Mit der „Flugente“ in die Schlechtwetterfront
Mikroflugzeug warnt vor Staus

Braunschweiger Ingenieure bauen an einem nur 300 Gramm schweren Mikroflugzeug, das ohne Fernsteuerung fliegen kann. Eine Kamera an Bord soll wertvolle Daten liefern für die Verkehrsbeobachtung, Aufgaben in der Wetterforschung lösen und eine Übersicht verschaffen in Katastrophenfällen.

BRAUNSCHWEIG. Wenn die Lage unübersichtlich wird, schlägt seine Stunde: Ein Mikroflugzeug namens Carolo soll Einsatzkräften von Feuerwehr, Polizei, THW und Bundesgrenzschutz künftig die Arbeit erleichtern. Der kleine, unbemannte Flieger wiegt nicht mehr als drei Tafeln Schokolade und hat eine Spannweite von 40 Zentimetern. Er soll autonom Katastrophengebiete anfliegen und die Lage per Live-Video an eine Bodenstation übertragen. Mit solcher Technik hätte auch das jüngste Elbe-Hochwasser vom Einsatzstab schneller eingeschätzt werden können.

Das Fluggerät soll bis 2004 von sechs Ingenieuren am Institut für Luft- und Raumfahrtsysteme der Technischen Universität in Braunschweig realisiert werden. "In fünfzehn Jahren werden fliegende Mikroroboter keine Vision mehr sein", sagt Institutsleiter Peter Vörsmann.

Erste Testflüge hat der Miniflieger bereits absolviert. Mit seinem vorne angebrachten Höhenleitwerk, den Tragflächen und dem Propeller am hinteren Ende gehört er zur Gattung der Flugenten. Auch die militärischen Drohnen sind so konzipiert. Durch die Bauweise wird im Unterschied zu konventionellen Flugzeugen sowohl am Höhenleitwerk als auch an den Tragflächen Auftrieb erzeugt, wodurch die Nutzlast gesteigert werden kann.

Carolos Bordcomputer ist modular aufgebaut: Ein Steuerrechner ist für Aktorik, Sensorik und Telemetrie zuständig. Der rechenstarke Navigationscomputer regelt die Lage und navigiert. Und ein Nutzlastrechner übernimmt optional die Bilddatenverarbeitung in Echtzeit. Die Module für das Flugregelungssystem stammen aus der Automobilindustrie, wo sie Fahrdynamik und Luftfederung regeln. "Aus diesen Sensoren mit dem Volumen einer Cent-Münze ein exaktes Flugregelungssystem aufzubauen, stellt eine echte Herausforderung dar", sagt Vörsmann. Denn damit die Miniatur-Bordkamera brauchbare Bilder liefern kann, müsse das Flugzeug "wie ein Brett" in der Luft liegen und sämtlichen Wettereinflüssen trotzen.

Zu diesem Zweck wird mit Beschleunigungsmessern und Drehratengeber die Basis für einen Autopiloten entwickelt, der die Lage des Mikroflugzeuges stabilisiert und die Flugbahn einhält. Da Carolos Innenleben auf kleinsten Mikrochips basiert und die Außenhaut aus Kohlefaser besteht, ist der schwerste Bestandteil die Lithium-Ionen-Batterie, die den Elektromotor antreibt. Mit dieser Energiequelle kann der Miniaturflieger bei Geschwindigkeiten von 40 bis 70 km/h rund 45 Minuten in der Luft bleiben.

Die Forscher gehen davon aus, dass das Modell in Serie gefertigt weniger als 1.000 Euro kosten wird. Diese vergleichsweise geringen Kosten machen das Projekt Carolo auch für die Verkehrsüberwachung interessant. "Die Verkehrsbeobachtung mit Flächenflugzeugen, mit der wir über Jahrzehnte Polizei und Rundfunkanstalten unterstützt haben, musste aus Kostengründen eingestellt werden", bedauert Eberhard Tegtmeier, Vorsitzender des ADAC in Niedersachsen und Sachsen-Anhalt. "Das Mikroflugzeug könnte nun eine Alternative sein."

Die rund 8.000 Autofahrer, die im Auftrag des ADAC Staus melden, haben aus ihrer Perspektive nur selten einen Einblick in die Ursache und die Länge eines Staus. "Ein Mikroflugzeug dagegen liefert binnen kürzester Zeit Bilder mit allen nötigen Informationen", sagt Tegtmeier. Über ein UMTS-fähiges Handy könnte jeder PC und jedes Notebook mit entsprechender Software als Bodenstation fungieren.

Auch in der Wetterforschung sieht Entwickler Vörsmann ein Anwendungsgebiet für seine elektronische Brieftaube. Uwe Kirsche vom Deutschen Wetterdienst in Offenbach gibt allerdings zu bedenken, dass die wichtigen oberen Bereiche der Atmosphäre in Höhen von zehn bis zu 30 km mit Drohnen nicht angeflogen werden können. Bislang heben Wetterballons spezielle Radiosonden in solche Höhen. "Auch die Erfassung von Windrichtung und Windstärke ist nur mit Ballons möglich", ergänzt er.

Einen Vorteil hat der Miniflieger dennoch gegenüber den von den Meteorologen eingesetzten Gasballons, sagt Vörsmann: Das Mikroflugzeug komme in der Regel immer an seinen Ausgangspunkt zurück.

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