Ob Kalifornien, Griechenland, Schweden, Portugal, Australien oder auch Deutschland: Durch den Klimawandel und damit einhergehendes Extremwetter kommt es weltweit immer häufiger zu Waldbränden. Um diese unter Kontrolle zu halten, riskieren Feuerwehrleute ihr Leben – und einige verlieren es im Kampf gegen die Flammen. Zudem kommt es immer wieder zu Opfern unter der Zivilbevölkerung; ebenso verlieren tausende Menschen jedes Jahr ihr Zuhause.

Solche Verluste könnten durch die Früherkennung von Brandherden in Wäldern vermieden werden. Im Projekt REALISE, das vom Bundesforschungsministerium mit 2,1 Millionen Euro gefördert wurde, haben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler daher den Einsatz von Drohnen für die Früherkennung von Bränden erforscht. Sie haben eine Technologie entwickelt, mit der sogenannte Starrflügeldrohnen zu fliegenden „Feuermeldern“ werden können. Die REALISE-Technologie kann die Einsatzmöglichkeiten der Drohnen drastisch erweitern und vereinfachen. In Zukunft könnte die Technologie dazu beitragen, Waldbrände frühzeitig zu erkennen oder Wälder in Gefahrenlagen zu überwachen.

Waldbrände werden oft erst erkannt, wenn es schon zu spät ist

Feuer in Wäldern rechtzeitig zu erkennen, ist eine große Herausforderung. Gerade in Flächenländern mit riesigen und oft abgelegenen Waldgebieten stoßen konventionelle Überwachungstechnologien wie Bodentürme oder Flugzeuge und Hubschrauber an ihre Grenzen. Während Erstere nur kleinere Gebiete überwachen können und zudem häufig falschen Alarm schlagen, sind Letztere zu teuer für regelmäßige Überwachungsflüge.

Genau hier liegt das Potenzial der Starrflügeldrohnen: Sie sind unbemannt, leistungsstark und mit Kameras, Infrarotsensor und Satellitennavigationssystem ausgerüstet. Doch die Drohnen haben auch einen Nachteil: Bislang brauchen sie eine Startbahn, um abzuheben. Ohne längere Transitflüge können sie daher nicht dort zum Einsatz kommen, wo sie gebraucht werden. Kleinere, senkrechtstartende Drohnen könnten diese Abhängigkeit zwar umgehen; ihre Reichweite und Ausdauer ist allerdings ca. 30-50 Prozent verringert. Eine effektive Überwachung von großen Gebieten wäre damit nicht möglich.

REALISE-System vereint die Vorteile verschiedener Drohnen

Mit dem REALISE-System konnten die Forschenden nun die Vorteile beider Drohnen vereinen: Denn die Hauptkomponenten des Systems sind ein mobiles Schienensystem und ein elektrisch angetriebener Schlitten, auf dem die Drohne startet und landet. Dank dieser Technik kann die Starrflügeldrohne flexibel zu jedem Einsatzort transportiert werden und dort abheben – ohne das die Effizienz leidet. Diese konnten die Forschenden sogar noch steigern, indem sie auf das Fahrwerk der Drohne verzichtet haben. Das steigert die Reichweite und Ausdauer nochmals um 10 bis 25 Prozent.

Das mobile System kann am Einsatzort innerhalb von 60 Minuten von Einsatzkräften montiert und in Betrieb genommen werden. Nach dem Start einer oder mehrerer Starrflügeldrohnen können diese mehrere Stunden in der Luft verbleiben, bevor sie wieder auf der Plattform landen. Für die Landung synchronisiert sich der Schlitten automatisch mit der Position und Geschwindigkeit der Drohne, welche dadurch auch ohne Fahrwerk schadenfrei aufsetzen kann.

Von Seenotrettung bis Bahnstreckeninspektion – weitere Einsatzgebiete denkbar

Neben der Waldbrandfrüherkennung ermöglicht die REALISE-Technologie auch den landebahnunabhängigen, automatisierten Betrieb von effizienten Starrflügeldrohnen in einer Vielzahl weiterer Anwendungen, in denen große Flächen oder lange Wege abgedeckt werden müssen: etwa die Suche nach in Seenot geratenen Personen über große Wasserflächen oder die Inspektion von Deichanlagen oder Bahnstrecken.