Wie sich diesen Sommer gerade im Mittelmeerraum einmal mehr gezeigt hat, sind Löschflugzeuge oder Löschhubschrauber die einzigen Mittel, mit denen Feuerwehren größeren Waldbränden Herr werden. Flugzeuge können schnell große Mengen Wasser auch auf schwer zugängliche Brände werfen. Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) veranstaltet seit sechs Jahren Design Challenges für junge Wissenschaftler. Dieses Jahr waren Entwürfe für zukünftige Löschflugzeuge das Thema. Sechs Teams präsentierten jüngst ihre Konzepte.
Die jetzige Löschflugzeuge sind in der Regel umgerüstete Militärflugzeuge, ältere Passagiermaschinen oder Hubschrauber mit Löschbehältern. Weltweit sind nur zwei Spezialflugzeuge zur Brandbekämpfung in Produktion. Beides sind Amphibienflugboote, die sowohl auf dem Wasser landen wie auch Flugplätze nutzen können. Die kanadische Firma De Havilland Canada produziert seit 1994 die CL-415. Sie kann bis zu 6 000 Liter Wasser tragen. Das russische Jet-Flugboot Beriev Be-200 (link: ) fliegt seit 1998 und hat etwa die Größe eines kleinen Verkehrsjets. Sie fasst rund 11 000 Liter Wasser. Die CL-415 ist weiter verbreitet und wird auch von Frankreich, Spanien und Griechenland genutzt.
Die DLR Design Challenge 2022
Bei der diesjährigen Design Challenge ging es nicht einfach um ein futuristisches Flugzeugdesign. Die Aufgabenstellung sah vor, gleich eine Flugzeugflotte zu konzipieren, die gemeinsam bei einem einzigen Löschangriff mindestens 11 000 Liter Wasser über dem Brand abwerfen kann. Dabei konnten die Teams selber entscheiden, wie viele Flugzeuge sie verwenden wollten und wie hoch deren Nutzlast sein würde.
Anforderungen an die Flugzeuge:
- Die Flugzeuge sollen entweder auf Flugplätzen betankt werden, oder Wasser aus Seen, Flüssen oder aus dem Meer aufnehmen.
- Außerdem sollten die Flugzeuge entweder von Piloten geflogen, vom Boden aus ferngesteuert oder aber autonom und unbemannt unterwegs sein.
- Einsatz auch bei Nacht und schlechten Sichtverhältnissen.
- Innerhalb von 24 Stunden eine möglichst große Wassermenge zum Brandort bringen.
- Mehrzweckflugzeuge, die auch als Passagier- oder Frachtflugzeuge genutzt werden können.
- Einsatzbereit bis 2030.
Siegerteam der Uni Stuttgart: Löschflugzeug INFERNO
Den ersten Platz erreichte das Team der Universität Stuttgart mit ihrem Entwurf INFERNO. Diese recht passende Abkürzung steht für „Intelligent FirE RespoNse Operation“, zu deutsch etwa „Intelligente Löschoperation“. Das Flugzeug selbst ist ein so genannter Kombinations-Flugschrauber. Acht horizontale Rotoren lassen es senkrecht starten und landen.
Den Antrieb übernimmt ein hybridelektrisches System, bei dem eine Gasturbine eine Ladebatterie und die elektrischen Motoren unterstützt. INFERNO kann Wasser beim Gleiten über ein Gewässer aufnehmen, oder aber landen, etwas tiefer eintauchen und Wasser in seine Tanks pumpen. So kann das Flugzeug auch einen See anfliegen, der für ein konventionelles Wasserflugzeug zu klein wäre, und dort nach Hubschrauberart landen.
