Das Magazin „Technik in Bayern“ hat im September 2020 ein Themenspezial DROHNEN veröffentlicht.

Schwerpunkt: Drohnen

Noch vor einigen Jahren hat man mit dem Begriff „Drohnen“, oder exakter „unbe-mannte Luftfahrzeuge“, hauptsächlich militärische Anwendungen assoziiert. Doch längst hat diese Technik den zivilen Markt erobert. Kein Landschaftsfilm und keine Gebäudeinspektion kommen mehr ohne sie aus. In diesem Schwerpunkt  tauchen wir in Technik und Anwendung der schwirrenden Gesellen ein.

Hier finden Sie das Inhaltsverzeichnis

Quelle: TiB

Der UAV DACH e.V. wurde erweiternd zu Prof. Florian Holzapfel, dem DLR, der Firma Microdrones, Airbus Industries, T-Systems, dem TÜV SÜD, der Firma ESG aus Fürstenfeldbruck zu Beiträgen für das Sonderheft „DROHNEN“ gebeten.

 

 

Unbemannte Luftfahrt – Werkzeuge und Arbeitsplätze für Ingenieure in der Zukunft

Unbemannte Luftfahrt – Werkzeuge und Arbeitsplätze für Ingenieure in der Zukunft

von Dipl.Ing.(FH) Dipl.Wirtschafts-Ing.(FH) Paul Eschbach, UAV DACH e.V.

Die Unbemannte Luftfahrt macht sich auf den Weg, eine neue Sparte in der Allgemeinen Luftfahrt zu werden. Die neuen europäischen Regelungen, welche die Europäische Kommission auf den Weg gebracht hat, öffnen die Zukunft der Unbemannten Luftfahrt für ganz neue und vor allem spannende Einsatzmöglichkeiten. Die Unbemannte Luftfahrt hat sich in den letzten Jahren immer neue Nutzungsbereiche erschlossen und beweist täglich den Nutzen für die Gesellschaft, für Wirtschaft und Industrie.

Das Fliegen „um den Kirchturm“ (VLOS) wird auch außerhalb der Sichtweite (BVLOS) möglich

Bislang waren Einsätze unbemannter Luftfahrtsysteme (UAS) auf die Sichtweite des (Fern-) Piloten beschränkt und damit auf 100 bis 200 m. Die neuen europäischen Regelungen sehen Flugeinsätze auch außerhalb dieser Sichtweite bei Umsetzung von geeigneten Verfahren und Sicherheitsmaßnahmen vor. Solche BVLOS Flüge gehen dann über Kilometer, bis an die technische Reichweite der UAS. Dies eröffnet eine große Variation an zusätzlichen und nutzbringenden Flugeinsätzen als neue technologische Basis für Wirtschaft, Industrie und Verwaltung.

Sicherheit in der Luft und am Boden steht dabei im Mittelpunkt

Der Luftraum, und hier speziell der unterste Luftraum wird von vielen Luftraumnutzern gleichzeitig beansprucht. Die zusätzliche Erschließung für die Unbemannte Luftfahrt erfordert ein neues und erweitertes Luftraum Management, um gegenseitige Gefährdungen zu vermeiden. Ingenieure entwickeln dazu neue Systeme, Prozesse und Kommunikationsgeräte, um in Echtzeit die wichtigen Flugdaten zuverlässig austauschen zu können. Position, Flughöhe, Geschwindigkeit und Flugabsicht eines UAS wird dazu mit vielen anderen Teilnehmern der Allgemeinen Luftfahrt und der Flugsicherung ausgetauscht, um situativ richtig reagieren zu können. Die Bewahrung der Sicherheit in der Luft und am Boden steht dabei für alle Akteure als zentrale Forderung im Mittelpunkt. Solche neuen Technologien werden gesellschaftlich und technologisch nur akzeptiert, wenn die Sicherheit für alle Betroffenen und auch Unbeteiligten unverändert gewahrt bleibt. Für den UAV DACH e.V. war das die Maxime seit der Gründung von 20 Jahren als „Working Group“ zwischen den damals Beteiligten an der Unbemannten Luftfahrt: Hersteller, Betreiber, Steuerer, Zulasser, Zertifizierer, Prüfer, Systemhersteller, … .

