Integration von Drohnen in den Luftraum zur Nutzung ihres Potenzials
Drohnen bieten ein breites Anwendungsspektrum – sie können beispielsweise zur Umweltüberwachung und in der Präzisionslandwirtschaft eingesetzt werden. Sie müssen allerdings erst sicher in den Luftraum integriert werden, bevor ihr Potenzial ausgeschöpft werden kann. U-space ist der europäische Ansatz für die Integration einer großen Anzahl von Drohnen vor allem in den sehr niedrigen Luftraum. Der Ansatz beruht auf neuen Diensten und speziellen Verfahren, die entwickelt wurden, um den sicheren, effizienten und gefahrlosen Zugang zum Luftraum zu unterstützen, und wurde mit dem U-space-Entwicklungsplan abgestimmt. Ziel des EU-finanzierten Projekts SAFEDRONE war die Bewältigung dieser Herausforderung: Es wurden unter Verwendung der Dienste und Verfahren von U-space, die die gemeinsame Nutzung des Luftraums durch die allgemeine Luftfahrt und Drohnen vorsehen, praktische Erfahrungen beim Betrieb im sehr niedrigen Luftraum gesammelt. Die Initiative wurde innerhalb des gemeinsamen Unternehmens SESAR finanziert, einer öffentlich-privaten Partnerschaft zur Modernisierung des europäischen Flugverkehrsmanagementsystems. Die Dienste von U-space beruhen auf einem hohen Grad der Digitalisierung und Automatisierung der Funktionen – sowohl an Bord der Drohne selbst als auch in der bodengestützten Umgebung. Projektkoordinator Javier Barcala erklärt: „U-space schafft die geeigneten Rahmenbedingungen für die Unterstützung des routinemäßigen Drohnenbetriebs und eine übersichtliche und effektive Schnittstelle zum besetzten Luftverkehr. Daher handelt es sich nicht um einen festgelegten Luftraumabschnitt, der abgegrenzt und nur von Drohnen genutzt wird.“
Flugerprobung
Das Konsortium führte eine Vielzahl experimenteller Flugtests durch. Ziel war dabei die Bereitstellung von Felddaten, die qualitative und quantitative Informationen über die unterschiedlichen Aspekte der Modellierung der U-space-Szenarien liefern. Die erhaltenen Ergebnisse bieten insbesondere nützliche Informationen über den Mindestabstand zwischen Drohnen, die 4G-Abdeckung/langfristige Abdeckung in verschiedenen Höhen sowie die Unterschiede zwischen mehreren Höhensensoren und Verfahren zur Durchführung von Flügen außerhalb der Sichtverbindung in einer sicheren und konstanten Höhe und von konstanten Ellipsenflügen. Das Forschungsteam führte außerdem Demonstrationen zur Validierung unterschiedlicher Verfahren für die Anwendung in Notfällen oder unvorhergesehenen Situationen durch, die von U-space bewältigt werden müssen. Diese Situationen umfassten den Ausfall des Geofencing, eine virtuelle Grenze um ein reales geografisches Gebiet und die Aktivierung einer Flugverbotszone. Die Projektpartner gewährleisteten außerdem mithilfe von U-space-Diensten den Abstand zu einem Verkehrsflugzeug. In diesem Szenario wurde der gleichzeitige Betrieb mit bis zu sieben Drohnen und einem im selben Gebiet fliegenden Flugzeug der allgemeinen Luftfahrt durchgeführt. Dabei konnten verschiedene Verfahren für das Ausweichen der Drohnen vor dem Verkehrsflugzeug im sehr niedrigen Luftraum unter unterschiedlichen Bedingungen getestet werden.
Ein technischer Erfolg
Darüber hinaus wurden im Rahmen von SAFEDRONE nicht-kooperative und autonome Funktionen für das Erkennen und Ausweichen erfolgreich demonstriert – eine für die Erhöhung des Sicherheitsniveaus des autonomen Drohnenbetriebs entscheidende Funktion. „Die Demonstrationsflüge zeigten außerdem die technische Machbarkeit der Integration dieser fortschrittlichen Funktionen für das Erkennen und Ausweichen vor Hindernissen in Drohnen sowie für die Integration der Drohnen in U-space. Somit ist die Integration fortschrittlicher Dienste wie ‚Detect and Avoid‘ technisch machbar“, merkt Barcala an. Die Ergebnisse von SAFEDRONE werden durch U-space in der Drohnen- und Luftfahrtbranche von Nutzen sein, da Langstreckenflüge ermöglicht werden – die Grundlage für die Ausschöpfung des gesamten Potenzials des Drohnenmarktes. „Darüber hinaus wird das Projekt auch für die Gesellschaft als Ganzes von Wert sein, da die Nutzung von Drohnen die Lebensqualität erhöhen kann und die Drohnen ein unverzichtbares Instrument zur effizienten Durchführung schwieriger, repetitiver und gefährlicher Aufgaben werden können“, schließt Barcala.
Schlüsselbegriffe
SAFEDRONE, Drohnen, U-space, Luftraum, Luftfahrt, sehr niedriger Luftraum, Flugverkehrsmanagement
