Mit der von der Empa entwickelten FireDrone fliegt man dorthin, wo es heiss ist.
Sie liefert Echtzeitdaten aus Bereichen, die für Menschen und andere Drohnen zu gefährlich sind. Das Fluggerät kann bei extremen Temperaturen für Brandeinsätze oder Industrieinspektionen genutzt werden. Künftig soll sie Daten direkt aus Gefahrenzonen senden. Die FireDrone ist die erste hitzeresistente Drohne. Sie unterstützt die Brandbekämpfung in langen Tunneln, grossen Gebäuden oder in der unüberblickbaren Natur.
Sie übernimmt gefährliche Aufgaben der Feuerwehr und sucht nach vermissten Personen und Gefahrenstoffen. Die Einsatzkräfte können die Lage schneller und fundierter beurteilen und entscheiden. Der an der Empa entwickelte Flugroboter wird von einem Empa- und EPFL-Spin-off weiterentwickelt.
Einsatz bei Feuerwehr und Industrie
Giftiger Rauch, einstürzende Bauteile oder explodierende Stoffe gefährden Feuerwehrleute. Rauch und Schadstoffe sind für über zwei Drittel der Todesfälle bei Brandeinsätzen verantwortlich und über ein Drittel aller Einsätze ist mit gefährlichen Materialien verbunden. Die Stärke der Drohne liegt vor allem beim Einsatz innerhalb grosser und komplexer Strukturen wie Industriehallen, Parkhäusern, Tunneln oder Wäldern. Dort ist das Absuchen besonders zeitaufwendig und gefährlich. Die Nutzung der FireDrone bietet bei unübersichtlicher Lage oder dichten Rauchschwaden grosse Vorteile.
«Eine Drohne, die solche Areale schnell und unbeschadet abfliegen kann, bringt einen klaren Mehrwert», sagt David Häusermann, Empa- Forscher und Mitgründer des Start-ups. Im Industriebereich können viele Anlagen mit Öfen, Raffinerien oder chemischen Prozessen erst nach langen Abkühlphasen sicher inspiziert werden. Stillstandzeiten verursachen Kosten und Energieverluste. Die neue Drohne kann Zement- oder Stahlwerke und Kehrichtverbrennungsanlagen im laufenden Betrieb inspizieren.
Neue Isolation
Bei bisherigen Drohnen gibt es ab etwa 40 Grad Schäden durch Verformungen und die Elektronik versagt. Die FireDrone hingegen ist durch eine patentierte Isolation aus ultraleichtem Aerogel bis zu 200 Grad Hitze einsatzfähig. Während der Entwicklung wurde das Isolationsmaterial verbessert und vereinfacht. Ein reines Polyimid-Aerogel löste eine komplexe, glasfaserverstärkte Verbundstruktur aus Polyimid und Silica ab.
«Wir können das Aerogel in dreidimensionalen Formen giessen und massgeschneidert an die Drohne anpassen», sagt David Häusermann, Empa-Forscher und Mitgründer des Start-ups. Nach jahrelanger Forschung an der chemischen Zusammensetzung entstand eine neuenMaterialkombination, die hohe Wärmebeständigkeit mit mechanischer Flexibilität verbindet. Ein internes Temperaturmanagementsystem kühlt und überwacht die Elektronik kontinuierlich, was zusätzliche Sicherheit für den Betrieb bietet.
Live-Wärmebilder
Eine Infrarotkamera sendet hochaufgelöste Wärmebilder in Echtzeit auf den Bildschirm der Fernsteuerung. Die Fachleute können so gefahrlos Gebäude inspizieren und Brandherde oder Personen lokalisieren. Ohne dass Menschen in Gefahr geraten, können sich Einsatzleiter einen Überblick verschaffen und entscheiden. Mit Zusatzausrüstung messen die Drohnen Temperaturen und Gase.
Da Satellitennavigation mit GPS ist in vielen Situationen nicht möglich ist, entwickelten die Forscher Pilotassistenz- und Lokalisierungssysteme, die auch ohne Satellitensignal stabil funktionieren. Das Spin-off testete die Drohne auf dem Trainingsgelände des Ausbildungszentrums Andelfingen und im Zementwerk von Holcim in Siggenthal. Solche Tests sind entscheidend für den Schritt aus dem Labor in die Realität. Langfristig soll die FireDrone mit einer mobilen Andock- und Wartungsstation mit Lademöglichkeit ergänzt werden, die in Feuerwehrfahrzeuge oder moderne Brandschutzsysteme integriert werden kann.
