Umkämpfter Luftraum: Drohnen gefährden den Flugverkehr

Umkämpfter Luftraum: Drohnen gefährden den Flugverkehr#

Die zunehmende Anzahl von Drohnen erhöht die Gefahr von Kollisionen im Luftraum. Wie hoch ist die Gefahr durch eine solche Kollision? In Versuchen am Fraunhofer EMI gehen wir dieser Frage nach. Ein Softwaretool soll in Zukunft die Auswirkung unterschiedlicher Kollisionsszenarien auswerten.

© Drohne: Adobe Stock; Helikopter: MEV Verlag
© Fraunhofer EMI
Blick in den Prüfstand nach dem Impakt einer Drohnenbatterie auf ein Aluminiumblech.

Die starke Verbreitung von Flugdrohnen in den letzten Jahren hat zu einer deutlichen Zunahme an gemeldeten Zwischenfällen im Luftverkehr geführt, darunter auch einige mit gravierenden Auswirkungen auf den Flugbetrieb. Da verlässliche Angaben zur Anfälligkeit von Luftfahrzeugen gegenüber Kollisionen mit Drohnen noch nicht etabliert sind, werden bei einer Sichtung derzeit im Zweifelsfall ganze Flughäfen lahmgelegt. Daher erforschen wir am Fraunhofer EMI Methoden, mit denen die Kritikalität von Kollisionsszenarien bewertet werden kann, um Grundlagen für die Festlegung adäquater Schutzmaßnahmen bereitzustellen. Erste Untersuchungen zum Gefährdungspotenzial durch Drohnenkollision wurden bereits an unseren Prüfständen durchgeführt. Hierzu wurden zunächst die Drohnenkomponenten mit dem höchsten Schädigungspotenzial identifiziert – aufgrund ihrer Masse und kompakten Bauform sind dies in erster Linie die Motoren und Batterien. Diese wurden dann sowohl in quasistatischen Druckversuchen als auch in Impaktversuchen auf deformierbare Ziele aus luftfahrtrelevanten Werkstoffen bei unterschiedlichen Geschwindigkeiten charakterisiert.

Insbesondere für Hubschrauber besteht aufgrund ihrer niedrigeren Flughöhe sowie bei Einsätzen über bewohntem Gebiet eine höhere Wahrscheinlichkeit, mit einer Drohne zu kollidieren. Daher plant das Fraunhofer EMI zusammen mit weiteren Partnern derzeit die Durchführung eines Forschungsprojekts zur Erarbeitung von Methoden, mit denen die Auswirkungen von Zusammenstößen zwischen Drohnen und Hubschraubern umfassend analysiert werden können. Die Vorgehensweise im Projekt kombiniert experimentelle, numerische und analytische Methoden, so dass am Ende des Projekts ein Softwaretool bereitstehen soll, welches eine effiziente Auswertung einer Vielzahl unterschiedlicher Kollisionsszenarien ermöglicht. Auf experimenteller Seite soll ein neuer Teststand entwickelt werden, der es ermöglicht, komplette Drohnen mit einem Gewicht von mehreren Kilogramm auf Geschwindigkeiten von bis zu 150 Metern pro Sekunde zu beschleunigen.