Ausgangspunkt / Motivation

Sense & Avoid (S&A) ist ein wichtiger Aspekt für die sichere Einführung von Drohnen in den Luftraum. Obwohl S&A bereits seit Jahrzehnten ein grundlegender Bestandteil in der bemannten Luftfahrt ist, fehlen für die unbemannte Luftfahrt eindeutige Definitionen, Standards, Gesetze und Verfahren. Zwar existieren erste Regelwerke, etwa von EASA - European Union Aviation Safety Agency, JARUS - Joint Authorities for Rulemaking on Unmanned Systems oder FAA - Federal Aviation Administration, sowie technische Standards von RTCA oder EUROCAE - European Organisation for Civil Aviation Equipment, jedoch besteht weiterhin ein erheblicher Forschungs- und Entwicklungsbedarf.

Ziele

• Ermittlung des Bedarfs und der Anforderung an S&A Systeme, Erstellung repräsentativer Szenarien
• Analyse der Funktionalität von bestehenden S&A Systemen und Gegenüberstellung mit den Anforderungen
• Definition einer Roadmap für Weiterentwicklungen

Inhalt

Im Projekt wurde der aktuelle Entwicklungsstand von S&A-Systemen für unbemannte Luftfahrzeug analysiert. Existierende Lösungen decken zwar einzelnen Funktionen ab, jedoch reichen sie insgesamt noch nicht aus, um einen durchgehend sicheren Betrieb im zivilen Luftraum zu gewährleisten.

Besonders in Szenarien ohne kooperative Systeme bestehen erhebliche Einschränkungen bei Erkennungsreichweite, Reaktionszeiten und Systemrobustheit. Kooperative Verfahren wie ADS-B oder FLARM liefern stabile Ergebnisse, setzen aber eine entsprechende Ausrüstung aller involvierten Luftfahrzeuge voraus.

Die Auswertung internationaler Vorfalldaten verdeutlichte, dass ein Großteil der Konflikte zwischen bemannter und unbemannter Luftfahrt in niedrigen Höhen und im Umfeld von Flughäfen auftritt. Diese Situationen werden überwiegend visuell erkannt, was das Fehlen technischer Warn- und Ausweichtechnologien unterstreicht.

Methodik

Es wurde ein mehrstufiger methodischer Ansatz gewählt, der qualitative und quantitative Elemente vereinigt. Im ersten Schritt wurde eine strukturierte, überwiegend geschlossene Online-Befragung konzipiert und durchgeführt, die Anforderungen an S&A-Systeme erheben sollte.

Im zweiten Schritt erfolgte eine systematische Analyse des Stands der Technik zu S&A-Systemen für unbemannte Luftfahrzeuge. Dadurch sollten aktuelle Sensortechnologien hinsichtlich ihrer Leistungsfähigkeit, Einsatzbereiche und technologischen Reife erfasst und bewertet werden.

Im dritten Schritt wurde untersucht, inwiefern bestehende S&A-Systeme für die im Rahmen der Online-Befragung und Literaturauswertung identifizierten, exemplarischen Szenarien geeignet sind. Ziel war es, bestehende technologische Lücken offenzulegen und daraus relevante Entwicklungsbedarfe abzuleiten.

Ergebnisse

Die entstandene Analyse zeigt, dass derzeit verfügbare Sense & Avoid-Systeme nur eingeschränkt in der Lage sind den Anforderungen des zivil genutzt Luftraum nachzukommen. Es wurde weiter festgestellt, dass Innovationen allein nicht ausreichen, um eine sichere und breitflächige Integration von S&A-Systemen zu ermöglichen. Es bedarf parallel dazu klar definierter regulatorischer Anforderungen, vereinheitlichter technischer Standards sowie wirtschaftlicher und gesellschaftlicher Anreize.

Um einen langfristigen Entwicklungspfad aufzuzeigen, wurde aus den Ergebnissen eine Roadmap abgeleitet, die zentrale Handlungsschritte für die technische und regulatorische Weiterentwicklung von Sense & Avoid-Systemen beschreibt. Sie soll dazu beitragen, bestehende Lücken zwischen Anwendungsanforderungen und Systemverfügbarkeit zu schließen und den schrittweisen Einsatz im zivilen Luftraum zu fördern.

Projektkoordination

AIRlabs Austria GmbH

Projektpartner:innen

• FH JOANNEUM Gesellschaft mbH
• AIT Austrian Institute of Technology GmbH
• Infineon Technologies Austria AG

AIRlabs Austria GmbH
Alte Poststraße 149
A-8020 Graz
E-Mail: office@airlabs.at
Tel.: +43 (316) 5453 5500