Am Dienstag, den 21.02.2023, findet das i2b meet-up mit dem Titel „Zivile Nutzung von Drohnen“ in Bremen statt. Die Veranstaltung kann sowohl vor Ort als auch in einer Liveübertragung verfolgt werden.

Themen und Podiumsrunde vom i2b meet-up

Es geht im Kern um die Projektplattform „U-Space Reallabore Norddeutschland und Deutsche Bucht & UAS-Leitstelle Bremen (USSP)“ und Bremen als Standort für die unbemannte Luftfahrt. Dabei ist der reibungslose Betrieb der bemannten und unbemannten Luftfahrt zwingend notwendig. Damit die Integration sicher von statten gehen kann, wird ein U-Space Service Provider benötigt.

Bei der Veranstaltung werden auch bekannte Gesichter der Luftfahrt über ihr Unternehmen berichten und neue Ideen vorstellen. Der Gründer und Unternehmer Harald Rossol wird mit einem Vortrag die anschließende Podiumsrunde einleiten und auch an der Diskussion teilnehmen. Thema wird auch das erfolgreich abgeschlossene Projekt VTOL-EGM sein, welches von b.r.m. IT & Aerospace und zwei weiteren Einrichtungen ins Leben gerufen und durchgeführt wurde.

Weitere Informationen zum i2b meet-up finden Sie hier.

Der IT-Dienstleister b.r.m. hat zusammen mit der Droniq GmbH und der IFAM am 26.01.2023 einen Workshop zum Thema Plattform U-Space Nord-West und USSP Bremen gegeben. Diese Präsentation wurde beim Fraunhofer Institut für Fertigungstechnik und angewandte Materialforschung (IFAM) gehalten.

Referenten und Überblick

Die Präsentation wurde von Emily Pfister, der Sales & Business Development Managerin bei der Droniq GmbH, Tim Strohbach, Wissenschaftler am IFAM, und Harald Rossol, Geschäftsführer und Gründer des Bremer IT-Dienstleisters b.r.m. Zu den Teilnehmern des Workshop gehörten mehrere Interessierte darunter auch die Deutsche Gesellschaft zur Rettung Schiffbrüchiger (DGzRS), welche enorm von dem Drohneneinsatz in der Nordsee profitieren würde. Nach der Begrüßung und einer Vorstellungsrunde folgte dann die Präsentation des U-Space Nord-West & USSP Bremen und der aktuelle Stand bei der Umsetzung der U-Space Verordnung.

Inhalt der Präsentationen beim IFAM Workshop

Zudem wurde sich über die aktuellen Entwicklungen und die Bewertung des Geschehens in Deutschland ausgetauscht. Dabei stellte man fest, dass es noch ein weiter Weg sei bis die vor kurzem in Kraft getretene EU Verordnung zum U-Space in deutsches Recht formuliert wurde. Deshalb ist es umso wichtiger in BVLOS und VLOS in Reallaboren zu testen.

Daraufhin haben die Referenten die Teilnehmern des Workshop über den BVLOS Einsatz in Testzentren gesprochen. Sie klärten über das Testzentrum Helgoland und ODCC auf und teilten bisherige Ergebnisse und Erfahrungen mit. Außerdem wurde der Flugplatz Hatten EDWH und die naheliegende Flugschule als perfekter Standort für das Testzentrum Hatten-UAS identifiziert.

Da in der EU Verordnung auch von der Einbindung lokaler Stellen/ggf. Bürgerbeteiligungsverfahren die Rede ist, haben die Referenten beim Workshop auch die UAS Leitstelle Bremen USSP und das U-Space Reallabore Norddeutschland vorgestellt.

Abschließend gab es noch den Ausblick für die kommenden Jahre und den Appell an die Politik, die Behörden, Wissenschaft und Forschung, etc. Danach wurden Beteiligungsmöglichkeiten für die Teilnehmer in einer Liste dargestellt.

Die wohl wichtigste Veranstaltung in diesem Jahr für die unbemannte Luftfahrt und der Hubschrauber Fliegerei ist heute zu Ende gegangen. Das RotorDrone Forum in Bückeburg hat nach zwei Tagen, vielen interessanten Vorträgen und Gesprächen zwischen den jeweiligen Interessierten wieder mal erfolgreich für Innovation gesorgt.