Alle erkannten, dass niemand diese neue Sparte in der Allgemeinen Luftfahrt alleine aufbauen und zum Erfolg führen kann. Nur gemeinsames Handeln führt zum gewünschten langfristigen Erfolg und so versteht sich der UAV DACH e.V. auch als Fachverband und nicht als Lobbying-Verband. Mit der Kompetenz und der Erfahrung unserer Mitglieder wirkt der Verband aktiv in den nationalen, europäischen und internationalen Umsetzungen eines sicheren, Grenzen überschreitenden und einfachen Luftraums für die Unbemannte Luftfahrt mit.

U-Space Airspace – ein neues System des Luftraum Managements wird bis 2035+ entstehen

Das neue europäische Luftraummanagement für unbemannten Luftverkehr (UTM) im U-Space Airspace soll den sicheren Betrieb der aufstrebenden Unbemannten Luftfahrt parallel zu allen anderen Luftraumnutzern der bemannten Luftfahrt sicher, wirtschaftlich und planbar gestalten helfen. Damit wird die bisherige Luftverkehrskontrolle  ATC für Luftfahrtzeuge über 150 kg auch auf die kleineren und leichteren UAS/Drohnen ausgeweitet. UAS/Drohnen sind klein, leicht und bilden für Radar und andere Detektionssysteme kaum eine zuverlässige Signatur zur Erkennung. Die Piloten in Hubschraubern und Flugzeugen können die UAS/Drohnen wenn überhaupt, nur sehr spät erkennen. Die Luftfahrzeuge werden zukünftig untereinander kommunizieren müssen, um auch der zu erwartenden Anzahl an gleichzeitig stattfindenden UAS-Flügen gerecht werden zu können.

UTM für den U-Space Airspace ist dabei kein monolithisches System, sondern eine Kombination aus vielen unterschiedlichen Services, welche schrittweise eingeführt und angewendet werden.

Schritt 1 – Die Grundlagen

Zu Beginn werden die Grundlagen für eine Maschine-zu-Maschine – Kommunikation gelegt.

„Wer fliegt da eigentlich?“

Die drei ersten Dienste werden nach Vorschlag der SESAR JU sein – electronic Registration, electronic Identification und Geofencing. Die digitale Identifikation des Fluggerätes über große Entfernungen hinweg ist die technische Grundlage für alle darauf aufbauenden höherwertigen Services. Mit Geofencing wird erreicht, dass UAS/Drohnen aus eigener Steuerung heraus nicht mehr in gesperrte Lufträume und Gebiete einfliegen können. Diese Technologien stehen einsatzfähig bereit zur Umsetzung. Die darauf aufbauenden Systeme müssen allerdings noch zertifiziert werden.

Schritt 2 – erste Services

Die ersten operativen Services und aktive Verfahren kommen zum Einsatz, um den Flug und die Mission der UAS/Drohnen aktiv zu managen. Die UAS-Missionen werden dabei transparent und dort wo erforderlich in die ATC Services der bemannten Luftfahrt integriert. Damit sind die kleinen UAS/Drohnen für alle anderen Luftfahrtteilnehmer auch sichtbar.

Schritt 3 – die Erweiterung

Die Einsätze und Missionen von UAS/Drohnen werden aktiv von den Systemen und Prozessen durch Kommunikation und Interaktion gesteuert und beeinflusst. Der exakte Flugweg eines/r UAS/Drohne steht damit mit dem Start noch nicht komplett fest, sondern ergibt sich durch Ausweichregeln und Sperrzonen dynamisch während des Fluges als Interaktion aller beteiligten Systeme und Prozesse unter Wahrung aller Einsatz- und Sicherheitsregeln aus dem geplanten Flugweg. Damit werden auch komplexe UAS/Drohnenmissionen möglich und das gleichzeitig in sich verschränkenden Luftwegen. Ein Einsatz eines UAS/Drohne beschränkt selektiv und optimiert die Bewegungen von vielen Luftfahrtteilnehmern unterschiedlichster Prioritäten.

Schritt 4 – der Endausbau

Im Endausbau erfolgt die Integration zwischen UTM und ATC nahtlos durch ein zentrales gemeinsames Datenbanksystem (CIS) und die Systeme interagieren automatisch und binden die UAS/Missionen auf Grundlage der beschriebener Technologien und Prozesse in den Luftraum der bemannten Luftfahrt in allen Höhenstufen ein.

Unbemannte Luftfahrt und der Ingenieurberuf

Die Unbemannte Luftfahrt eröffnet für den Ingenieur eine Vielzahl neuer Betätigungsfelder. Es entsteht gerade in Deutschland eine zukunftsweisende und technologisch führende UAS-Industrie auch mit vielen Start-Ups und Mittelständischen Industrien – die suchen alle den Ingenieurnachwuchs von Morgen.

