knapp 100 m variiert, während die Wissenschaftler die Live-Bilder der Drohnenkamera auf einem tragbaren Computer auswerten können.

Aus dem wissenschaftlichen Bereich meldet die Presse im Februar 2012, daß die seit drei Jahren am Harvard Microrobotics Lab. in Entwicklung befindliche mikro-elektromechanische Fliege, die inzwischen Monolithic Bee (oder Mobee) genannt wird, nun mit einer neuen Technologie hergestellt wird, die aus flachen Sätzen von Komponenten sich selbst organisierende dreidimensionale Maschinen erzeugt.

Der Bienen-Robot wird unter Verwendung von Schichten aus unterschiedlichen Materialien auf einer Art Montagegerüst zusammenmontiert, wobei sich der Körper der Biene wie bei einem Aufklapp-Bilderbuch zusammenfaltet. Vom Gerüst freigegeben wird daraus ein autonomes, steifes 3D-Objekt, dessen Flügel schlagen, sobald elektrischer Strom angelegt wird.

Der winzige Mechanismus ist 2,4 mm lang und wird aus 18 Schichten von Materialien gemacht, aus denen die Gelenke, der Körper und die mechanischen Verbindungen entstehen. Die Herstellung beginnt mit einer achteckigen Kohlefaserplatte mit dem Durchmesser einer kleinen Münze. Die flexiblen Gelenke entwickeln sich aus Lagen von Kunststoff-Folie, die zwischen Laser-geschnittenen Kohlefaser-Scheiben ausgerichtet werden, während zusätzliche Schichten aus Titan, Messing und Keramik die Mittel zur Elektrifizierung des Roboters liefern.

Der Schlüssel für die Selbstmontage ist das unter Spannung plazierte Unterstützungsgerüst, welches die Teile des Roboters an ihre richtigen Stellen hebt und sie mit ein paar Lötstellen sichert. Anschließend kann der Roboter von der umgebenden Platte getrennt werden. Der Prozeß verwendet 137 Origami-ähnliche Faltungen, um das Material in wenigen Sekunden in einen voll funktionsfähigen, winzigen Mechanismus zu verwandeln.

Ein Forscherteam der Johns Hopkins University wiederum analysiert mit High-Speed-Video-Kameras das Flugverhalten eines Schmetterlings, um ein Micro Aerial Vehicle (MAV) zu entwickeln, das nicht größer als ein Floh werden soll. Dabei zeigt sich, daß Veränderungen in der Verteilung der Körpermasse des Insekts eine wichtige Rolle für seine Fähigkeit spielen, während es mit den Flügeln schlägt komplizierte Manöver durchzuführen. Frühere Untersuchungen im Bereich der Flugdynamik hatten diesen Fakt schlichtweg übersehen und sich hauptsächlich auf die Bewegungen der Flügel selbst konzentriert.

Wesentlich größer ist da schon eine schwebende Maschine namens HoverMast, die von der 2010 gegründeten und in Yokneam, Israel, beheimateten militärnahen Firma Sky Sapience entwickelt wird.

Dabei handelt es sich um ein stabilisiertes und bodenverbundenes Echtzeit-Luftüberwachungssystem, das für einen unbegrenzten Zeitraum bis zu einer Höhe von 50 m in der Luft bleiben und Daten weiterleiten kann - und dabei eine Art Neuauflage des Petróczy-Hubschraubers von 1917 darstellt (s.o).

Die derzeit im Prototyp-Stadium befindliche Maschine kann von einem kleinen Fahrzeug aus innerhalb von 10 - 15 Sekunden eingesetzt bzw. wieder verstaut werden. Das Kabel mit dem Stromanschluß, an dem die mit Video-Kameras ausgestattete Flugmaschine angebunden ist, umfaßt zudem eine Datenverbindung, um die Live-Bilder nach unten zum Boden zu leiten.

Die 10 kg schwere Drohne ist aber auch in der Lage eine zusätzliche Nutzlast von bis zu 9 kg zu tragen, wie z.B. Sensoren, Radar- oder Lasersysteme. Dem Unternehmen zufolge sei eine klassische Anwendung für das Gerät, das im April erstmals öffentlich präsentiert wird, und dessen Produktion noch vor dem Ende des Jahres beginnen soll, der Grenzschutz. Betriebsfähig sei es bis zu Windspitzen von 25 km/h.

In Entwicklung befindet sich ein tragbares Modell Mini HoverMast, das sich in eine Höhe von 10 - 15 m erhebt und Nutzlasten von bis zu 1 kg tragen kann. Das leichte Gerät soll in einem ergonomisch geformten Rucksack angeboten werden und eine einfache Nutzung auch während des Marschierens erlauben. Es verwundert daher kaum, daß auf der Homepage der Firma mit dem Besuch ausländischer Militärdelegationen geworben wird.

