FireDrone: Drohne hält Temperaturen bis zu 200 Grad Celsius aus
Die Bekämpfung von Bränden durch Drohnen entlastet Feuerwehrleute. Doch dazu muss die Drohne hohen Temperaturen standhalten.
Die FireDrone hält hohen Temperaturen stand.
(Bild: Imperial College London)
Ein Forschungsteam des Imperial College London hat eine Drohne entwickelt, die hohen Temperaturen standhalten kann. Die FireDrone soll Feuerwehrleute bei Gebäude- und Waldbränden unterstützen können – etwa um Daten zur Gefährlichkeit eines Brandes und Gefahrenzonen zu ermitteln, bevor sich Einsatzkräfte in das Gebiet wagen.
Die Drohne besteht weitgehend aus einem neuartigen thermischen Aerogel-Isoliermaterial. Sie verfügt außerdem über ein Kühlsystem. Die Kombination erlaubt es, dass die Drohne rund zehn Minuten lang Temperaturen von bis zu 200 °C aushalten kann, wie aus dem wissenschaftlichen Paper "FireDrone: Multi-Environment Thermally Agnostic Aerial Robot" hervorgeht, der in Advanced Intelligent Systems veröffentlicht ist.
"Die FireDrone könnte vorausgeschickt werden, um wichtige Informationen zu sammeln – Hinweise auf eingeklemmte Personen, Gebäudegrundrisse, unerwartete Gefahren –, damit sich die Einsatzkräfte entsprechend vorbereiten können, um sich selbst zu schützen und möglicherweise weitere Leben zu retten", sagt Professor Mirko Kovac, Direktor des Aerial Robotics Lab am Imperial College London. Bereits heute werden Drohnen bei der Brandbekämpfung eingesetzt. Sie können zwar Luftaufnahmen machen, Feuerwehrschläuche auf Wolkenkratzer hieven oder Löschmittel abwerfen. Jedoch erfolgt dies bisher mit sicherem Abstand zum Feuer, damit die Drohnen nicht beschädigt werden.
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Die Forschenden ließen sich bei der Entwicklung der FireDrone von der Natur inspirieren. Sie schauten sich dazu die Überlebensstrategien von Tieren an, die extreme Temperaturen überleben können – darunter Pinguin, Polarfuchs und Schaumzikade. Diese Tiere verfügen über mehrere Fettschichten, ein entsprechendes Fell oder haben Schichten aus thermoregulierendem Material zur Isolation entwickelt, um Extremtemperaturen zu überleben.
Temperaturresistente Außenhülle
Die Wissenschaftler machten sich diese Erkenntnis zunutze und entwickelten eine schützende Struktur aus leichten, thermisch superisolierenden Materialien wie etwa Polyimid-Aerogel und Glasfasern. Die Oberfläche beschichteten sie mit hochreflektierendem Aluminium, um die Hitze zu reflektieren. Außerdem verhindert die Isolierung, dass die Materialien schrumpfen und sie sich durch die Wärmeeinwirkung zersetzen.
Innerhalb des schützenden Rahmens platzierten die Wissenschaftler die temperaturempfindlichen Komponenten wie etwa (Infrarot-)Kameras, CO₂-Sensoren, die Elektronik zur Flugsteuerung, Funkempfänger und Batterien. Die Freisetzung und Verdampfung von Gas aus den CO₂-Sensoren nutzen die Wissenschaftler, um damit ein Kühlsystem zu betreiben, dass die Drohne zusätzlich herunterkühlt.
Die Drohne testete das Forschungsteam unter extremen Bedingungen in temperaturkontrollierten Kammern eines Feuerwehrschulungszentrums sowie in einem Gletschertunnel in der Schweiz. Sie setzen die FireDrone sowohl Flammen aus als auch sehr tiefen Temperaturen, um deren Tauglichkeit für Polarregionen und Gletscher zu testen. Die Drohne konnte den extremen Bedingungen in beiden Fällen standhalten und Daten übermitteln.
Die Wissenschaftler sind mittlerweile in Kontakt mit Industriepartnern getreten, um mit ihnen die Technik zu validieren und einen realen Einsatz zu ermöglichen.
(olb)