Kirigami-Technik: Ein löchriger Fallschirm mit einigen Vorteilen
Ein Fallschirm voller Löcher klingt alles andere als brauchbar, doch eine kanadische Forschungsgruppe(öffnet im neuen Fenster) sieht darin die Zukunft von Drohnenlieferungen. Die Forscher ließen sich von der japanischen Papierkunst Kirigami inspirieren: Dabei wird Papier so gefaltet und geschnitten, dass dreidimensionale Figuren entstehen.
Das Forschungsteam von der École Polytechnique de Montréal verzichtete darauf, einen Fallschirm zu nähen, sondern schnitt stattdessen Schlitze in ein Papierblatt. Durch diese Schlitze kann die Luft langsam entweichen. Und sobald sich das Papier im freien Fall befindet, entfalten sich die Schlitze, wodurch ein Fallschirm entsteht.
Der Entwurf des löchrigen Fallschirms
Bei den Versuchen wurden verschiedene Muster ausprobiert, die mit einem Lasercutter in Kunststoff geschnitten wurden. Nach einigen Tests fand das Team ein geeignetes Layout. Es handelt sich um ein in sich geschlossenes Kirigami-Muster, das aus einer runden Kunststofffolie besteht.
Mit diesem Fallschirm wurden Flaschen und Eier sicher zu Boden gelassen. Im freien Fall nimmt die Folie die Form einer umgedrehten Glocke an – solange sich ein Gegenstand in der Mitte, an einem einzelnen Abhängpunkt, befindet.
Die Objekte sinken jedoch nicht so langsam zu Boden, wie beim Einsatz eines normalen Fallschirms. Dafür kommen herkömmliche Fallschirme durch den hohen Luftwiderstand eher vom Kurs ab. Die Kirigami-Fallschirme sinken senkrecht nach unten, kippen dabei nicht und stabilisieren sich schnell.
Praktische Fallbahn
Der neue Fallschirm folgt laut den Wissenschaftlern einer strengen ballistischen Fallbahn. Die Tests wurden in Simulationen, im Windkanal und bei Abwürfen von Drohnen getestet. Die Abwürfe wurden sowohl im Labor als auch im Freien durchgeführt.
Laut der Forschungsgruppe könnte dies für Paketlieferungen aus der Luft von Vorteil sein. Man müsse Windverhältnisse weniger stark berücksichtigen. Gleichzeitig sei die Abbremsung immer noch ausreichend genug, damit die Ware unbeschädigt an ihrem Zielort ankommt.
Derzeit eignet sich die Technik nur für kleinere Lieferungen. Für größere Pakete könnte das Team jedoch einen Stanzstempel bauen, statt weiterhin die Laserschneidemaschine zu verwenden. Dadurch könnte das Design einfach ins Plastik oder Papier gestanzt werden, was ideal für eine Massenanfertigung wäre. Zudem ist die Herstellung eines Kirigami-Fallschirms kostengünstiger als bei einem handelsüblichen Fallschirm. Die Skalierung soll ebenfalls kein Problem darstellen.
Weitere Schritte bis zur möglichen Massenfertigung
Im nächsten Schritt möchte das Team zudem Origami-Techniken einsetzen. Beim Origami liegt der Schwerpunkt auf dem Falten von Papier, um komplizierte Designs zu schaffen, während beim Kirigami das Schneiden und Falten dazu dient, komplexere und dynamischere Werke zu schaffen.
Ein derzeitiges Problem stellt die kompakte Zusammenfaltung des Fallschirms dar. Deshalb handelt es sich bisher um kein einsatzfähiges Produkt. Zukünftige Varianten könnten aber nicht nur Pakete mit Drohnen liefern, sondern auch mit Hilfsgütern von Flugzeugen aus abgeworfen werden – dort, wo humanitäre Hilfsleistungen in Form von Lebensmitteln und Medikamenten notwendig sind.
Zur Studie
Die Studie erschien am 1. Oktober 2025 in der Fachzeitschrift Nature: Kirigami-inspired parachutes with programmable reconfiguration(öffnet im neuen Fenster) (Von Kirigami inspirierte Fallschirme mit programmierbarer Rekonfiguration).