In einen TED-Talk vom Februar 2012 stellt der Robotiker Vijay Kumar von der University of Pennsylvania die Arbeit seines Ingenieurteams vor, wobei er ein Video zeigt, in welchem eine Flotte von Robotern zu sehen ist, die zentimetergenaue Formationen fliegen und 100 Steuerbefehle pro Sekunde berechnen, um ein Zusammenprallen zu vermeiden. Das Wichtigste sei dabei, daß die Fähigkeit, eine feste Formationen zu fliegen, die Stärke und Tragfähigkeit der Drohnen multipliziert.

In den darauffolgenden Jahren verbessert Kumars Team das System auf zwei Arten: Zum einen durch die Verwendung von Sensoren, wie z. B. Kameras, um die Position des benachbarten Roboters zu bestimmen, was die Notwendigkeit einer Kommunikation zwischen Fahrzeugen obsolet macht, und zum anderen durch die Fähigkeit, eine größere Anzahl kleiner Roboter in kooperativen Aufgaben einzubinden.

Ebenfalls im Februar wird in den USA der erste Abschuß einer Drohne dokumentiert. Tierschutzaktivisten der Gruppe SHARK (SHowing Animals Respect and Kindness) wollen in der Nähe von Ehrhardt, South Carolina, auf den sich im Privatbesitz befindlichen Broxton Bridge Plantagen eine Taubenjagd mit einem Oktokopter dokumentieren. Wenige Sekunden nachdem das Fluggerät seine Flughöhe erreicht hat, wird es getroffen und stürzt ab. Die Polizei nimmt eine Anzeige auf, und die Tierschützer fordern Schadensersatz.

Der Tacocopter der MIT-Studentin Star Simpson aus San Francisco , der im März 2012 in den Blogs begeistert gefeiert wird, entpuppt sich nachträglich als Fake – zum Leidwesen vieler User, die den Service gerne in Anspruch genommen hätten.

Nach der Weltpremiere des Elektro-Flugzeugs Elektra One auf der AERO 2010 stellen die beteiligten Firmen PC-Aero GmbH und SolarWorld im April 2012 die schon damals angekündigte solarbetriebene Version Elektra One Solar vor, die dem Flieger mittels Solarzellen auf den Flügeln und dem Höhenleitwerk die doppelte Reichweite der ausschließlich Akku-betriebenen Variante gibt.

Ein paar Monate später, auf der ILA Berlin Air Show im September, präsentiert PC-Aero außerdem einen Anhänger, der ebenfalls mit Solarpaneelen ausgestattet als mobile Solartankstelle dient. Das ist allerdings nicht mehr neu, denn ein ähnliches System kennen wir bereits von Pipistrel.

Neu ist, daß die Elektra One Solar, inkl. Flugsteuerung, komplett aus Kohlefasern gebaut ist und dadurch ein Leergewicht von nur 100 kg hat (ohne Batterien). Zum Fliegen werden 2,5 kWh benötigt, von denen die mobile Solartankstelle rund 2 kWh liefert, während die Solarzellen auf den Flügeln mehr als 1 kWh bereit stellen. Damit fliegt das Solarflugzeug mit 100 km/h bis zu 8 Stunden lang – und dies zu geringen Betriebskosten von etwa 35 €/Std. Die Reichweite von über 800 km soll anderen Quellen zufolge sogar 1.000 km betragen – vermutlich dann, wenn es sonnig ist. Um die Produktion und den Vertrieb kümmert sich zukünftig die Partnerfirma Neowings Productions GmbH.

Ebenfalls im April gibt das in Portland, Oregon, ansässige Luftfahrt-Unternehmen Volta Volaré bekannt, daß man umgehend mit Tests eines viersitzigen Modells Volta Volaré GT4 beginnen wird, das mit einem Hybrid-Antriebsstrang aus gut 400 kg Lithium-Polymer-Batteriepacks sowie einem 1,5 l Backup-Benzinmotor/Generator ausgestattet ist. Im reinen Elektrobetrieb soll das äußerst schnittige Flugzeug eine Reichweite von rund 480 km haben, doch sobald 75 % des gespeicherten Stroms verbraucht sind schaltet sich der Benzinmotor zu, dessen 87 Liter Tank die Reichweite auf über 1.600 km verlängert.

Sollte sich die Leistung der Batterien in Zukunft verbessern, könnte den Entwicklern zufolge der Motor ganz wegfallen. Der Preis des überwiegend aus Kohlefaser gefertigten Elektroflugzeugs, das über eine Spitzenleistung von 600 PS verfügt, soll bei etwa 378.000 € liegen – und Vorbestellungen für die erste Serie von 11 Stück werden schon angenommen. Wann genau der Elektro-Flieger in den Handel kommt, ist allerdings nicht bekannt, und bis Ende 2016 ist auch noch nichts von einem flugbereiten Prototypen zu sehen.

