Damit Drohnen und Flugzeuge sich nicht in die Quere kommen
Drohnen könnten bei Waldbränden oder anderen Katastrophen wichtige Aufgaben übernehmen. Doch in der Luft sind sie nicht allein. Wie sie sich sicher zwischen Flugzeugen und Hubschraubern einsetzen lassen, haben Forschende der TU Dresden erprobt. Sie setzen auf neue Technik.
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Drohnen könnten künftig auch in schwer zugänglichen Gebieten eingesetzt werden. Forschende der TU Dresden untersuchen, wie sie dabei sicher mit bemannten Flugzeugen zusammenarbeiten können. © Pexels/pixabay
Ein Wald brennt. Die Flammen greifen rasch um sich. Löschflugzeuge überfliegen den Bereich, dichter Rauch nimmt den Einsatzkräften am Boden die Sicht. In solchen Situationen könnten künftig auch Drohnen helfen. Sie erreichen schwer zugängliche Gebiete und liefern Informationen. Wären Menschen in Not könnten sie auch Hilfsgüter transportieren.
Damit das gelingt, müssen Drohnen sicher mit bemannten Flugzeugen zusammenarbeiten. Genau das hat das Forschungsprojekt "Air-Take-Off" der Technischen Universität Dresden (TUD) untersucht. Die Forschenden entwickelten Technik, mit der sich gefährliche Begegnungen in der Luft früh erkennen und vermeiden lassen. Die Herausforderung wächst, je häufiger Drohnen fliegen. Denn sie teilen sich den Luftraum mit Flugzeugen und Hubschraubern. Alle müssen einander rechtzeitig erkennen und ausweichen.
Wie Flugzeuge und Drohnen sich erkennen
Schon heute gelten strenge Regeln für Drohnenflüge, etwa in der Nähe von Flughäfen oder außerhalb der Sichtweite des Piloten. Gleichzeitig arbeitet Europa daran, Drohnen stärker in den regulären Luftverkehr zu integrieren. Dafür braucht es jedoch auch Systeme, die bemannte und unbemannte Fluggeräte zuverlässig erkennen und voneinander fernhalten.
Ein Teil der Arbeit der Forschenden widmete sich der Frage, wie Flugzeuge und Drohnen einander wahrnehmen. Bei der sogenannten kooperativen Erkennung senden Luftfahrzeuge Informationen über ihre Position. Andere empfangen diese Signale und wissen so, wo sie sich befinden. Zusätzlich prüfte das Team Kamerasysteme. Die arbeiten auch ohne Funksignale. Sie erkennen automatisch, ob sich ein Flugzeug, eine Drohne, ein Vogel oder ein Ballon nähert, und schätzen die Entfernung. Aus diesen Daten berechnet die Drohne, ob sie ausweichen muss.
Eine weitere Entwicklung bringt Drohnen mit einem bemannten Flugzeug bis in die Nähe des Einsatzortes. Dort setzt das Flugzeug sie ab und lässt sie selbstständig weiterfliegen. So erreichen Drohnen künftig Orte ohne Straßen, eben auch bei einem Waldbrand.
Fliegender Funkmast in der Luft
Damit Flugzeug und Drohne Informationen austauschen können, testeten die Forschenden Verbindungen über WLAN und Mobilfunk. Fällt die Funkverbindung am Boden aus, kann das bemannte Flugzeug die Signale weiterleiten. Es übernimmt dann für die Drohne die Funktion eines Funkmasts in der Luft. Für den Versuch nutzte das Team ein eigenes mobiles 5G-Netz. Dieser Mobilfunkstandard kann die Daten besonders schnell übertragen.
"Mit Air-Take-Off konnten wir verschiedene Bausteine für eine sichere Interaktion von bemannter und unbemannter Luftfahrt entwickeln und unter realen Bedingungen erproben“, sagt Hartmut Fricke, Professor für Technologie und Logistik des Luftverkehrs an der TUD und Leiter des Projekts.
Die Forschenden testeten die Technik auf dem Flugplatz Kamenz. Dort gibt es ein eigenes 5G-Mobilfunknetz, das nur das Gelände versorgt. Außerdem befinden sich dort ein Forschungszentrum für selbstständig fliegende Flugzeuge und eine Cessna 172, das Forschungsflugzeug der TU Dresden.
Bis bemannte Flugzeuge und Drohnen auf diese Weise gemeinsam im normalen Luftraum fliegen können, sind noch Fragen zu klären. Wie zuverlässig die Technik unter verschiedenen Bedingungen funktioniert, soll zunächst der Abschlussbericht zeigen. Er erscheint im Oktober. Dann endet auch das mit rund 2,1 Millionen Euro geförderte Projekt.
