Projekt UFO

Unbemannte Transportflugzeuge im Test

In den Testszenarien wurde angenommen, dass heutige Frachtflugmaschinen zu unbemannten Frachttransportern umgerüstet werden. Bild: DLR

Selbstfahrende Autos sind kein Science-Fiction mehr. Züge ohne Lokführer sind in Japan bereits Realität. Könnten bald auch Transportflugzeuge ohne Piloten im Cockpit am normalen Luftverkehr teilnehmen?

Wenn Michael Schultz von UFO spricht, dann geht es ihm nicht um fliegende Untertassen oder rätselhafte Leuchterscheinungen am Himmel, sondern um die mögliche Zukunft des Gütertransports in der Luft. Schultz leitet die Abteilung Luftverkehrssysteme am Institut für Flugführung beim Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR). Gemeinsam mit der Projektleiterin Annette Temme und seinen DLR Kollegen hat er im Projekt Unmanned Freight Operations (UFO) – zu Deutsch unbemannter Frachtbetrieb – untersucht, wie sich sogenannte Remotely Piloted Aircraft, also fernkontrollierte Flugzeuge, in den regulären Luftverkehr integrieren lassen.

Effizienter und umweltverträglicher

"Ein Frachtflugzeug ohne Piloten an Bord bietet einige Vorteile. So könnte einerseits aufs Cockpit und – je nach Fracht – auch auf die Druckkabine verzichtet werden. Andererseits könnte ein Pilot das Flugzeug in einer normalen Schicht von 8 bis 16 Uhr vom Boden aus steuern und es dann an einen Kollegen am anderen Ende der Welt übergeben. Der hätte dann ebenfalls einen ganz normalen Arbeitstag", fasst Schultz die wichtigsten Vorteile unbemannter Frachtflugzeuge zusammen.

Ein Pilot am Boden anstatt zwei im Cockpit? Nach großer Effizienzsteigerung hört sich das nun nicht gerade an. "Auf einer Frachtmaschine sitzen je nach Umlauf zwei bis vier Piloten", erklärt Schultz. "Und die dürfen ihre maximale Arbeitszeit nicht überschreiten, müssen sich also abwechseln. Für einen Langstreckenflug, bei dem vielleicht noch an mehreren Unterwegsflughäfen Fracht aufgenommen wird, müssen deshalb 8 bis 12 Piloten vorgehalten werden." Das macht die Personalkosten heute zu einem wichtigen Faktor und erfordert zudem eine recht umfangreiche Personaleinsatzplanung. Beides ließe sich mit fernkontrollierten Frachtflugzeugen tatsächlich reduzieren.

Außerdem sieht der Luftfahrtexperte einen großen Vorteil darin, dass Frachtflugzeuge ohne Rücksicht auf Dienstpläne ökonomischer fliegen könnten. "Ist Zeit, genauer gesagt die Arbeitszeit kein limitierender Faktor mehr, könnten bspw. langsamere Frachtflugzeuge Treibstoff sparen und damit auch ökologisch effizienter werden."

Zivile Luftfahrt fordert höchste Sicherheit

Dass sich Fluggeräte über weite Entfernungen routiniert vom Boden aus kontrollieren lassen, haben vor allem militärische Anwendungen gezeigt. Auf den zivilen Luftverkehr lässt sich das aber nicht so einfach übertragen. "Die Sicherheitsanforderungen in der Verkehrsfliegerei sind um ein Vielfaches höher als beim Militär. Das militärisch akzeptierte Risiko kann jedoch kein Maßstab für den zivilen Luftverkehr sein. Da ein Absturz nie gänzlich ausgeschlossen werden kann, gibt es sogenannte Zielwerte für die Luftverkehrssicherheit, welche bei 10-9 liegen – bei einer Milliarde Flügen darf es allerhöchstens zu einem Totalverlust kommen." Ein solcher Vergleich macht deutlich, warum das Personal, die Flugzeuge und alle Abläufe höchsten Sicherheitsanforderungen genügen und speziell zertifiziert sein müssen, um am zivilen Luftverkehr teilnehmen zu dürfen.

Wie sich unbemannte, vom Boden fernkontrollierte Flugzeuge in die vorhandenen Luftverkehrsprozesse integrieren lassen, haben Schultz und seine Kollegen anhand von drei Szenarien untersucht. Bei einem stand der Transport von Werksgütern zwischen verschiedenen Produktionsstandorten im Fokus. Die Rahmenbedingungen: Eine kleine Cessna legt relativ kurze Strecken zurück. Sehr viel größere Entfernungen legte die fiktive Frachtversion einer Boeing 777 im zweiten Szenario zurück, dass den Langstreckenfrachttransport unter die Lupe nahm. Als Drittes stand der Transport von Hilfsgütern nach Afrika im Fokus. Hier interessierte die Forscher auch, ob sich dabei Formationen aus mehreren fernkontrollierten Frachtflugzeugen realisieren lassen."

Wir haben nachgewiesen, dass nach unserer Expertise alle drei Szenarien schon nach heutigen Standards operationalisierbar sind, sich also in den normalen Luftverkehr effizient einbinden lassen. Natürlich müssen noch einige betriebliche Fragen im Detail geklärt werden." Dazu gehören laut Schultz nicht nur die Fragen nach der zukünftigen Aufteilung von Verantwortlichkeiten (bspw. zwischen Rollen am Boden und im Streckenflug), sondern auch die Festlegung von Kommunikationswegen zwischen Piloten und Fluglotsen während eines fernkontrollierten Fluges. Bis wohin fliegt welcher Pilot? Wie wird die Übergabe geregelt? Kommunizieren Piloten und Lotsen über das Flugzeug als Relaisstation oder direkt per Telefon? Oder sitzen Sie vielleicht sogar im selben Raum? Auch die Leistungsfähigkeit und Sicherheit des Datenlinks müssen noch weiter untersucht werden. Wie verhält sich das Flugzeug, wenn die Verbindung zum Boden abbricht? Oder wie muss sie gegen unberechtigten Zugriff gesichert werden? Doch Schultz ist zuversichtlich: "Trotz des weiteren Forschungsbedarfs zeigt sich aber bereits jetzt ein reges Interesse der Luftfrachtbranche an unseren Ergebnissen."

Güter transportieren ohne Pilot (DLR)

Zum Weiterlesen:

Flugzeugentwicklung: Die Daten der Lüfte

05.01.2018 , Kai Dürfeld
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