FPS Russia (OFFICIAL) veröffentlicht im April 2012 einen YouTube-Clip, in dem demonstriert wird, wie eine größere Quadrokopter-Drohne mit einem Maschinengewehr bewaffnet werden kann – und welche Gefahr sie dann darstellt.

Der anonyme russische Waffen-Fan (der vermutlich in den USA lebt) zeigt drastische Einsätze gegen Schaufensterpuppen, die an einem Hang aufgebaut sind bzw. um einen Tisch herum sitzen und von der Drohne in kürzester Zeit massakriert werden. Zu Abschluß sprengt sich die Drohne in einem Auto selbst in die Luft.

Im August 2017 berichten die Fachblogs, daß die US-Bundesbehörden kürzlich das Anwesen des 31-jährigen Waffenenthusiasten Kyle Lamar Myers durchsucht hätten, der dafür bekannt ist, sich als ein Russe namens Dmitri Potapoff auszugeben und auf seinem populären YouTube-Kanal mit 6,3 Mio. Abonnenten heftige Explosionen u.ä.m. zu zeigen. Und noch vor der Durchsuchung verhaftete der Sheriff von Franklin County Myers für den Empfang von Drogen per Post, was von Kommentatoren allerdings als vorgeschoben betrachtet wird.

Ebenfalls im April 2012 berichtet die Presse über einen neuen Ansatz, mit den diversen elektronischen Komponenten, die die für den Flug entscheidend sind, wie Navigations- und Leitsysteme, Flugaufzeichnungsinstrumente, Telekommunikationsgeräte usw. völlig anders umzugehen. Anstatt diese elektronischen Geräte überall in ihren Boxen zu installieren, sollen sie zukünftig in die Struktur des Flugzeugs eingebaut oder auf die Haut gedruckt werden.

Die Idee zur Verschmelzung von 3D-Druck und miniaturisierten Elektronik unter dem Motto Smart Wing geht auf zwei US-Unternehmen zurück, der Stratasys Inc., einem 3D-Druckerhersteller aus Eden Prairie in Minnesota, und der Optomec Inc., einer Fachfirma für gedruckten Elektronik mit Sitz in Albuquerque, New Mexico, die beide langjährige Erfahrungen in der additiven Fertigung haben.

Gemeinsam wollen sie nun ein Entwicklungsprojekt zum Zusammenführen von 3D-Druck und gedruckter Elektronik umsetzen, um den weltweit ersten voll gedruckten ,intelligenten Flügel’ zu schaffen. Die Partner beginnen die Hybridstrukturen, wie sie von ihnen genannt werden, zur Montage in einem UAV zu entwickeln Da die integrierte Elektronik auch leichter und kleiner ist als die herkömmlichen Komponenten, die sie ersetzt, bleibt auch mehr Platz für Nutzlasten übrig. Die Technik hat das Potential, die Produktion komplett zu rationalisieren, da sie viel weniger Materialien und Schritte benötigt, um ein Produkt herzustellen.

Einer Meldung vom Oktober zufolge gelingt es bereits, das Hybridstruktur-Modell eines UAV-Flügels mittels der Schmelzbeschichtungstechnik (Fused Deposition Modeling, FDM) und gedruckter Elektronik herzustellen. Diese wird – einschließlich der Stromkreise, Sensoren und Antennen – mit Optomecs Aerosol-Jet direkt auf den Flügel gedruckt.

Später sind die Partner auch an der Herstellung größerer Luft- und Raumfahrtkomponenten beteiligt. Wie im März 2013 zu erfahren ist, wird für ein UAV mit einer Spannweite von 157,5 cm des Herstellers Aurora Flight Sciences, der in dieser Chronologie schon mehrfach erwähnt worden ist, ein komplett aus additiv gefertigten Komponenten zusammengebauter Flügel gefertigt, der auch erfolgreich eingesetzt werden kann.

Nachdem es einem Team des MIT vor zwei Jahren bereits gelungen ist, einen Roboter-Vogel zu kreieren, der sanft auf Strom- oder Telefonleitungen landen kann (s.o.), präsentieren Ingenieure der University of Illinois at Urbana-Champaign im Mai 2012 als Weltpremiere einen kleinen Flieger, der in der Lage ist, auf einer ausgestreckten Hand zu landen. Dabei ahmt die quasi-intelligente Maschine, die über teils unabhängig voneinander bewegliche Flügel verfügt, den Gleitflug ihrer natürlichen Vorbilder nach.

Der Rahmen des Micro Aerial Vehicle-Projekts (MAV) entwickelte Flugroboter geht früh in den Sinkflug und richtet sich bei relativ flachem Anflugswinkel kurz vor Erreichen seines Ziels auf. Über Flügelbewegungen reduziert es seine Geschwindigkeit und stabilisiert sich, um schließlich am Schwerpunkt auf der Hand des Testers aufzusetzen. Die ‚Sitzlandung’ von Vögeln galt bislang als eines der am schwierigsten nachzuahmenden Verfahren.

