Forscher haben ein auffälliges neues Konzept entwickelt, um das größte Problem kleiner Drohnen anzugehen: die begrenzte Flugzeit. Statt eine Drohne zum Batteriewechsel landen zu lassen, kann eine zweite Drohne in der Luft andocken und vorübergehend Energie liefern. Das System funktioniert wie eine Art „fliegende Batterie“ und kann die Flugzeit eines Multikopters erheblich verlängern.
Die Idee klingt einfach, doch die technische Umsetzung ist recht komplex. Erste Testergebnisse zeigen dennoch, dass das Konzept überraschend wirksam sein kann.
Zwei Drohnen, die in der Luft andocken
Das System besteht aus zwei verschiedenen Drohnen. Die Hauptdrohne führt die Mission aus und verfügt oben über eine Andockplattform. Die zweite Drohne dient als fliegende Batterie.
Diese kleinere Drohne fliegt zur Hauptdrohne und koppelt sich über spezielle Landebeine mechanisch an. Sobald die Verbindung hergestellt ist, sorgen elektrische Kontakte dafür, dass Strom übertragen werden kann.
Ein eigens entwickeltes Schaltsystem bestimmt automatisch, wann die Energie der zusätzlichen Batterie genutzt wird. Nach der Energieübertragung kann die Batteriedrohne wieder abkoppeln und davonfliegen.
Viel längere Flugzeit
In Experimenten wurde das System mehrfach mit wiederholtem An- und Abkoppeln in der Luft getestet. Dabei wurde jedes Mal eine neue Batterie an die Drohne gekoppelt.
Die Ergebnisse sind bemerkenswert. Laut den Forschern ließ sich die Flugzeit der Drohne gegenüber einem Flug mit nur einer Batterie um den Faktor 4,7 verlängern.
Selbst im Vergleich mit der theoretischen maximalen Flugzeit der Plattform bleibt der Gewinn erheblich. In den Tests wurde etwa das 2,2-Fache der theoretischen Grenze erreicht, die normalerweise für das Gerät gilt.
Auffällig ist, dass dies erreicht wurde, ohne dass die Hauptdrohne deutlich größer oder schwerer werden musste.
Wichtig für militärische und zivile Anwendungen
Auch wenn die Forschung vor allem technischer Natur ist, kann das Konzept große Folgen für den Einsatz von Drohnen haben.
Eine der größten Einschränkungen kleiner Drohnen ist nämlich ihre Akkulaufzeit. Viele kommerzielle und militärische Quadrocopter können oft nur 20 bis 40 Minuten fliegen, bevor sie landen müssen.
Für Aufklärungsmissionen, Überwachung oder Such- und Rettungseinsätze kann das ein großes Problem sein. Mit einem System, bei dem sich Drohnen in der Luft gegenseitig mit Energie versorgen, könnte eine Drohne theoretisch stundenlang in der Luft bleiben.
Militärisch ließe sich das zum Beispiel für eine langfristige Beobachtung über einem Gebiet nutzen.
Eine Art Luftbetankung
Das Prinzip ähnelt ein wenig der Luftbetankung bei Flugzeugen. Nur geht es hier nicht um Treibstoff, sondern um elektrische Energie, die über eine angekoppelte Batterie geliefert wird.
Der große Unterschied ist, dass beide Systeme vollständig autonom arbeiten können müssen. Die Drohnen müssen sich also selbstständig finden, stabilisieren und in der Luft andocken.
Das erfordert eine sehr genaue Positionierung und Flugsteuerung.
Noch in der Experimentierphase
Das System befindet sich noch in einer experimentellen Phase und ist vorerst vor allem ein Forschungsprojekt. Dennoch zeigt es, wie schnell sich die Drohnentechnologie entwickelt.
Neue Ideen wie autonomes Andocken, modulare Energieversorgung und schwarmartige Zusammenarbeit zwischen Drohnen können die Art, wie Drohnen künftig eingesetzt werden, stark verändern.
Werden solche Systeme weiterentwickelt, könnte das Konzept der „fliegenden Batterie“ eine wichtige Rolle bei langen Drohneneinsätzen spielen. Damit ließe sich eine der größten Einschränkungen kleiner Drohnen – ihr begrenzter Energievorrat – möglicherweise weitgehend lösen.
