Abteilung Unbemannte Luftfahrzeugsysteme
Unbemannte Luftfahrzeugsysteme (engl. Unmanned Aircraft Systems - UAS), auch als Drohnen oder unbemannte Luftfahrzeuge bekannt, sind Fluggeräte ohne menschliche Besatzung an Bord. Diese Systeme werden ferngesteuert oder autonom betrieben. Unbemannte Luftfahrzeugsysteme spielen eine wichtige Rolle in verschiedenen Branchen und haben das Potenzial, viele Aspekte des täglichen Lebens zu beeinflussen, angefangen von wissenschaftlichen Untersuchungen bis hin zu kommerziellen Anwendungen und Rettungseinsätzen. Das Institut für Flugführung forscht seit mehreren Jahren an Konzepten und Technologien, die eine Integration von UAS in den kontrollierten und auch im unkontrollierten Luftraum ermöglichen. Die Integration von UAS in den allgemeinen Luftverkehr, bietet Potenzial für innovative Anwendungen und Effizienzgewinne, erfordert jedoch sorgfältige Planung, Zusammenarbeit und die Bewältigung technologischer, regulatorischer und sicherheitstechnischer Herausforderungen. Gebündelt werden dieses Arbeiten im Institut in der Abteilung „Unbemannte Luftfahrzeugsysteme".
Die Abteilung befasst sich insbesondere mit folgenden Forschungsfragen:
Forschungsarbeiten in DLR-internen und europaweiten Projekten
In einem künftigen Luftraummanagementsystem für unbemannte und bemannte Luftraumteilnehmer sind zahlreiche Randbedingungen zu berücksichtigen, um eine sichere und effiziente Integration neuer Luftraumteilnehmer zu gewährleisten. Dies gilt besonders in urbanen Gebieten. Ein U-Space/UTM für urbane Gebiete ist derzeit von großem Interesse, nicht nur für UAS-Betreiber, sondern auch aufgrund der höchsten Anforderungen in spezifischen Anwendungsszenarien wie Paketlieferungen oder Verkehrsüberwachung.
Die Herausforderungen in solchen Szenarien umfassen komplexe Hinderniskulissen, zahlreiche Risikobereiche und die Integration verschiedener Luftverkehrsteilnehmer mit unterschiedlichen Prioritäten, Größen und Fähigkeiten. Weitere Forschungsarbeiten der Abteilung konzentrieren sich auf die Entwicklung von Konzepten und Technologien, die ein sicheres und effizientes Verkehrs- und Luftraummanagement unter diesen komplexen Randbedingungen ermöglichen. Projekte wie SESAR CORUS, EDA TRAWA, SESAR AIRPASS und WW-ATM dienen der Entwicklung von Performance-Based Operations für UAS und der Erprobung eines strategischen Luftraum- und Verkehrsmanagements.
Integration von UAS in den kontrollierten Luftraum
Die Abteilung konzipiert schrittweise Integrationsverfahren für unbemannte Luftfahrtsysteme in den kontrollierten Luftraum. Hierbei werden offene Einsatzpunkte identifiziert und spezifische ATM-Prozeduren entwickelt, um den sicheren Betrieb der unbemannten Systeme zu gewährleisten. Dabei spielen zentrale Aspekte wie das Design der Bodenkontrollstation eine bedeutende Rolle, ebenso wie die Frage, wie der Operator optimal bei seinen Aufgaben unterstützt werden kann. Dieser integrative Ansatz zielt darauf ab, eine reibungslose und sichere Koexistenz von bemannten und unbemannten Luftfahrzeugen zu ermöglichen.
Optimierte Missionsplanung und –durchführung
Im Fokus der Forschungsarbeiten liegt maßgeblich die Optimierung der Missionsplanung. Die Abteilung strebt dabei an, dass Missionen für einzelne oder mehrere unbemannte Luftfahrzeuge mit vielfältigen Aufgaben, wie Überwachung oder Hilfsgütertransport, unter Berücksichtigung verschiedener Randbedingungen wie zeitkritische Einsätze, optimal zu planen und durchzuführen. Hierbei hat die Sicherheit der Einsätze stets oberste Priorität.
Erprobung neuer Konzepte
Die Abteilung führt regelmäßig Erprobungen und Bewertungen neuer Verfahren und Technologien für unbemannte Luftfahrtsysteme durch. In enger Zusammenarbeit mit Praxisanwendern werden diese Innovationen zunächst in sicheren Simulationsumgebungen des Validierungszentrums Luftverkehr getestet. In einem weiteren Schritt erfolgen Flugversuche, bei denen sowohl Forschungsflugzeuge als auch Bodenkontrollstationen des DLR zum Einsatz kommen. Dieser ganzheitliche Ansatz gewährleistet eine gründliche Überprüfung der Leistungsfähigkeit und Sicherheit unter realen Bedingungen, um sicherzustellen, dass die entwickelten Technologien den Anforderungen in der Praxis gerecht werden.