Entwicklung eines Überwachungssystems von unbemannten Flugsystemen

Zusammenfassung

Die Anzahl Unmanned Aerial Vehicles (UAV, ugs. Drohnen) am Himmel hat in den letzten Jahren stetig zugenommen und wird auch in Zukunft stets zunehmen. UAV sind allerdings generell nicht gemäss aktuell geltenden Aviation Industriestandards bezüglich Sicherheit entwickelt worden. Dies ist insofern problematisch bei Missionen mit erhöhtem Risiko, zum Beispiel wenn ausserhalb der Sichtweite oder in der Nähe von Infrastruktur geflogen wird. Die European Aviation Safety Agency (EASA) hat deshalb einen Vorschlag für Regulationen für die Operation von Unmanned Aerial Systems (UAS) ausgearbeitet. Basierend auf diesem Kontext hat dieses vom Bundesamt für Zivilluftfahrt (BAZL) geförderte Projekt das Ziel, ein System zu entwickeln, das die Sicherheit von UAV erhöhen kann.

Projektbeschreibung

HORUS ist ein kleines Gerät, welches es ermöglicht, UAVs mit zwei Flugsteuerungseinheiten (Flight Control Unit, FCU) anstelle einer einzelnen zu fliegen. Das HORUS-Gerät bietet die Möglichkeit, manuell von einer FCU auf die andere umzuschalten, schaltet aber auch autonom um, wenn die Drohne die erlaubten geografischen Grenzen oder die definierte Flugenveloppe verlässt. Das Gerät kann auch eine Flugabbruchsequenz auslösen, wenn es der sekundären FCU nicht gelingt, das Fahrzeug innerhalb der vorgesehenen Grenzen zu halten.

Obwohl Flugenveloppenschutz- oder Geofencing-Funktionen bei handelsüblichen FCUs in der Regel verfügbar sind, sind sie im Allgemeinen nicht robust gegenüber Sensor- oder FCU-Ausfällen. Das HORUS-Gerät bietet jedoch aufgrund seines Designs, das nach den Sicherheitsrichtlinien für die bemannte Luftfahrt entwickelt wurde, eine hohe Zuverlässigkeit und Integrität. Um dies zu erreichen, wurde ein anforderungsorientiertes Design verfolgt, welches die Industriestandards (RTCA/DO-178C, RTCA/DO-254, RTCA/DO-160, SAE-ARP 4754A und SAE-ARP 4761) erfüllt, soweit dies im Rahmen des Projekts möglich war.

Flugtests wurden durchgeführt, um die Fähigkeiten von HORUS zu demonstrieren, und das Gerät wurde auf dem European Rotorcraft Forum (ERF) 2022 in Winterthur vorgestellt.