Worum es beim Forum geht

Organisiert von dem UAV Dach e.V. und dem Hubschraubermuseum Bückeburg e.V. fand das RotorDrone Forum in Bückeburg statt. Die Historie und Kompetenz beider Vereine bildet die Basis solch einer innovativen Veranstaltung. In Zukunft müssen sich Helikopter und Drohnen einen Luftraum teilen. Die Kombination beider Flugarten wird für zukünftige Geschäftsmodelle essenziell sein. Dieses und weitere Themen wurden bei der Veranstaltung intensiv diskutiert. Bei dem Programm des Forums geht es vor allem um die Themen U-Space, technische Anforderungen, EU-Konformitätsprüfung, Umwelt, Sicherheit und Effizienz der Drohneneinsätze. Zudem wurde über das Konzept der Urban Air Mobility von der EASA diskutiert.

Zu den Referenten gehören Fachleute aus Unternehmen, Institutionen sowie Ämtern. Im interessierten Publikum befand sich auch Markus Rossol, welcher den IT-Dienstleister b.r.m. vertreten durfte. Als IT- und UAS-Consultant hat sich Markus Rossol an den intensiven Gesprächen informativ beteiligen können. Außerdem ist er durch die erfolgreiche Absolvierung seiner Flugfunkprüfung im Besitz des BZF I Zeugnisses und wird zukünftig als U-Space Provider fungieren.

Durch die Entwicklungen in der Industrie und im Handel muss sich zwangsläufig die Logistik anpassen. Durch den Trend zur Industrie 4.0 und dem Handel 4.0 kommen neue Herausforderungen auf die Logistikunternehmen zu. Der Einsatz von Drohnen hat sich schon bei Search and Rescue Operationen in den USA bewährt und soll zukünftig Zwecke in den verschiedensten Branchen erfüllen. Der Drohneneinsatz könnte somit auch fester Bestandteil der Logistik 4.0 werden.

Bisher in der Logistik

Drohnen werden bereits in den Bereichen der Ersatzteil- und Notfall-Logistik eingesetzt. Dort überzeugen sie mit verlässlichen Lieferungen nach schwer zugänglichen Orten wie beispielsweise hochgelegene Bergstationen und Ölplattformen. Wenn diese Fluggeräte Ersatzteile brauchen, sind wiederum andere Ersatzteillieferanten zur Stelle. Diese Dienstleistungsunternehmen haben sich auf diese Fälle spezialisiert und bieten einen Special Speed Service an. Die Logistiker bringen die benötigten Teile direkt zur Drohne und reparieren diese vor Ort.

Fortschritt im kommerziellen Drohneneinsatz

Die optimale Logistik mit Drohneneinsatz besteht aus der Verschmelzung von automatischen Ausweichsystemen, autonomen Auslieferung und Einlagerung. Die Einlagerung ist in manchen Logistikunternehmen mit der Hilfe von fahrenden Robotern bereits vollkommen autonom.

Die Auslieferung mit Drohnen könnte in naher Zukunft stattfinden, da es eine rasant wachsende Technologie ist und viel Zuspruch bekommt. So wird von vielen Experten vorausgesagt, dass bald mehr als 80% der Lieferungen von Frachtdrohnen abgedeckt werden. Der Drohnenmarkt boomt und das weltweite Volumen betrug 2022 bereits schon 30,6 Milliarden USD. Die Weiterentwicklung der Techniken soll zudem dazu führen, dass schwere Güter mit der höchsten Sicherheitsstufe transportiert werden können. Langstreckendrohnenflüge mit einer Flugzeuggröße vergleichbar mit einer A320 sollen dann die Waren über den ganzen Globus verteilen. Die Webseite statista.com prognostiziert deshalb schon für 2030 ein Marktvolumen von 55,8 Milliarden USD.

Da ab dem 01.01.2023 das Mitführen eines Drohnenführerscheins für die meisten Drohnenarten Pflicht ist, sollten sich die Betreiber auch über die CE-Klassen im Klaren sein.

CE- Klassen

Jede Drohne ist nach dem neuen EU-Drohnengesetz in eine Klasse eingeteilt. Dabei gilt generell der Grundsatz: je größer das Risiko beim Betrieb, desto höher die Klasse. Die sieben Klassen heißen C0, C1, C2, C3, C4, C5 und C6. In den meisten Übersichten der Klassen werden nur die Klassen C0 bis C4 abgebildet, da die letzten beiden Klassen auf der C3-Klasse basieren. Eine C3-Drohne kann mit Hilfe von zertifizierten Bauteilen in die C5-Klasse aufsteigen. Jedoch haben die C5- und C6-Klassen keine Höhenbegrenzung und kein Geo-Awareness-System. Bei der Klasse C5 muss eine Art Luftbreme im Flugobjekt eingebaut sein, damit vor einem Absturz die Geschwindigkeit reduziert wird.

