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In die Höhe gesaugt

Technik. - Dass Hummeln mit ihren Stummelflügeln angesichts ihrer Leibesfülle den Boden überhaupt verlassen können, wundert Forscher seit langem. Erst seit den 90er Jahren verstehen Biologen den Insektenflug im Detail. Jetzt entstehen die ersten Modelle nach ihrem Vorbild.

Von Arndt Reuning |
    Ist es ein Insekt? – Ist es ein Flugzeug? – Nein, es ist DelFly. Ein Mini-Flugmodell, das nicht nur so ähnlich aussieht wie eine Libelle, sondern auch so ähnlich fliegt. Ein dünner Leib aus Kohlenstoff-Fasern, der vorne in einem leichten Stück Balsa-Holz steckt, daran an jeder Seite zwei Flügel aus einer dünnen, durchsichtigen Folie. Die Spannweite: 35 Zentimeter. Der Clou: Ein winziger Motor bewegt die Schwingen, so dass DelFly tatsächlich wie ein Insekt durch die Lüfte flattert.

    "Was unser Flugzeug einzigartig macht: es kann sich so langsam vorwärts bewegen, dass es an einem Punkt in der Luft beinahe still steht. Wir nennen das den Schwebflug. Und deshalb kann es auch in engen Räumen fliegen."

    David Lentink von der Universität Wageningen, der das Mini-Flugzeug entwickelt hat, zusammen mit Wissenschaftlern und elf Studenten der Technischen Universität Delft. Langsam fliegen, das ist aber nicht der einzige Trick, den das Modell beherrscht. Denn wenn es darauf ankommt, kann DelFly auch flugs die Fliege machen und weite Distanzen sehr schnell überwinden. Eben ganz so wie man das auch bei Libellen oder Schwebfliegen in der Natur beobachten kann. Und von denen hat sich DelFly dann auch die biegsamen Flügel geborgt, die für eine besondere Art von Auftrieb sorgen. Sie erzeugen Luftwirbel, vergleichbar mit den Rudern eines Bootes, wenn sie ungeschickt durch das Wasser gezogen werden.

    "Oben auf dem Flügel ist der Luftwirbel. Wie ein kleiner Tornado mit einem niedrigen Druck im Inneren. Und dieser Unterdruck saugt den Flügel förmlich nach oben. Das ergibt einen zusätzlichen Auftrieb."

    Die künstliche Libelle fliegt dabei nach einem ganz anderen Prinzip als beispielsweise ein Flugzeug. Wenn das zu steil aufsteigt, dann kann es passieren, dass der Luftstrom abreißt, der die Tragflächen anhebt. Der Pilot "überzieht" dann die Maschine. Das ist für die Flatter-Schwingen von DelFly aber keine Gefahr, weil das Gerät dank des Wirbels oberhalb der Schwingen besonders stabil in der Luft liegt – und daher auch einfach zu steuern ist.

    "Ein Hubschrauber zum Beispiel braucht ein eigenes Stabilisierungssystem. Jede Bewegung in der Luft muss ausbalanciert werden. Ein flatterndes Mini-Flugzeug hat diese Probleme nicht. Wenn wir unsere Steuerung ausschalten, fliegt das Gerät einfach gerade aus weiter."

    Insgesamt 17 Gramm bringt das Fliegengewicht auf die Waage. Inklusive Motor, Batterie und Miniatur-Kamera. Per Funk liefert sie Bilder an eine Bodenstation. Daher, so David Lentink, könne man DelFly auch dazu benutzen, öffentliche Plätze zu überwachen. Allerdings ist die Batterie nach ungefähr 15 Flugminuten schon wieder leer und zwingt das Fluggerät zu einer Pause am Boden. Daher sieht der Luftfahrtingenieur auch eher Anwendungen in Fabrikgebäuden.

    "Gibt es dort irgendwelche Probleme, zum Beispiel ein Leck in einer Leitung, dann musst Du schnell herausfinden, wo es sich ungefähr befindet, und umgehend reparieren. Mit so einem Mini-Flugzeug für ungefähr 200 Dollar könnte man einfach abheben und nach der Schwachstelle suchen. Dafür ist es wirklich interessant, finde ich."

    Im Moment arbeiten die Wissenschaftler daran, dass das Flugzeug eigenständig bestimmte Objekte erkennt, wie beispielsweise Türöffnungen. Dann könnte der Flattermann einmal ganz autonom seinen Weg durch eine Fabrikhalle finden.