Wie Drohnen dank Leonardo da Vinci weniger Lärm verursachen

Leiser fliegen dank Leonardo da Vinci – Eine uralte Idee macht Drohnen für Städte tauglich

Eine Idee von Leonardo da Vinci soll helfen, den Lärm moderner Drohnen zu senken und ihren Einsatz leiser und effizienter zu machen.

Noch wirken Drohnen in Städten meist wie futuristische Fremdkörper – selten gesehen, oft skeptisch beäugt. Doch ihre Zahl wächst, und mit ihr die Angst vor Lärm. Vor allem in sensiblen Zonen wie Wohngebieten, Kliniken oder Naturschutzarealen könnte ihr Einsatz scheitern, wenn das typische Surren bleibt. Ausgerechnet eine alte Idee von Leonardo da Vinci soll nun helfen, den Geräuschpegel drastisch zu senken. Ein Forschungsteam um Rajat Mittal von der Johns Hopkins University greift in einer neuen Studie auf eine Skizze von Leonardo da Vinci zurück. Der Visionär hatte eine spiralförmige Flugschraube entworfen – viel zu schwer für seine Zeit. Doch moderne Materialien und Technik bringen die Idee zum Schweben.

Alte Zeichnung trifft auf moderne Technik

Da Vincis spiralförmiger Rotor ähnelt einer Archimedes-Schraube, nur verdreht: Statt Wasser zu befördern, soll sie Luft nach unten drücken und damit Auftrieb erzeugen. In seiner Zeit war das reine Theorie, die nötige Antriebskraft fehlte. Heute ermöglichen leichte Kohlefasern und Elektromotoren, das Konzept in die Praxis zu übertragen.

Ein erster Mini-Prototyp aus Maryland schaffte schon 2020 den Abflug. Doch wie effizient die Spirale wirklich ist, blieb zunächst unklar. Das wollte Mittals Team mit Hilfe leistungsstarker Simulationen genauer wissen.

Der da Vinci-Rotor erzeugte deutlich weniger Lärm, um denselben Auftrieb zu erzeugen. © Johns Hopkins University

Simulation zeigt: Spirale spart Energie und senkt Lärm

Im digitalen Windkanal wurde der historische Rotor getestet – inklusive aller Luftverwirbelungen. Das Ergebnis: Die Spirale brauchte rund 20 Prozent weniger Energie als herkömmliche Zweiflügelrotoren, um die gleiche Last zu tragen. „Wir waren überrascht“, sagt Mittal.

Die Spiralform dreht sich langsamer, verteilt den Luftstrom aber auf eine größere Fläche – das mindert die entstehenden Druckwellen. Für Menschen in der Umgebung heißt das: weniger schrilles Surren, das sonst als besonders störend empfunden wird. Ein sanfterer Klang, der sich deutlich besser in den Alltag einfügt.

Weniger Surren, weniger Widerstand

Gerade bei häufigen Flug-Einsätzen sammeln sich Beschwerden. Laut einer NASA-Studie von 2024 bewerten Anwohner Serienflüge deutlich negativer, selbst wenn die Lautstärke moderat bleibt. Auch offizielle Zahlen belegen den Unmut: Anfang 2025 meldete die US-Luftfahrtbehörde fast 9.000 Beschwerden, viele davon wegen Drohnen.

Die Expertin Sheryl Grace von der Boston University sagt laut Earth.com: „Es muss nicht unbedingt da Vincis Design sein, aber schön ist, dass gerade seines funktioniert.“ Denn wenn sich ein Rotor langsamer dreht, zum Beispiel 1.500 Umdrehungen pro Minute weniger, halbiert sich das sogenannte Breitbandgeräusch.

(a) Ein 3D-Modell von Leonardo da Vincis Luftschraube, entnommen aus Wikipedia.
(b) Das in der aktuellen Studie verwendete CAD-Modell der Luftschraube mit konischer Form und einer vollständigen Windung. Die Modellparameter basieren auf den Angaben von Sutherland et al. © Studie

Gerade für Drohnen, die in Wohngebieten Pakete ausliefern oder in der Nähe von Kliniken eingesetzt werden sollen, wäre eine leisere Technik ein echter Fortschritt. Ein eingebauter Lärmdämpfer, ohne Zusatzgewicht, ohne aufwendige Schutzhüllen. Das spart nicht nur Platz, sondern auch Genehmigungsstress.

Zudem verringert die Spirale den Energieverbrauch. Das heißt: längere Flugzeiten, größere Reichweiten, mehr Spielraum für schwere Akkus. Gerade angesichts steigender Lithiumpreise ein willkommener Nebeneffekt.

Hürden bleiben: Seitenwinde, Belastung und Gewicht

Die Spirale bringt jedoch auch neue Herausforderungen mit sich. Im Vorwärtsflug wirken seitliche Kräfte, auf die der Rotor bisher nicht getestet wurde. Auch plötzliche Windstöße könnten dem dünnen Material zusetzen. Für den Praxiseinsatz braucht es noch robuste Lösungen.

Doch das Potenzial des Projekts, das vom Forschungsbüro der US-Armee finanziert wird, bleibt groß, vor allem für Städte, die Lärm und Lieferverkehr reduzieren wollen. Denn: Je leiser Drohnen fliegen, desto näher dürfen ihre Start- und Landeplätze an Wohngebiete rücken. Und je kürzer die Wege, desto weniger Lkw sind auf den Straßen nötig.

Nächste Schritte: Spiralrotoren im Alltag testen

Die Forscher planen jetzt weitere Varianten: andere Steigungen, unterschiedliche Windungszahlen, mehr Auftrieb pro Fläche, bei gleichbleibend leisem Klang. Die Software dahinter erlaubt schnelle Vergleiche, ohne monatelange Bauphasen.

Kleine Testmodelle im Labor sollen die besten Versionen prüfen, mit Hobby-Motoren, Mikrofonen und 3D-Schallmessung. Bleibt das Ergebnis positiv, könnten erste Prototypen unter aktuellen Drohnenregeln draußen getestet werden.

Kurz zusammengefasst:

Leonardo da Vincis spiralförmiger Rotor benötigt rund 20 Prozent weniger Energie als herkömmliche Propeller – und erzeugt dabei deutlich weniger Lärm.
Das geringere Geräusch entsteht, weil die Spirale langsamer rotiert und den Luftstrom gleichmäßiger verteilt – ein großer Vorteil für Einsätze in Wohngebieten, an Kliniken oder in Naturschutzräumen.
Erste Tests im Labor laufen bereits, um den Rotor für die Praxis zu optimieren – leichtere Materialien und stabile Bauweisen sollen helfen, die historische Idee alltagstauglich zu machen.

Übrigens: Drohnen transportieren längst nicht mehr nur Pakete oder Kameras – sie tauchen auch als Waffe in modernen Konflikten auf. Europa entwickelt deshalb mit Hochdruck neue Laserabwehrsysteme, die feindliche Drohnen mit Lichtgeschwindigkeit stoppen sollen – mehr dazu in unserem Artikel.

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