Zoals deze zomer opnieuw is gebleken in het Middellandse-Zeegebied, zijn blusvliegtuigen of helikopters onmisbaar bij de bestrijding van grote bosbranden. Vliegtuigen kunnen snel grote hoeveelheden water op moeilijk bereikbare vuurhaarden gooien. Het Duitse lucht- en ruimtevaartcentrum (DLR) organiseert al zes jaar ontwerpuitdagingen voor jonge wetenschappers. Dit jaar was de opdracht het ontwerpen van blusvliegtuigen van de toekomst.
De huidige blusvliegtuigen zijn meestal omgebouwde militaire vliegtuigen, oudere passagiersvliegtuigen of helikopters met brandblustanks. Wereldwijd zijn er slechts twee gespecialiseerde blusvliegtuigen in productie. Beide zijn amfibische vliegboten, die zowel op het water als op vliegvelden kunnen landen.
Het Canadese bedrijf De Havilland Canada produceert sinds 1994 de CL-415, die tot 6000 liter water kan vervoeren. De Russische vliegboot Beriev Be-200 vliegt al sinds 1998 en is ongeveer zo groot als een klein verkeersvliegtuig. De bluscapaciteit is 11.000 liter water. De CL-415 wordt onder meer gebruikt in Frankrijk, Spanje en Griekenland.
De DLR Design Challenge 2022
Bij de ontwerpwedstrijd van dit jaar ging het niet alleen om een futuristisch vliegtuigontwerp. De opdracht was om vliegtuigen te ontwerpen die een bluscapaciteit hebben van minstens 11.000 liter water tijdens één brandbestrijdingsvlucht. Het was ook toegestaan een vloot van kleinere vliegtuigen als drones te ontwerpen, die gezamenlijk aan de voorwaarden voldoen.
De voorwaarden
- De vliegtuigen moeten water kunnen opnemen op vliegvelden, uit meren, rivieren of de zee.
- Ze mogen door piloten bestuurd worden, vanaf de grond op afstand bestuurd worden of autonoom kunnen vliegen
- Ze moeten ook ‘s nachts inzetbaar zijn en bij slechte zichtomstandigheden
- Ze moeten in staat zijn binnen 24 uur grote hoeveelheden water naar de plek van de brand te brengen
- De vliegtuigen moeten ook te gebruiken zijn als passagiers- of vrachtvliegtuig
- Het ontwerp moet uiterlijk in 2030 gebouwd kunnen worden.
Het winnende ontwerp: INFERNO
De eerste plaats ging naar het team van de Universiteit van Stuttgart met het ontwerp INFERNO. (Intelligent FirE RespoNse Operation). Het toestel is een zogenaamde combinatiehelikopter. Met acht horizontale rotors kan het verticaal opstijgen en landen. De aandrijving geschiedt door een hybride elektrisch systeem waarin een gasturbine een oplaadbare accu en de elektromotoren ondersteunt. INFERNO kan water opnemen terwijl hij laag over water scheert, rechtstandig boven een meer kan blijven hangen en zo water in zijn tanks zuigen, of gewoon op een vliegveld water innemen. Dit toestel kan dus ook bij kleine wateren water innemen, waar dat voor de huidige blusvliegtuigen onmogelijk is.
Tweede plaats ‘PE-L-FAN-T’
Het team van de TU Dresden behaalde de tweede plaats. De studenten ontwierpen met de ‘PE-L-FAN-T’ een autonome drone met vier hefpropellers en twee stuwpropellers. De hefpropellers stellen de drone in staat verticaal op te stijgen en te landen, terwijl de tractiepropellers voor de voortstuwing zorgen. De afkorting “PEL-E-FANT” staat voor “proPEllor-driven turbo Electric hybrid Firefighting AutoNomous vTol” of “propeller-driven hybrid electric autonomous vertical take-off firefighting drone”. Afhankelijk van de taak worden modules onder de middenromp bevestigd. Voor brandbestrijdingsmissies wordt een formatie van meerdere machines gebruikt, waarvan twee met verkenningsmodules om het vuur te lokaliseren en de waterstroom te coördineren.
Derde plaats: de ‘FireWasp’
De derde plaats ging naar de “FireWasp” van de Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule (RWTH) in Aken; een combinatie van helikopter en vliegtuig. De ‘FireWasp’ vliegt ook met een conventionele gasturbine. Maar net als in de “INFERNO” wordt hij aangedreven door synthetische alternatieve brandstoffen. De “FireWasp” neemt water op via een snorkelpomp en kan dus ook kleinere wateren gebruiken om bluswater innte nemen. Bij bosbranden bestrijdt een formatie van zes Firewasps het vuur. De vloot wordt gecoördineerd door een verkenningshelikopter die ook het effect van de inzet monitort. De zeven machines zijn een autonome dronezwerm en worden bestuurd vanuit een mobiel grondstation.
Blusvliegboot GLAROS
Een gezamenlijk team van studenten van de TU Dresden en de TU Braunschweig behaalde de vierde plaats met GLAROS. Het ontwerp is een autonome vliegboot die, net als de CL-415 of de Beriev Be-200, bluswater opneemt terwijl hij over het water zweeft. GLAROS kan grote hoeveelheden water over langere afstanden naar de brand brengen. Het voortstuwingsvermogen voor de twaalf propellers, verspreid over beide vleugelvoorranden, wordt geleverd door een turbogenerator en twee batterijen. De gasturbine werkt op conventionele of synthetische brandstoffen.
Blusvliegboot Dipper
De Universiteit Baden-Württemberg in Ravensburg stuurde twee teams naar de DLR Design Challenge. Het ‘Dipper’-team diende een vrij conventioneel ontwerp in. ‘Dipper’ is een autonome amfibische vliegboot met acht propellers verdeeld over de vleugel. Dit ontwerp maakt ook gebruik van een hybride elektrisch aandrijfsysteem om de contra-roterende schroeven aan te drijven. Om de inzet van een Dipper-vloot te coördineren hebben de jonge wetenschappers speciale software ontwikkeld. Tijdens brandbestrijdingsoperaties vliegen zes vliegboten in formatie.
Autonome blushelikopter
Het tweede ontwerp van de Ravensburger universiteit is de'”Firef(l)ighter’, een gyrocopter aangedreven door een conventionele gasturbine. Twee propellers zorgen voor de voortstuwing, de korte vleugels en de grote rotor voor de lift. De ‘Firef(l)ighter’ is ook onbemand. De gyroplane vult zijn waterreservoir via een zuiger, die hij bijvoorbeeld in een meer of een rivier kan laten zakken. De brandbestrijdingsoperatie moet worden uitgevoerd door een vloot van tien machines. Een team van verschillende mensen op het terrein zou toezicht houden op de operatie.
Hoofdfoto: De “FireWasp” is een combinatie van helikopter en vliegtuig. © RWTH Aachen
Als je dit artikel leuk vindt, lees dan ook:
