In nur wenigen Jahren wird die urbane Luftmobilität Realität sein und es den Menschen ermöglichen, bequem auf eine Art zu reisen, die besser zu Städten und ihren Bewohnern passt. Die sichere Integration dieser großen zukünftigen Drohnen in unseren urbanen Luftraum erfordert viel Koordination und eine Menge Tests. In den nächsten Monaten wird das europäische Projekt AMU-LED mehrere Demonstrationsflüge in städtischen Umgebungen im Vereinigten Königreich, in den Niederlanden und in Spanien durchführen.

Was wäre, wenn die Zukunft Krankentransporte und den Transport kritischer Medikamente per Luft umfassen würde? Was wäre, wenn Feuerwehrleute Brände sicher und effizient bekämpfen könnten, ohne Menschenleben zu gefährden? Eine Zukunft, in der Menschen schneller und effizienter von Punkt zu Punkt reisen können, mit besseren und optimierten Diensten für Städte und ihre Bewohner. Diese Zukunft ist keine bloße Vision – sie wird in einigen Jahren Realität: Urban Air Mobility (UAM). UAM ist ein transformatorisches Mobilitätskonzept für städtische Gebiete, das verschiedene Arten von Drohnen verwendet, um jede Art von Mission auszuführen, die darauf abzielt, das Wohlergehen von Einzelpersonen und Organisationen zu verbessern.

U-Space

Einer der wichtigsten Ermöglicher für UAM ist U-Space, ein Rahmenwerk für das Luftverkehrsmanagement, das die sichere und sichere Integration von Drohnen ermöglicht. Genau wie das Luftverkehrsmanagementsystem für allgemeine Flugzeuge wird U-Space sicherstellen, dass Drohnenbetrieb sicher und effizient durchgeführt wird. Das System wird jedoch automatisierter sein als die derzeitige Luftverkehrskontrolle, mit weniger menschlicher Interaktion und der Fähigkeit, mehr Flüge gleichzeitig abzuarbeiten. U-Space kann als eine Reihe spezifischer Dienste und Verfahren definiert werden, die darauf ausgelegt sind, den sicheren und effizienten Zugang zum Luftraum für eine große Anzahl von Drohnen zu gewährleisten, die hohe Digitalisierungs- und Automatisierungsgrade verkörpern.

Szenarien in städtischen Umgebungen

Es wurde viel Arbeit investiert, um U-Space und UAM durch Forschungs- und Innovationsprojekte sowie technologische Entwicklungen weiterzuentwickeln. Eine dieser Initiativen ist das AMU-LED-Projekt – ein sehr groß angelegtes Demonstrationsprojekt (VLD), das von der SESAR Joint Undertaking im Rahmen des Horizon 2020 Forschungs- und Innovationsprogramms der Europäischen Union finanziert wird. AMU-LED wird die sichere Integration von bemannten und unbemannten Flugzeugen durch den Einsatz von U-Space demonstrieren, mit dem ultimativen Ziel, zunehmend nachhaltige Smart Cities zu realisieren. Dies wird durch Flugdemonstrationen mit verschiedenen Szenarien, Situationen und Anwendungsfällen in städtischen Umgebungen erreicht werden.

In diesen Demos wird das Projekt große elektrische Plattformen mit senkrechtem Start- und Landeanflug (eVTOL) für den Passagier- und Frachttransport nutzen, kombiniert mit kleineren unbemannten Luftsystemen (UAS), die Güter und medizinische Versorgung liefern, Überwachung durchführen oder Unterstützung für Notdienste leisten.

Ziele von AMU-LED

Das Projekt startete vor zwei Jahren im Januar 2020 mit zwei Hauptzielen: die sichere Interaktion von UAM mit anderen Luftraumnutzern zu demonstrieren und sichere UAM-Flüge zu demonstrieren. Nach sorgfältiger Vorbereitung können die Flugdemonstrationen, die im Rahmen von AMU-LED stattfinden werden, als das Endprodukt des Projekts betrachtet werden, das das Betriebskonzept, die Anwendungsfälle, Szenarien, Systemarchitektur und das U-Space-System in die Praxis umsetzt, das im Projekt definiert werden wird.

„Nach einer beeindruckenden Arbeitsleistung, in der unser Konsortium führende Betriebskonzepte für UAM erarbeitete und umsetzte, futuristische, aber nur kurz vor der Tür stehende Anwendungsfälle wie Luftpendelverkehr oder die Zustellung von Paketen auf der letzten Meile vorbereitete und innovative unbemannte Verkehrsmanagementdienste integrierte, sind wir endlich bereit für den Start“, erklärt Pablo Menéndez-Ponte Alonso, Projektleiter UTM von NTT DATA Spanien, das das europäische Konsortium von 17 verschiedenen Teilnehmern, die am AMU-LED-Projekt teilnehmen, koordiniert. „Cranfield ist zwar unser erster, aber wesentlicher Demonstrationsort, da er uns ermöglichen wird, die Bereitschaft dieser Technologie zu verstehen, indem wir uns der eigentlichen Herausforderung stellen.“

Insgesamt wird es sieben Demonstrationen geben, die im Sommer 2022 stattfinden werden, in Cranfield (UK), Amsterdam (NL), Enschede (NL), Rotterdam (NL) und Santiago de Compostela (SP).

Austausch von Informationen

Die Vielfalt der Standorte ermöglicht es dem Projekt, mehrere relevante Aspekte auf unterschiedliche Weise zu testen und vorzuführen, zum Beispiel die effizienteste Art zu bewerten, wie Informationen zwischen den Akteuren (wie den Drohnen, ihren Piloten und dem Luftverkehrsmanagementsystem) ausgetauscht werden. Das Projekt wird zwei verschiedene Konzepte zur Verteilung relevanter Daten testen: eine zentrale und eine dezentrale Architektur. Die dezentrale Architektur wird in Cranfield, Enschede und Rotterdam getestet, und die zentrale Architektur wird in Amsterdam und Santiago de Compostela getestet.

Die auszutauschenden Informationen betreffen alle Arten von Daten, z. B. strategische und taktische Informationen vor und während des Fluges, Tracking-Daten (Echtzeitinformationen über die Position der Drohne), Beratungstaktische Konfliktlösungsdienste (Informationen zur Vermeidung von Konflikten vor und während des Fluges) sowie Wetter- und CNS-Daten (Kommunikations-, Navigations- und Überwachungsdaten).

Was kann während der Demonstrationen erwartet werden?

Da U-Space und UAM noch Konzepte sind, die sich in der Entwicklung befinden, hat AMU-LED die drei Säulen der Innovation – Machbarkeit, Lebensfähigkeit und Wünschbarkeit – verfolgt, um sicherzustellen, dass die Demonstrationen die Grundlagen für eine effektive Umsetzung von UAM abdecken.

Im Juni beginnen die Demonstrationen mit dem Machbarkeitsfall in Cranfield, um die Einsatzbereitschaft der AMU-LED-Lösung, Technologien und Systeme zu beweisen. Diese Tests werden von der Cranfield University geleitet und finden am Flughafen Cranfield statt, einer einzigartigen Einrichtung, die ihren eigenen Anbieter von Flugsicherungsdiensten, Fluglotsen, Piloten und Flugzeuge hat. Diese Demonstration wird eine Voraussetzung für die nachfolgenden Demonstrationen sein und beweisen, dass die AMU-LED-Lösung einsatzbereit und sicher ist, um in komplexeren Umgebungen getestet zu werden. Ein zweiter Teil der Demonstration in Cranfield wird im September stattfinden.

Nachdem die Machbarkeit der AMU-LED-Lösung bewiesen wurde, wird das Projekt im August mit der Erprobung der Wünschbarkeit seiner Lösung in Amsterdam und Enschede fortfahren, wobei der Schwerpunkt auf der öffentlichen Akzeptanz und sozialen Auswirkungen liegt.

In Amsterdam werden die Tests vom Königlichen Niederländischen Luft- und Raumfahrtzentrum (NLR) geleitet und im Herzen der Stadt, am Marineterrein, stattfinden. Mit einer Fokusgruppe zur Datensammlung wird das Team verschiedene Flugdemonstrationen durchführen und dabei verschiedene Aspekte von U-Space und bestimmte Indikatoren der öffentlichen Akzeptanz wie Lärmbelästigung, wahrgenommene Sicherheit, Vertrauen in die Technologie, Datenschutzbedenken oder visuelle Verschmutzung testen. Auf der Grundlage der gesammelten Daten werden Maßnahmen zur Abschwächung der von der Fokusgruppe aufgeworfenen Bedenken vorgeschlagen.

Enschede wird folgen und die sozialen Auswirkungen von UAM demonstrieren. Space53, ein Test- und Innovationszentrum für unbemannte Systeme, ist für diese Demonstration verantwortlich, die zwischen dem Standort Space53 am Technologiebasis und dem Flughafen Twente sowie der Stadt Enschede stattfinden wird. Es werden verschiedene gesellschaftlich relevante Anwendungsfälle wie medizinische Lieferungen, