Nach gegenwärtigen Schätzungen wird sich das globale Produktionsvolumen von so genannten Unmanned Aerial Vehicles (UAV) – im allgemeinen als Drohnen bezeichnet – in der laufenden Dekade mehr als verdoppeln. Es besteht allerdings weiterhin die Herausforderung, große Drohnen der Kategorien HALE (High Altitude Long Endurance) und MALE (Medium Altitude Long Endurance) in den zivilen Luftraum zu integrieren. Während bereits die Vorschriften zur Zulassung der unbemannten Flieger in Vorbereitung sind, arbeiten Forschung und Industrie – auch in Deutschland – an technischen Lösungen, um Kollisionen zu vermeiden. Diese so genannte Detect-and-Avoid-Technologie gilt als Voraussetzung für die Freigabe der UAV für den zivilen Luftraum.
Nachdem der Sensorspezialist Hensoldt in Kooperation mit Diehl und weiteren Partnern in den vergangenen Jahren an der neuen Technologie erfolgreich gearbeitet hat und die notwendige Sensorik bereits getestet wurde, soll im Sommer der nächste Schritt erfolgen: Das selbstständige Ausweichen eines mit Detect-and-Avoid-Technik ausgestatteten Flugzeugs vor anderen auf Kollisionskurs befindlichen Flugobjekten.
Nach Aussage von Dietmar Klarer, Entwicklungsingenieur bei Hensoldt, soll dazu eine mit AESA-Radar ausgestattete Propellermaschine des Typs Do 228 des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) die Rolle einer unbemannten Drohne simulieren und selbstständig Ausweichmanöver fliegen. Partner bei dem Vorhaben, das im Rahmen des Forschungsprogramm KoKo2 – die Abkürzung steht für Kollisionserkennung/Kollisionsvermeidung für Single-Pilot-Cockpit und unmanned Cargo – vom Bundeswirtschaftsministerium gefördert wird, sind neben Hensoldt die Uni der Bundeswehr in München, die Deutsche Flugsicherung und das DLR.
Mit KoKo2, das für den Zeitraum von 2018 bis 2022 terminiert ist, werden Versuche aus dem Vorhaben ProSA-n des Bundeswehr-Beschaffungsamtes BAAINBw fortgesetzt, das im Zeitraum von 2015 bis 2019 umgesetzt wurde. Bei ProSA-n sollte in erster Linie die Funktionsfähigkeit der Sensorik nachgewiesen werden. Neben dem Hensoldt-Radar wurde dabei auch ein optischer Sensor von Diehl in die Tests einbezogen. Zwar wird das laufende KoKo-Vorhaben vom Wirtschaftsministerium finanziert, nach Angaben von Hensoldt hat das BAAINBw jedoch Zugriff auf die Ergebnisse der anstehenden Versuche.
Wie Hensoldt-Ingenieur Klarer erläutert, hat sich bei den abgeschlossenen Versuchen gezeigt, dass für die Einleitung von Ausweichmanövern eine Reichweite des Radars von 10 Kilometern erforderlich ist, um Kollisionen mit nicht kooperativen Fliegern – das sind beispielsweise kleine Propellermaschinen ohne Kollisionswarner und Transponder – zu vermeiden.
Getestet wurde bisher vor allem die einwandfreie Funktionalität des verwendeten Radars, der Optik sowie des Steuerungssystems. Dabei wurden mitunter die auch damals bereits genutzte Do 228 und eine weitere Maschine auf Kollisionskurs geschickt. Da die beiden Flieger jedoch in unterschiedlichen Höhen mit genug Sicherheitsabstand flogen, war ein Zusammenstoß ausgeschlossen. Im Rahmen dieser Tests südlich von Bremen hat die Erprobungsmaschine 2018 insgesamt 15 und 2019 dann 36 Stunden in der Luft verbracht, wobei über 100 Kollisions-Szenarien dargestellt wurden. Man habe das System technologisch im Griff, zieht Klarer sein Fazit aus den Erprobungen.
Bei den im Sommer anstehenden Versuchen wird es dann in erster Linie darum gehen, bei den autonomen Ausweichmanövern das Flugmanagementsystem sowie die verwendete Software zu überprüfen, die von der TU Braunschweig beigesteuert wird.
Hensoldt will sich offenbar mit der Entwicklung und den Tests der Detect-and-Avoid-Technologie als möglicher Lieferant solcher Lösungen für die Eurodrohne positionieren. Denn nach bisheriger Planung soll dieses HALE-UAV von Beginn an im zivilen Luftraum fliegen können und braucht deshalb eine entsprechende technische Ausrüstung.
Der Sensor-Anbieter geht davon aus, dass das als Funktionsmuster genutzte Radar aus dem eigenen Haus die zu erwartenden Spezifikationen sowohl der USA als auch Europas erfüllen wird. Bevor der gegenwärtig verwendete Demonstrator in eine marktreife Technologie überführt wird, dürfte es allerdings noch ein wenig dauern.
Da die Zulassung für den zivilen Luftraum ein wichtiger Meilenstein für die UAV-Technologie wäre, arbeiten auch andere Unternehmen wie etwa der US-Konzern General Atomics (GA) – einer der bedeutendsten Drohnenhersteller weltweit – an der Detect-and-Avoid-Technologie. Nach Auskunft eines Sprechers befindet sich das Unternehmen bereits im Zulassungsprozess für UAV der Kategorie Sky Guardian mit der zivilen Federal Aviation Administration (FAA) der US-Regierung. Die erste Stufe der Zulassung wird nach Aussage des Sprechers bereits für Ende des Jahres erwartet. 2022 könne dann womöglich die Gesamtzulassung erfolgen.
General Atomics hat dazu ein eigenes AESA-Radar entwickelt und seit 2016 bereits in über 3.000 Flugstunden an Bord von MQ-9-Maschinen der Customs and Border Protection getestet. Schon heute dürfen GA-Drohnen laut Hersteller mit Ausnahmegenehmigung der FAA im zivilen Luftraum ohne Begleitflugzeug fliegen.
lah/28.1.2021
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