Im gleichen Monat hört man erstmals von dem US-Unternehmen Flight of the Century (FOTC), das Flugzeuge mit Elektroantrieb und Wechselakku bauen will – der im Flug ausgetauscht werden soll. Damit soll ein Elektroflieger möglich werden, der für immer in der Luft bleibt, obwohl die grundlegende Intention ist, den historischen Lindbergh-Flug von New York nach Paris mit einem elektrisch betriebenen Flugzeug zu wiederholen.

Das Konzept, das der ehemalige Boeing-Mitarbeiter, Pilot und FOTC-Gründer William ‚Chip’ Yates entwickelt hat, sieht vor, daß das Elektroflugzeug am Startflughafen mit einem vollem Akku losfliegt, der vom Flugzeug abgekoppelt wird und unbemannt und autonom zur Erde zurückkehrt, sobald seine Kapazität erschöpft ist. Gleichzeitig startet eine zweite, volle Akkudrohne, die sich mit dem Flugzeug trifft und an dieses angekoppelt wird. Der gelandete Akku wird unterdessen aufgeladen und dann zum nächsten Flugzeug geschickt.

Die Zeit zwischen der Abkopplung des verbrauchten Akkus und dem Rendezvous mit dem geladenen überbrückt das zeitweilig leichtere Flugzeug mit den eigenen Bordakkus. Dazu will FOTC entlang der Flugrouten entsprechende Ladestationen einrichten bzw. für Flüge über das Meer stillgelegte Bohrplattformen zu Ladestationen umbauen, auf denen Windräder Strom für die Akkus liefern sollen.

Yates beschäftigt sich schon seit längerem mit dem Elektroantrieb und hat u.a. das SWIGZ Electric Superbike gebaut, mit dem er im August 2011 auf einem Salzsee im US-Bundesstaat Utah einen Geschwindigkeitsrekord für Elektrorennmotorräder von 316,89 km/h aufgestellt hatte.

Bis das FOTC-Konzept spruchreif wird, baut das Unternehmen innerhalb von nur drei Monaten ein Flugzeug vom Typ Rutan Long-EZ mit Druckpropeller zu einem Elektroflugzeug um, mit dem Yates auf Rekordjagd nach der höchsten Geschwindigkeit und der größten Höhe gehen will. Entsprechend heißt das Projekt auch Long-ESA (für Electric Speed & Altitude). Finanziert wird es von Yates Firma W. Morrison Consulting, die ihr Geld mit öffentlichen Aufträgen macht.

Nach dem Erstflug auf dem Mojave Air and Space Port und nur einem einzigen Testflug schafft es Chip Yates im Juli 2012 auf dem Inyonkern Airport in Kalifornien einen neuen Weltrekord für Elektro-Flugzeuge aufzustellen – mit 326 km/h. Als Motor kommt ein flüssigkeitsgekühlter bürstenloser Gleichstrommotor zum Einsatz, der eine Leistung von rund 190 kW liefert und der über zwei CAN-Busse elektronisch kontrolliert wird, da er gleichzeitig als Generator für ein Energierückgewinnungssystem wirkt: Im Sinkflug wird der Propeller vom Fahrwind angetrieben und lädt über den Motor die Batterien des Flugzeugs wieder auf. Auf diese Weise kann die Reichweite deutlich erhöht werden.

Im April 2012 werden auf der Counter Terrorist Expo in London die ersten Black Hornet Nanos gezeigt, die dann ab August von britischen Soldaten in Afghanistan eingesetzt werden, nachdem sie ursprünglich nur vom norwegischen Militär verwendet wurden.

Die von der 2007 gegründeten norwegischen Firma Prox Dynamics AS entwickelte Miniatur-Heli-Drohne mit dem offiziellen Namen Black Hornet Unmanned Air System (BHUAS) ist 10 cm lang und 2,5 cm breit, der Rotor erreicht einen Durchmesser von ebenfalls 10 cm. Die kleine Drohne hat eine Rotorspannweite von 120 mm, wiegt inkl. Batterie nur 16 g (andere Quellen: 18 g), fliegt fast lautlos und soll den harschen Wetterverhältnissen in Steppen und Wüsten standhalten. Außerdem ist sie durch ihre graue Farbe auch schwer zu erkennen. Der Akku erlaubt Fluggeschwindigkeiten von bis zu 5 m/s (andere Quellen: 10 m/s) und ein Flugdauer von 25 – 30 Minuten.

Das Gerät trägt eine winzige Kamera und liefert damit Video und Fotos zurück zu dem Soldaten, der diese auf einem tragbaren Display empfängt. Der Black Hornet kann wahlweise mit Fernsteuerung dirigiert werden oder mit einem GPS-Empfänger autonom eine festgelegte Route abfliegen, die Funkdistanz liegt bei 1.000 m (bei Sichtverbindung über 1.600 m), die maximale Flughöhe beträgt 800 m.

Erschreckend ist eher der Preis:  Das britische Verteidigungsministerium zahlt für 160 Stück des PD-100 Black Hornet-Systems, bestehend aus jeweils zwei Nano-Luftfahrzeugen (NUAV) und einer Bodenstation, insgesamt 23,5 Mio €, das sind mehr als 146.000 € pro System. Da fragt man sich wirklich, was auf dieser Welt los ist. Die Briten testen die Drohnen jedenfalls 2013 in Afghanistan, hören damit aber 2017 wieder auf.

Neben der Grundversion wird mit dem 18 g schweren Modell PD-100 T ein System angeboten, das eine integrierte thermische und Tageslicht-Kamera beinhaltet, die mit fusionierten Bildern Operationen im Halbdunkel verbessert. Im Juni 2014 wird zudem das Black Hornet Personal Reconnaissance System (PRS) Block II eingeführt, ein weiteres Upgrade, das in besonders rauhen Umgebungen und unter windigen Bedingungen funktionieren soll.

Meldungen von 2015 zufolge ist die Black Hornet derweil auch in den USA sowie in Israel im Einsatz, dort seitens der Blackwater-ähnlichen Firma Triple Canopy, wobei als Preis nun 40.000 $ genannt werden, was definitiv noch immer weit weg von jeder Normalität liegt. Im November 2016 wird die Prox Dynamics für 134 Mio. $ von dem 1978 gegründeten Thermalsensoren-Hersteller Flir Systems Inc. aus Wilsonville in Oregon gekauft.

Bis 2016 haben mehr als zehn Länder das System beschafft, das nun auch die Bundeswehr für die verdeckte Aufklärung im Ortsbereich nutzt. Das zwischenzeitlich als PD-100 Personal Reconnaisance System (PRS) bekannte Überwachungsgerät wird auch von den U.S. Marines sowie der australischen Armee eingesetzt.

Im Mai 2019 teilt die US-Army mit, daß im Rahmen des Programms Soldier Borne Sensors (SBS) ein erstes Kampfteam der 82nd Airborne Division in Fort Bragg mit den ‚persönlichen unbemannten Flugsystemen‘ trainieren würde. Ab Juli sollen die Drohnen dann im Einsatz in Afghanistan getestet werden. Die Army bestellt hierfür 9.000 Stück der Black Hornet 3 Personal Reconnaissance Systeme mit jeweils zwei Minidrohnen für 40 Mio. $. Geplant ist, die persönliche Drohne zur Standardausrüstung der Soldaten zu machen.

Nach Angabe von FLIR wurden bereits 7.000 Exemplare der bislang weltweit kleinsten Überwachungsdrohnen verkauft, und auch das britische Militär bestellt dieses Jahr für 1,8 Mio. $ weitere Black Hornet 3.

Den aktuellen technischen Spezifikationen nach haben diese ein Gewicht von 32 g, eine Länge von 16,8 cm und einem Rotor mit einem Durchmesser von 12,3 cm. Die Reichweite beträgt 3 km, die Flugdauer bis zu 25 Minuten und die Höchstgeschwindigkeit 21,5 km/h. Die Black Hornets können bei Windgeschwindigkeiten bis 20 Knoten (37 km/h) und bei Temperaturen zwischen -10° und 43°C fliegen. Sie können zudem automatisch zurück.

Das winzige Militärgerät erscheint auch in den Folgejahren immer wieder in der Presse, so z.B. im Juli 2020, als Soldaten der Syrisch-Arabischen Armee (SAA) in Nähe der Stadt Tal Tamer im nordöstlichen Gouvernement Al Hassakah, das im Norden an die Türkei und im Süden an den Irak grenzt, eine Black Hornet 3-Spionagedrohne erbeuten.

Es ist nicht bekannt, welche Seite die Drohne eingesetzt hat, aber US-Spezialeinheiten, die illegalerweise in Syrien und anderen Teilen des Nahen Ostens operieren, haben Versionen davon seit 2015 im Einsatz. Unabhängig davon, wer die Drohne betrieben hat, beträgt ihre Reichweite nur etwa 3 km, was bedeutet, daß die US-geführten Koalitionstruppen in der Nähe von SAA- und russischen Einheiten in Syrien operieren – oder daß die Technologie an Terroristen geliefert wurde.

Welche Dimension der verstärkte Einsatz von Drohnen bei Konflikten annehmen kann, wird besonders im Juli 2022 deutlich – im Zusammenhang mit dem Krieg zwischen der Ukraine und Russland. Den Meldungen zufolge hätten sich das britische und das norwegische Verteidigungsministerium bereit erklärt, kostenlos Black Hornet-Mikrodrohnen an die Ukraine zu liefern – wobei die Lieferung mit einem Betrag von 9,25 Mrd. $ beziffert wird, was die neue Phase des Irrsinns mehr als verdeutlicht.

