TEIL C

Elektro- und SolarfluggerÄte

2014 (B)

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.

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 Flugzeugs ermöglicht, 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 auf die 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 Landesystem 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.

Ebenfalls in diesem Monat werden zwei Versuche gemeldet, Drohnen zum Schmuggeln 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. Im Frühjahr 2014 berichtet die Presse aber auch , daß sich die immer häufigeren Razzien ausgesetzten Dealer im dänischen, alternativen Freistaat Christiana in Kopenhagen neuerdings mit Überwachungsdrohnen gegen Übergriffe seitens der Polizei wehren.

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.

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 Katapults 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.

Zeitgleich wird 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 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 $.

Der schon mehrfach erwähnte Erik Lindbergh – Enkel der Luftfahrtpioniere Charles und Anne Morrow Lindbergh – ist auch Gründer der Firma Powering Imagination LLC, die das Ziel hat, die nachhaltige Luftfahrt und Innovationen im Bereich des Elektroflugs, alternativer Flugkraftstoffe und der Fluglärmreduzierung zu fördern. Gemeinsam mit der Embry-Riddle Aeronautical University wird ein Programm gestartet, das sich auf die Reduzierung von Flugzeugemissionen und Lärm durch die Entwicklung elektrischer Antriebssysteme konzentriert.

Den Presseberichten vom April 2014 ist zu entnehmen, daß die Partner hierfür im Rahmen ihrer ‚Powering Imagination’s Quiet Flight‘-Initiative und in Partnerschaft mit den Studenten und Dozenten des ‚Green Flight‘-Programms auf dem Embry-Riddle-Campus in Daytona Beach, Florida, einen Diamond HK36 Motorsegler auf elektrischen Antrieb umrüsten werden.

Das Flugzeug soll auch zur Beurteilung neuer Komponenten elektrischer Antriebssysteme eingesetzt werden, um eine reale Bewertung unter Flugbedingungen zu ermöglichen. Das fliegende Labor kann dementsprechend umkonfiguriert werden, um neue Innovationen verschiedener Firmen und Entwicklungsteams zu testen. Die Partner sammeln derzeit Mittel für diese mehrjährige Initiative, um die Anschaffung, die Umrüstung und den Betrieb des Flugzeugs zu ermöglichen und hoffen, daß es seinen ersten Flug Mitte 2015 absolvieren wird.

Noch interessanter ist allerdings, daß Lindbergh im Dezember 2017 die Firma VerdeGo Aero gründet, die ein Kipprotor-Fluggerät mit hybrid-elektrischem Antrieb entwickelt (s.d.).

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 die Tagung mit seinem Team mit nächtlichen Drohnen-Operationen im berühmten Kruger-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.“

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.

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.

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.

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-Komplettpaket 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.

Auf der Commercial UAV Expo im November 2019 wird der Nachfolger Hummingbird XRP präsentiert, der mit einem 13 kW Hybridantriebssystem aufgerüstet wurde.

Die Drohne hat wie zuvor sechs kleinere, periphere und einen zentralen Rotor, ein Gewicht von 102 kg und eine Nutzlastkapazität von 15 kg. Sie wird nun zum Teil durch den 3D-Druck von Komponenten hergestellt.

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

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 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 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 wiederum 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.

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.

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.

 

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