Vorteile der neuen Klassen

Die CE-Klassen sind deutlich voneinander getrennt und bieten einen gewissen Überblick. Jeder Mitgliedsstaat der EU muss dafür verbindliche Daten zu den örtlichen Flugverbotszonen und Flugbeschränkungsgebieten angeben. Die Daten werden anschließend zusammengestellt und es wird ein europaweit einheitliches Format entwickelt. Die Informationen, die dieses Format enthält, werden dann dem UAS-Piloten der Klassen C1, C2 und C3 vor dem Start mitgeteilt.

Zudem sind die Drohnenhersteller dazu verpflichtet, ihre Drohnen selbst in die entsprechenden CE-Klassen einzuordnen und diese entsprechend an der Drohne zu markieren. Somit hat der Betreiber zwar nicht die Aufgabe beim Kauf sein Fluggerät zu klassifizieren, allerdings ist er lediglich dazu verpflichtet die neuste Version der Formate parat zu haben.

Für die Analyse und die maximale Menge an sicheren Flügen sorgt Strategic Deconfliction. Das System bildet die Basis für die Verbesserung der Flugsicherheit und die Fluganzahl.

Situation der Fluglotsen

Für einen sicheren Flug gibt es Lotsen, die auf die Einhaltung des Abstandsmindestwert der Flugzeuge achten. Damit die Lotsen aber nicht überlastet werden, wird zu jedem Lotsenteam ein begrenzter Bereich zugeteilt. Diese Bereiche reduzieren und begrenzen wiederum die Anzahl der Flüge pro Stunde.

Für die Einhaltung dieser Flughafenkapazitätsbeschränkung und die Koordination der Flüge ist die EUROCONTROL verantwortlich. Sie hat die Aufgabe, diese Beschränkungen sicherzustellen. Die Organisation prüft auch ob weitere Flüge in einem Abflugzeitfenster möglich sind. Sofern der einzuhaltende Mindestabstandswert erfüllt ist und gleichzeitig die Kapazitätsbeschränkung eingehalten wird, werden die Abflugzeiten neu zugewiesen. Wenn dabei aber der Mindestanstand zwischen den Flugzeugen nicht gewährleistet werden kann, tritt ein Konflikt auf. Bei einem Konflikt hat der Lotse die Aufgabe den Piloten mit seinem Flugzeug auf Abstand zuhalten. Durch diese weitere Arbeit wird der Lotse zusätzlich belastet und die Kapazität seines Arbeitsfelds sinkt und es entstehen zusätzliche Kosten.

Strategic Deconfliction

Damit diese Konflikte in Zukunft weniger auftreten, hat die NASA das Flugsicherheitssystem Strategic Deconfliction ins Leben gerufen. Diese Konfliktlösung basiert auf Datensätze, Sektorengrenzen, Flughafeneigenschaften und Trajektorien. Trajektorien sind Luftbahnen, die ein einzelnes Luftpartikel in einem bestimmten Zeitraum durchläuft. Diese Komponenten werden in ein Diagramm eingetragen und es wird der effizienteste Kompromiss ermittelt.

Zu den Datensätzen gehören zudem Verzögerungskosten, Konfliktkosten und Nebenbedingungen, die alle im möglichst ausgeglichener Kompromiss zwischen der Konfliktreduzierung und Verzögerung miteinbezogen werden. Die NASA hat dazu eine ausführliche Analyse zu der Performance von Strategic Deconfliction durchgeführt. Diese Basis modelliert dann das Air Traffic Flow Management (ATFM).

Für die Verbesserung der Sicherheit im Luftraum gibt es Erkennungstechniken, die daraufhin den Piloten darauf aufmerksam machen und dann zum Ausweichen bringen. Diese Technik wird besonders für den unbemannten Flugverkehr essentiell sein. Ein Beispiel einer solchen Technik ist das Detect and Avoid Radar und das Due Regard Radar. Solche Systeme schlägt auch die EASA vor.

Detect and Avoid Radar

Das Detect and Avoid Radar (DAA) ermöglicht dem Betreiber eines ferngesteuerten Flugobjekts eine sichere Integration seines unbemannten Systems in den nicht getrennten Luftraum. Es verbessert die Erkennung des Piloten durch eine Systems, das das menschliche Auge hinsichtlich ihrer Reichweite, Erkennungswahrscheinlichkeit und Genauigkeit übertrifft.

Das sorgt für eine erhöhte Flugsicherheit und die Erkennung eines jeden Flugobjekts im Luftraum. Diese Technik ist zudem wetterbeständig und kann unabhängig vom Wetter genutzt werden.

Due Regard Radar

Das Due Regard Radar (DRR) ist ein Luft-zu-Luft-Radar und wurde entwickelt damit ferngesteuerte Flugzeuge im internationalen Luftraum fliegen können. Das DRR besteht aus einer Active Electronically Scanned Array (AESA)-Antenne mit zwei Panels und einer Radarelektronikbaugruppe (REA). Das System gibt dem Piloten des ferngesteuerten Flugzeugs die Möglichkeit Flugzeuge über das gleiche Sichtfeld wie ein normaler Pilot zu erkennen. Es ersetzt quasi die Augen des Piloten. Diese Technologie ermöglicht es dem System, mehrere Ziele zu verfolgen und gleichzeitig weiterhin nach neuen Flugzeugen zu suchen. Flugtests sind sowohl mit bemannten als auch mit unbemannten Flugzeugen durchgeführt worden.

DRR ist schließlich eine Schlüsselkomponente der gesamten Flugzeug Detect and Avoid-Architektur. Das DAA muss Flugzeuge mit und ohne Transponder erkennen können und daraufhin ausweichen. Die Erkennung und Verfolgung kooperativer (mit Transponder ausgestatteten) Flugzeuge erfolgt beispielsweise durch das Traffic Collision Avoidance System (TCAS) und den Automatic Dependent Surveillance-Broadcast (ADS-B).

Das erste RotorDrone Forum fand im November 2015 statt und wird seitdem erfolgreich fortgeführt. Bei dem Forum geht es um die unbemannte Luftfahrt.

Hintergrund

Das Hubschrauberzentrum e.V. ist der Förderverein des Hubschraubermuseums in Bückeburg. Der Verein bringt Hubschrauberbegeisterte, Techniker, Piloten, Ingenieure, Unternehmer, Wissenschaftler und Interessierte zusammen. Das Zentrum hat den wissenschaftlichen Austausch durch das Hubschrauberforum gefördert und erweitert es nun auf die unbemannte Luftfahrt.

Der Verband Hubschrauberzentrum e.V. hat zusammen mit Achim Friedl, Vorstandsvorsitzender des UAV DACH e.V., das nächste Forum organisiert. Im Jahr 2023 findet das Event am 26.01 und 27.01 im bückeburger Hubschraubermuseum statt. Auf die Besucher warten interessante Gespräche und Vorträge.

Das Programm des Forums

Das RotorDrone Forum sieht ein spannendes Programm, mit verschiedenen Themenbereichen vor. Am ersten Tag stehen die Themen U-Space – Integration von Drohnen in den Luftverkehr sowie Technische Anforderungen und EU-Konformitätsprüfung an. Unter den Vortagenden sind Unternehmer, Leiter von Institutionen und Vertreter des Bundesministeriums und der Bundeswehr.

Am zweiten Tag des Forums gelangen die Themen Umwelt, Sicherheit und Effizienz der Drohneneinsätze sowie das Thema Advanced Air Mobility in den Fokus. Zu den Referenten gehören Professoren, Doktoren und Geschäftsführer.

Den genauen Zeitplan und die Anmeldung zur Veranstaltung finden Sie hier.

Die Begriffe MTOM und Payload sind elementarer Bestandteil der Sicherheit während und vor dem Flug. Sie sind sehr wichtig, da ohne die Einhaltung beider Größen die Flugobjekte abstürzen können.

MTOM

In der Luftfahrt beschreibt das Akronym MTOM die höchstzulässige Startmasse eines Flugobjekts. Also das Gewicht mit der beispielsweise das Flugzeug abheben kann, ohne beeinträchtigt zu werden. Dazu müssen auch die vorgeschriebenen Sicherheitsreserven eingehalten werden.

Das Abfluggewicht setzt sich aus verschiedenen Teilen zusammen. Dazu gehört der Treibstoff, der sowohl den Streckentreibstoff als auch den Reserve- und Rolltreibstoff beinhaltet. Neben dem Leergewicht ist auch die Nutzlast mitinbegriffen.

Payload

Die zulässige Nutzlast (engl. payload) ist die maximal zulässige Gesamtmasse. Zur Nutzlast eines Flugzeuges gelten in der Regel die Fracht, die Passagiere und das Gepäck. Bei der Beladung eines Flugzeuges wird genau auf die Verteilung des Gewichts geachtet damit der Schwerpunkt mittig auf den Tragflächen liegt. Mit der optimalsten Gewichtsverteilung verbraucht das Flugzeug nicht nur weniger Treibstoff, sondern ist auch einfacher zu fliegen.

Bei senkrechtstartenden Flugobjekten

In Bezug auf vertikal abhebenden Flugobjekten, auch VTOL genannt, muss beim Payload die Verschiebung des Schwerpunktes beachtet werden. Bei Drohnen mit vier oder mehr Rotoren, die waagerecht auf einer Linie angeordnet sind, sollte sich der Schwerpunkt in der Mitte der Drohne befinden. Die Auswirkungen sind dann nicht anders als bei Flugzeugen. Der Payload sollte bei Drohnen, wie auch bei Helikoptern, die Auftriebskraft der Rotoren nicht übersteigen. Ansonsten ist ein vollständiges Abheben nicht möglich.

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Am 29.11.2022 hat die Europäische Kommission ihre Drohnenstrategien 2.0 bekanntgegeben. Sie möchte dem europäischen Drohnenmarkt neue Chancen und Weiterentwicklungen bieten um nicht nur den Einsatz von Drohnen alltäglich werden zu lassen, sondern auch um den weltweit fortschrittlichsten Sicherheitsrahmen zu bilden.

Bisheriger Einsatz von Drohnen

In der Europäischen Union wurden Drohnen bisher meistens nur für kleinere Aufgaben verwendet. Sie wurden hauptsächlich für Vermessungen von Infrastruktur, Überwachungen von Ölverschmutzungen und Bodenbeprobungen verwendet. Manchmal wurden Drohnen auch für den Transport von kleineren medizinischen Lieferungen wie beispielsweise Laborproben genutzt. Die Drohnenstrategien sind noch ausbaufähig. Das soll sich jetzt ändern.

Ab der Einführung des U-Space, dem eigenen Luftraum für Drohnen, im Januar 2023 soll das ganze Thema Drohnen zum Alltag von vielen Menschen gehören. Drohnen sollen dann nicht mehr allein vom Militär oder für kleinere Zwecke verwendet werden, sondern auch für kommerziellere Vorhaben.

Strategien für Drohnen im Alltag bis 2030

In den Drohnenstrategien 2.0 beschreibt die Europäische Kommission auch ihre Vorstellungen vom Drohnenmarkt im Jahr 2030. Bis dahin übernehmen Drohnen wichtige Aufgaben für die Allgemeinheit.

Zivile Drohnen sollen dann zu den Notfalldiensten dazugehören. Sie liefern Arzneimittel und können möglicherweise schon Patienten transportieren. Zusätzlich sollen sie bei Kartierungen, Inspektionen und weiteren Überwachungen helfen. Außerdem soll bis dahin der Flugbetrieb vollständig automatisiert sein. Drohnen fungieren dann auch als sogenannte Flugtaxis und transportieren dann Menschen von A nach B.

Damit diese Vorstellungen zur Realität werden, hat sich die Kommission Strategien überlegt. Die Ausbildungen von Piloten für die verschiedenen Drohnenarten und vor allem VTOLs erneuert und erweitert werden. Um den europäischen Drohnenmarkt in ein kommerzielles Umfeld zu bringen, soll zudem eine Onlineplattform für Interessenträger und für die Industrie der nachhaltigen Luftmobilität eingeführt werden. Des Weiteren ermöglicht ein strategischer Drohnentechnologiefahrplan eine genaue und unabhängige Organisation der Forschung und Innovation.

Aus der Synergie von dem zivilen und dem militärischen Einsatz von Drohnen sollen auch Drohnenabwehrlösungen für die Sicherheit entstehen. Die Kommissarin für Verkehr, Adina Vălean, schätzt, dass die europäischen Drohnendienste bis 2030 einen Gesamtwert von 14,5 Milliarden Euro erreicht haben und rund 145 000 Arbeitsplätze bieten.