In diesem Betrag sind die Kosten für den Transport und die Ausbildung der ukrainischen Soldaten enthalten, wobei die in der Presse genannten Zahlen der Black Hornet-Systeme zwischen 300 und 850 variieren. Die Lieferung wird von britischer Seite bezahlt, während Norwegen 41,1 Mio. $ beisteuert. Norwegen hat bislang 213,8 Mio. $ für die Ukraine ausgegeben, während London seit Beginn der Militäroperationen 75 Mrd. $ bereitgestellt hat – was sogar die 43 Mrd. $ an Militärhilfe der Vereinigten Staaten für die Ukraine übersteigt.

Ein Teil der aktuellen Mittel wird für die Installation von Nightfighter-Drohnenschutzsystemen verwendet, die von dem britischen Unternehmen SteelRock Technologies entwickelt wurden. Es handelt sich um ein tragbares Störsystem, das sich besonders für den Schutz kleiner Patrouillen und Artilleriestellungen eignet. Die Kosten für diese Ausrüstungen belaufen sich auf rund 9,24  Mio. $.

Andere Quellen berichten zeitgleich, daß das US-Verteidigungsministerium zusätzliche Sicherheitshilfe in Höhe von 400 Mio. $ für die Ukraine leisten wird, wobei das neue Hilfspaket erstmals von den USA gelieferte Black Hornet-Überwachungsdrohnen umfassen wird. Die FLIR Unmanned Aerial Systems hatte bereits im April einen Auftrag im Wert von 93 Mio. $ zur Lieferung der kleinen Aufklärungsdrohnen an die US-Armee erhalten.

Im Juli 2023 meldet die Teledyne FLIR Defense, Teil von Teledyne Technologies Inc., daß sie im Rahmen eines Auftrags des norwegischen Verteidigungsministeriums weitere 1.000 Exemplare der Black Hornet 3 Drohne für den Einsatz in der Ukraine herstellen sowie Ersatzteile, Wartungsarbeiten und Schulungen für ukrainische Bediener und Ausbilder beschaffen wird. Dem aktuellen Stand nach hat die FLIR Defense bislang mehr als 14.000 Black Hornet-Systeme an Militär und Sicherheitskräfte in über 40 Ländern geliefert.

In diesem Zusammenhang ist erwähnenswert, daß die Teledyne FLIR Defense auch ein militärisches Mehrzweck-Laserzielgerät namens StormCaster-DX entwickelt hat, da so klein und leicht ist, daß er im Rucksack eines Soldaten mitgeführt werden kann, bevor es an einem Quadrokopter befestigt wird. Der 1,25 kg schwere StormCaster-DX ermöglicht Zielmarkierungen für lasergesteuerte Waffen nach NATO-Standard und kann in eine Reihe verschiedener kleiner Drohnen eingebaut werden, wurde jedoch speziell für die kompakte FLIR R80D SkyRaider UAS-Plattform entwickelt.

Mit Hilfe eines kodierten Laserstrahls und zwei FLIR Boson 640 Langwellen-Wärmebildkameras kann der StormCaster-DX unter allen Wetterbedingungen sowohl bei Tag als auch bei Nacht Ziele ausfindig machen und beleuchten, um Luftangriffe, Marinegeschütze und präzisionsgelenkte Mörsergranaten zu steuern. Zudem kann das Gerät auch potentiell feindliche Laser aufspüren, sie entschlüsseln und entweder den Sender oder den Endpunkt des Strahls geographisch lokalisieren.

Durch US-Verteidigungsgeldern für Kiew im Sommer 2023 schwirren inzwischen auch in der Ukraine viele Black Hornets umher. Später sagt auch Norwegen zu, weitere 1.000 dieser Miniaturaufklärer zu entsenden, nachdem das Land gemeinsam mit England bereits im Sommer des Vorjahres Drohnen im Wert von rund 9,2 Mio. $ geliefert hatte. Im Feld scheinen die Nanos unschlagbar zu sein, die einem Drohnenbetreiber zufolge in 10 m Entfernung von den gegnerischen Truppen entfernt geflogen werden können, ohne gehört zu werden.

Die aktuelle Generation der Black Hornet 4 ist noch wesentlich stabiler als die Vorgänger und kann in Böen von bis zu 35 km/h fliegen. Das Gewicht hat sich von 16 g auf 70 g erhöht, und sie verfügt über bessere Kommunikations- und Kamerafunktionen. Zudem ist die Drohne mit einem Preis von etwa 19.000 $ pro Stück auch etwas erschwinglicher als zuvor.

