Fluggeräte

Die Forschung an unbemannten Fluggeräten entwickelt nicht nur Maschinen, sondern sie definiert dabei technologische, gesellschaftliche und regulatorische Grenzen neu und entwickelt dabei gleichzeitig innovative Lösungen für komplexe Herausforderungen der Zukunft.  Dies macht sie zu einer zentralen Säule der automatisierten, digitalen und nachhaltigen Zukunft der Luftfahrt.

Auf den folgenden Seiten möchten wir Ihnen einen Überblick über die verschiedenen Arten unbemannter Luftfahrtsysteme (unmanned aerial systems – UAS oder „Drohnen“), deren technologische Besonderheiten und Eigenschaften sowie die aktuellen Forschungsbedarfe geben. Aktuelle UAS-Entwicklungen umfassen eine große Bandbreite vom Multikopter über Stratosphärenplattformen bis zu den Ballondrohnen. Wir führen hier die verschiedenen Konfigurationen der Luftfahrzeuge auf, dabei ist zu beachten, dass ein unbemanntes System aus Luft- wie auch Bodenkomponenten besteht. Letztere umfassen zum Beispiel Kontrollstationen, Ladeinfrastruktur und Dockingsysteme. Wir fokussieren hier auf das Fluggerät, grundsätzlich sollte im Forschungs-, Regulierungs- und Anwendungskontext eine systemische Perspektive (das UAS-Ökosystem) eingenommen werden.

Grundsätzlich werden unbemannte Luftfahrzeuge in einer Vielzahl von Konfigurationen hergestellt, die sich in der Art der Auftriebs- und Vortriebserzeugung sowie der Flugsteuerung teilweise stark voneinander unterscheiden. Die bei Kleindrohnen gängigste Variante ist der Multikopter mit mehreren fest installierten Rotoren, es gibt jedoch auch Drohnen mit starren Flächen – ähnlich konventioneller Luftfahrzeuge – oder mit schwenkbaren Rotoren. Darüber hinaus sind vielfältige Kombinationen möglich. Der elektrische Antrieb hat sich für kleinere Drohnen durchgesetzt, ist jedoch eine große Reichweite oder eine hohe Nutzlast gefragt, können auch Verbrennungsmotoren, Strahltriebwerke, Wasserstoff-basierte oder hybride Antriebsvarianten zum Einsatz kommen. Luftfahrzeuge, die leichter als Luft sind und daher nicht auf eine aerodynamische Auftriebserzeugung angewiesen sind, wie beispielsweise unbemannte Luftschiffe, bilden einen Nischenmarkt, können aber für bestimmte Aufgaben sinnvoll eingesetzt werden, da sie sehr energieeffizient betrieben werden können.

Im Allgemeinen richtet sich die Art der Konfiguration nach dem Einsatzzweck: Multikopter sind klein, leicht und wendig und benötigen nur wenig Startfläche, da sie den Auftrieb jedoch über drehende Rotoren erzeugen ist ihre Reichweite und Tragfähigkeit begrenzt. Sie sind optimal für den Einsatz bei begrenztem Platzangebot. Im Vergleich dazu verfügen Starrflügler über eine hohe Reichweite bei langen Missionsdauern und sind deshalb insbesondere für Langstrecken-Missionen, wie die flächige oder lineare Überwachung von Infrastruktur, geeignet. Sie benötigen jedoch Start- und Landesysteme wie Rollbahnen, Rampen oder Schienensysteme. Sogenannte „Vectored Thrust“-Varianten kombinieren die Vorteile durch eine Kombination von Rotoren und starren Flächen (Flügeln) zur Auftriebserzeugung, wobei die Rotoren im Reiseflug entweder zur Vortriebserzeugung gekippt werden oder als Auftriebselemente dienen („lift-and-cruise“).

Wenn Sie selber ein UAs betreiben möchten, finden Sie unten eine Liste mit wichtigen Ansprechpartnern. Diese unterschieden sich je nach der EASA-Kategorisierung Ihres UAS sowie dem geplanten Betriebsgebiet. Über diese Kategorisierung und weitere nützliche Informationen zum UAS-Betrieb und die in der EU geltenden Regeln erhalten Sie weitere Informationen unter diesem link: Operating a drone | EASA

Zusätzlich stellen wir Ihnen die wichtigsten Komponenten von UAS vor und die aktuellen technologischen Herausforderungen vor. Einige Besonderheiten ergeben sich bei UAS und Teilkomponenten, die sich auch militärischen Bereich oder für die Drohnenabwehr einsetzen lassen – Stichwort „Dual-Use“. Dafür haben wir einige relevante Konzepte und wichtige Ansprechpartner für Sie zusammengefasst.