Platz Zwei: „PE-L-FAN-T“ aus Dresden
Für den zweiten Platz qualifizierte sich das Team der TU Dresden. Die Dresdener entwarfen den „PE-L-FAN-T“, eine autonome Drohne mit vier Hubpropellern und zwei Zugpropellern. Mit den Hubpropellern kann die Drohne senkrecht starten und landen, die Zugpropeller sorgt für Vortrieb. Die Abkürzung „PEL-E-FANT“ steht für „proPEllor-driven turbo Electric hybrid Firefighting AutoNomous vTol“ oder „propellergetriebene hybridelektrische autonome, senkrechstartende Feuerlöschdrohne“. Je nach Aufgabe werden unter dem Mittelrumpf Module angebracht. Für Löscheinsätze kommt ein Verband aus mehreren Maschinen zum Einsatz, zwei davon mit Aufklärungsmodulen, um den Brand zu lokalisieren und den Wasserabwurf zu koordinieren.
Dritter Platz: Feuer löschen mit der „FireWasp“ aus Aachen
Den dritten Platz belegte die „FireWasp“ der Rheinisch-Westfälischen Technischen Hochschule (RWTH) in Aachen ist eine Kombination aus Hubschrauber und Flugzeug. Auch die „FireWasp“ fliegt mit einer konventionellen Gasturbine, die allerdings wie in der „INFERNO“ mit synthetischen alternativen Kraftstoffen betrieben wird. Die „FireWasp“ nimmt Wasser durch eine Schnorchelpumpe auf und kann daher auch kleinere Gewässer nutzen. Die Entwickler wollen eine ganze Flotte in den Löscheinsatz schicken. Ein Aufklärungsflugschrauber soll die sechs anderen Löschflugzeuge einweisen und die Wirkung der Wasserabwürfe beobachten. Die sieben Maschinen sind als autonomer Drohnenschwarm unterwegs und werden von einer mobilen Bodenstation aus kontrolliert.
Entwurf aus Dresden und Braunschweig: Löschflugboot GLAROS
Ein gemeinsames Team aus Studierenden der TU Dresden und der TU Braunschweig erreichte mit GLAROS den vierten Platz. Der Entwurf ist ein autonomes Flugboot, das wie die CL-415 oder die Beriev Be-200 Löschwasser beim Gleiten auf dem Wasser aufnimmt.
Verglichen mit den Flugschrauber-Entwürfen kann GLAROS mehr Wasser über größere Strecken ins Ziel bringen. Die Antriebsenergie für die zwölf über beide Flügelvorderkanten verteilten Propeller liefern ein Turbogenerator und zwei Batterien. Allerdings muss die Gasturbine entweder mit herkömmlichen Kerosin oder mit synthetischen Kraftstoffen betrieben werden.
Dipper – Löschflugboot aus Ravensburg
Die DHBW (Duale Hochschule Baden-Württemberg) in Ravensburg schickte gleich zwei Teams in die DLR Design Challenge. Das „Dipper“-Team reichte ebenfalls einen eher konventionellen Entwurf ein. „Dipper“ ist ein autonomes Amphibienflugboot mit acht entlang der Tragfläche verteilten Propellern. Auch dieser Entwurf nutzt ein hybridelektrisches Antriebssystem zum Betrieb der gegenläufigen Luftschrauben. Um den Einsatz einer „Dipper“-Flotte zu koordinieren, haben die jungen Wissenschaftler eine spezielle Software entwickelt. Bei der Brandbekämpfung fliegen sechs Flugboote im Verband.
Autonomer Löschhubschrauber: Der zweite Vorschlag aus Ravensburg
Der zweite Entwurf aus Ravensburg ist der „Firef(l)ighter“, ein mit einer konventionellen Gasturbine angetriebener Gyrokopter. Zwei Propeller sorgen für den Vortrieb, die kurzen Tragflächen und der große Rotor liefern den Auftrieb. Auch der „Firef(l)ighter“ ist unbemannt unterwegs. Seinen Wassertank füllt der Tragschrauber über eine Saugvorrichtung, die er zum Beispiel in einen See oder einen Flusslauf herablassen kann. Den Löscheinsatz würde ein Verband von zehn Maschinen durchführen. Ein mehrköpfiges Team am Boden würde den Einsatz überwachen.
Hauptfoto: Die Aachener „FireWasp“ ist eine Kombination aus Hubschrauber und Flugzeug. © RWTH Aachen