Regelrecht nett ist dagegen der Dönercopter, mit dem ein Freiburger Entwicklerteam Döner Kebabs nach Bestellung über eine Smartphone-App per Drohne an die Kunden liefern lassen will. Viele halten die im April 2012 erstmals veröffentlichte Idee für einen Scherz, doch das Team engagiert sich tatsächlich dafür, in der Stadt Freiburg im Breisgau ein entsprechendes Pilotprojekt durchzuführen, da das dortige sehr dichte Netz an Dönerläden und kurzen Flugwegen optimale Bedingungen für den erfolgreichen Start des ehrgeizigen Projektes bietet, wie die Argumentation lautet. Dem Stand vom Oktober 2013 zufolge hat der Liefer-Quadrokopter bislang jedoch noch keine Aufstiegs- und Abwurfgenehmigung bekommen.

Ende Mai bricht das gegenwärtig größten Solarflugzeugs Solar Impulse vom Flugfeld Payerne im Schweizer Kanton Waadt zu seiner 48-stündigen Überquerung der Pyrenäen und des Mittelmeers auf, um einen Besuch im marokkanischen Rabat zu machen. Unterwegs wird auf dem Madrider Flughafen Barajas eine Zwischenlandung gemacht, damit sich die Piloten Piccard und Borschberg während der insgesamt rund 2.500 km langen Flugstrecke abwechseln. Der Flug über die Pyrenäen in einer Höhe von 7.833 m dauert 17 Stunden und 30 Minuten, und der Weiterflug von Madrid nach Rabat über eine Strecke von 830 km erfolgt Anfang Juni in rund 19 Stunden und 8 Minuten, wobei die Straße von Gibraltar auf einer Höhe von 8.229 m überflogen wird.

Der Flug, der auf Einladung der Moroccan Agency for Solar Energy (MASEN) und mit Sponsoring des marokkanischen Königs Mohammed VI stattfindet wurde mit dem Start der Arbeiten an dem weltweit größten Solarthermie-Kraftwerks in der Region Ouarzazate im Süden Marokkos koordiniert, das im Rahmen von DESERTEC ab 2014 Solarstrom mit einer Leistung von 160 MW (andere Quellen: 500 MW) liefern soll.

Zu diesem Zweck fliegt die Solar Impulse im Juni von Rabat nach Ouarzazate und zurück (nach einem ersten, wegen starker Gegenwinde und Turbulenzen abgebrochenem Versuch), was jeweils rund 680 km und einer Flugzeit von 17 Stunden und 30 Minuten entspricht, bevor das Solarflugzeug Anfang Juli in einem knapp 17-stündigen Flug über rund 900 km nach Spanien, und drei Wochen später weiter in die Schweiz zurückkehrt, wobei die letzte Etappe 13 Stunden und 29 Minuten dauert.

Der Besuch soll zum einen Werbung für das Solarprogramm des Landes machen und zum anderen zur Vorbereitung für einen ersten weltumspannenden Flug dienen, der nach derzeitiger Planung ebenfalls 2014 stattfinden wird. Unterstützt wird die schweizerische Initiative auch von dem deutschen Unternehmen Bayer MaterialScience, welches das technische Know-how und die Hightech-Polymerwerkstoffe für die energiesparende Leichtbau-Konstruktion beisteuert.

Anfang Juni 2012 erreicht die Familie von Ingenieur John McGinnis aus Kalispell, Montana, ein wichtiges Etappenziel bei der Verwirklichung ihres Lebenstraumes, ein eigenes Passagier-Flugzeug zu bauen.

Der Vater der Familie tüftelt schon seit mehreren Jahren zusammen mit seinen Söhnen und weiteren Freunden an einem neuartigen Flugzeug namens Synergy (...hallo!), das Effizienz und Komfort in einem einzigartigen Design vereinen soll. Versuche mit einem kleinen Modellflugzeug sind bereits sehr erfolgreich, ein Patent existiert ebenfalls (US-Nr. 8.657.226).

Nun soll der erste große Prototyp über die Crowdfunding Plattform Kickstarter finanziert werden – und statt der gewünschten 65.000 $ gehen sogar 95.627 $ von 799 sogenannten ‚Backers’ Spenden ein, weil auch sie das Projekt toll finden.

Der 5-sitzige Flieger mit einem ultra-leisen Motor soll aufgrund seiner geschlossenen Flügel einen zehnfach geringeren Luftwiderstand haben, und daher um Längen effizienter sein als alles bisher bekannte in der Luftfahrt. Wesentliches Element der Planungen ist eine hohe Anpassungsfähigkeit an neue Hybrid-, Elektro- oder andere fortschrittlichen Antriebstechnologien. Die Realisation erfolgt durch die von McGinnis im April 2010 gegründete Firma Synergy Aircraft LLC.

Nachdem wir in den vergangenen Jahren bereits verschiedene Ansätze gesehen haben, Flugobjekten mittels Lasern oder Masern drahtlos Energie zuzuführen, berichtet die Fachpresse im Juni von einer weiteren Technologie, die an der University of Nebraska-Lincoln entwickelt wird. Das dortige NIMBUS lab arbeitet an einer praktischen Anwendung, um einen Quadrokopter mit einem Induktionssystem auszustatten, das stark gekoppelte magnetische Resonanzen nutzt, aber nur über sehr kurze Distanzen funktioniert. Für diese Technologie haben sich die Initiatoren auch schon einen sehr sinnvollen Einsatzbereich ausgedacht.

Das System funktioniert im Einzelnen so, daß der Quadrokopter mit einem Kupferdraht umwickelt ist, der so konfiguriert ist, daß er als Energie-Sender handeln kann. Das Ziel besitzt einen ähnlichen Drahtring, der allerdings konfiguriert ist, um Energie zu empfangen. Beide Kupferdrahtspulen erzeugen, wenn eingeschaltet, Magnetfelder.

Kommen diese beiden Felder dann miteinander in Kontakt, koppeln sie sich ein, schwingen stark (daher der Name ‚stark gekoppelte magnetische Resonanzen’) und übertragen die Leistung von dem Quadrokopter auf das Ziel. Mit dieser Form von Resonanz werden die Felder nur gesendet oder empfangen, wenn sie in Kontakt sind, während alles andere in der Nähe weitgehend unberührt bleibt. Bislang gelingt es dem NIMBUS-Team, über eine Entfernt von 20 cm 5,5 W Leistung zu übertragen, und dies mit einem Wirkungsgrad von 35 %.

Der Zweck des ganzen ist, mit dem Quadrokopter Geräte wie externe Sensoren, vergrabene Geräte oder Vorrichtungen die nur schwer zugänglich sind, wie auf Brücken oder an der Spitze von Funkmasten, aufzuladen. Ein derartiges Flugobjekt könnte die Zielgeräte regelmäßig besuchen und wieder aufladen, ohne sie jemals tatsächlich zu berühren.

Ebenfalls im Juni kursieren in den Blogs die Grafiken eines fliegenden Fahrrads, das auf die tschechoslowakische Designfirma Technodat zurückgeht, welche das FBike (o. flying bike) in Kooperation mit den ebenfalls tschechischen Firmen Evektor und Duratec in Produktion nehmen möchte.

Der erste Prototyp des im Herbst 2011 gestarteten Projekts soll bereits im August mit seinen Testflügen beginnen und im September auf der internationalen Maschinenbaumesse in Brünn präsentiert werden.

Das fliegende Fahrrad verfügt über zwei Hubgebläse vorne und hinten mit einen Durchmesser von jeweils 1,3 m sowie zwei seitlich angebrachte Stabilisierungspropeller von 65 cm Durchmesser, die 3,5 kW Motoren besitzen. Der Antrieb erfolgt über vier bürstenlose Elektromotoren mit einer Leistung von je 10 kW, was eine Spitzengeschwindigkeit von 50 km/h ermöglichen soll. In der Luft stabil gehalten wird das FBike über Gyroskope und Beschleunigungssensoren.

Bei einem Gerätegewicht von rund 85 kg (ohne Pilot) soll die theoretische Tragkraft 235 kg betragen. Als Fluggewicht einschließlich des Piloten werden 170 kg bestimmt. Mit den gut 20 kg schweren 50 Ah Li-Po-Akkus wird eine Flugzeit von 3 – 5 Minuten angestrebt.

Tatsächlich dauert die Umsetzung aber wesentlich länger als gedacht, und erst im Juni 2013 kann in Prag ein flugfähiges Modell gezeigt werden, auf dessen Sattel während des fünfminütigen, ferngesteuerten Flugs allerdings nur ein Dummy sitzt. Um einen Menschen durch die Luft zu bewegen, seien stärkere Batterien nötig, erklärte Milan Duchek, Technischer Direktor des Fahrrad-Rahmenbauers Duratec. Über weitere Schritte ist bislang nichts zu finden.

Im selben Monat startet der Prototyp des o.e. Mini-Tandemflüglers FlyNano, der auf der Aero im April des Vorjahres erstmals vorgestellt worden war, zu seinem Erstflug auf dem Hepari See nahe Helsinki. Der zum internationalen Patent angemeldete Flieger wird von einem Elektromotor angetrieben und soll eine Flugzeit von 20 bis 30 Minuten erreichen.

Die ersten Auslieferungen sollen nun Ende des Jahres 2013 stattfinden, und die Firma spricht von bereits 35 Vorbestellungen, obwohl der angekündigte Preis inzwischen auf rund 38.000 € gestiegen ist, während für den Anhänger nun 6.300 € veranschlagt werden.

Zeitgleich präsentieren Forscher des Labors für Intelligente Systeme der Schweizer Bundesforschungsanstalt EPFL eine Minidrohne mit zwei gegenläufigen Rotoren, die sich nach einem Absturz mittels ausfahrbarer Stützen von selbst wieder aufrichtet und erneut losfliegen kann (Active Recovery System). Propeller, Steuerflächen und Elektronik befinden sich innerhalb eines offenen, flexiblen Kohlefaser-Rahmens, der das UAV im Falle einer Kollision schützt.

 

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