Das UAS/die Drohne wird aber vielmehr ein selbstverständliches Arbeitswerkzeug für die Ingenieure in 10 Jahren werden. Der über den eigenen Standort hinausfliegende Sensorträger wird die Aufgaben der Ingenieure im Maschinen- und Anlagenbau, Fahrzeugtechnik, Bautechnik, Fernerkundungen, Energietechnik, Instandhaltung und Betrieb, Umwelttechnik, Vermessungswesen und Kartografie ganz wesentlich mitprägen und ein unverzichtbares Einsatzmittel werden. Ein UAS/eine Drohne wird dann viel mehr werden, als nur ein Spielzeug oder eine Fotodrohne – auch wenn vieles damit einmal begonnen hatte.

 

Über den UAV DACH e.V.

Der UAV DACH e.V. besteht seit dem Jahr 2000 und ist der größte und erfahrenste deutschsprachige Fachverband für unbemannte Luftfahrt in Europa. Er vertritt die Interessen von über 200 Mitgliedern aus Forschung & Entwicklung, Hersteller- und Zulieferindustrie sowie Anwendern und Dienstleistern aus den Ländern Deutschland, Österreich, Schweiz, Italien und Niederlande. Der Verein verfolgt als übergeordnete Ziele die wirtschaftliche Konstruktion und Verwendung von unbemannten Luftfahrzeugen zum Nutzen der Bevölkerung, das Erreichen breiter öffentlicher Akzeptanz und die Betriebssicherheit im Luftraum ohne Gefahren für Personen und Sachen am Boden.

www.uavdach.org
 

Infokasten

ATC = Air Traffic Controll = Luftraum Überwachung

VLOS = Visual Line of Sight – Betrieb in direkter Sicht

BVLOS = Beyond visual line of sight – Betrieb außerhalb direkter Sicht

SESAR JU = Single European Sky ATM Research – Joint Undertaking

UAS = Unmanned Aircraft System, bestehend aus dem Fluggerät und der Kontrollstation

UTM = UAS Traffic Management

U-Space = Kombination an Services für den Betrieb von unbemannten Fluggeräten in spezifischen Lufträumen
 

 

VDI/VDE-Regionalmagazin Technik in Bayern

Multiplikator für technisches Know-how

„Technik in Bayern“ ist das gemeinsame Mitgliedermagazin des VDI Verein Deutscher Ingenieure / Bezirksverein München, Ober- und Niederbayern e.V. , des VDI Bezirksvereins Bayern Nordost e. V. und des VDE, Verband der Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik e.V., Südbayern.

Das Magazin erscheint zweimonatlich mit einer Auflage von ca. 25.000 Exemplaren, seit 2013 im MuP-Verlag.

In jeder Ausgabe von Technik in Bayern behandeln wir ein technisch-wissenschaftlich und gesellschaftlich relevantes, aktuelles Schwerpunktthema, zu dem sich ausgewiesene Fachleute äußern. Neben den Schwerpunktthemen bringen wir Berichte aus Unternehmen und Forschungsinstituten über Innovationen im Gesamtbereich der Technik sowie über Messen und wissenschaftliche Tagungen. Außerdem informieren wir über die Arbeitskreise der VDI- und VDE-Bezirksvereine, ihre Aktivitäten und Veranstaltungen, die in einem crossmedialen Kalender zusammengefasst sind.

Alle aktuellen Termine mit technischen Veranstaltungen finden Sie im großen TiB-Veranstaltungskalender hier im blauen Kasten oder alle zwei Monate in der Druckausgabe.
Die neuesten Nachrichten aus dem BV München finden Sie im unserer Rubrik VDI vor Ort.

www.technik-in-bayern.de

 

Der VDI ist mit über 140.000 persönlichen Mitgliedern, darunter 20 Prozent Studenten und Jungingenieure unter 33 Jahren, einer der größten technisch-wissenschaftlichen Vereine Europas. Sein umfassendes technisches Wissen in den verschiedensten Branchen und branchenübergreifenden Bereichen generiert er aus dem Netzwerk seiner Mitglieder und Kooperationspartner sowie in Zusammenarbeit mit Wirtschaft und Wissenschaft. 

 

Der VDE ist mit 35.000 Mitgliedern – davon 1.300 Unternehmen, 8.000 Studierende und 3.000 Berufseinsteiger – einer der großen europäischen Verbände für Branchen und Berufe der Elektro- und Informationstechnik und eine internationale Experten-Plattform für Wissenschaft, Normung und Produktprüfung.