Drohnen
Bordautonom im dichten Verkehr unterwegs
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
Demonstration von gemischtem Drohnenverkehr in Cochstedt
Im Dezember 2021 führten die beteiligten Forscher am Nationalen Erprobungszentrum in Cochstedt Flugversuche mit mehreren Drohnen durch. Mit der Experimentaldrohne DexHawk konnten dabei neuartige 4D-Führungsfunktionen erfolgreich validiert werden, die Drohne folgte der vorgesehenen Flugbahn präzise. Mit der installierten Lidar-Sensorik tastete die Drohne einen Lichtmast als Beispiel für ein Hindernis ab, das Ergebnis visualisierten die Forschenden zu Kontrollzwecken auf der Bodenkontrollstation.
Um das City-ATM-System in einem möglichst dichten Verkehrsszenario zu testen, ergänzten die Wissenschaftler die realen Drohnen vor Ort um virtuelle Drohnen. Die Forschungsdrohne DexHawk sollte in diesem Szenario aus realem und virtuellem Drohnenverkehr selbstständig ihre Mission abfliegen und dabei Konflikte mit dem umgebenden Verkehr erkennen und selbständig vermeiden.
Außerdem demonstrierten die Wissenschaftler mit einer weiteren Experimentaldrohne ein neues Betriebskonzept, um Flüge außerhalb der Sichtweite des Piloten unter den 2021 neu eingeführten rechtlichen Rahmenbedingungen zu ermöglichen. Dies ist eine wichtige Grundlage für den zukünftigen Betrieb von Drohnen im urbanen Umfeld.
»Temperaturen um den Gefrierpunkt und eisige Winde waren bei den Flugversuchen eine Herausforderung, nicht nur für die Geräte, sondern auch die beteiligten Forscher«, berichtet Kuenz.
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Was heißt »dichter Verkehr« und wo sind die Grenzen?
Um zu untersuchen, welche Menge an Drohnen mit dem entwickelten City-ATM-System realistisch möglich wäre, berechneten die Forscher im Dezember in Laborversuchen ein besonders komplexes Szenario mit schwierigen Bedingungen, in dem jede Drohne in eine andere Richtung flog und ein Mindestabstand von 20 Metern zwischen den Drohnen gefordert war. Dabei kamen im Labor zur Konflikterkennung und -vermeidung die gleichen Softwaremodule wie auch in den Flugversuchen zum Einsatz. Es zeigte sich, dass mit den entwickelten Systemen aus City-ATM Flugszenarien möglich sind, bei denen in einem Quadratkilometer auf gleicher Höhe bis zu 85 Drohnen gleichzeitig sicher und effizient operieren können.
Um das Fundament für ein zukünftiges Luftraummanagement (Air Traffic Management, ATM) im urbanen Luftraum zu legen, arbeiteten in dem Projekt City-ATM die DLR-Institute für Flugführung, Flugsystemtechnik, Kommunikation und Navigation, Luft- und Raumfahrtmedizin, Optische Sensorsysteme und die DLR-Lufttransportsysteme mit mehreren externen Stakeholdern seit 2018 eng zusammen.
Darunter sind die Firmen NXP, FlyNex, DFS, KopterKraft und Auterion sowie das Zentrum für Angewandte Luftfahrtforschung. Das Projekt wurde nach ersten Demonstrationen 2019 an der Hamburger Köhlbrandbrücke, Versuchen zu dynamischen Flugverbotszonen in 2020 und der sicheren und effizienten Führung von Drohnen in dichtem Verkehr Ende 2021 erfolgreich abgeschlossen.
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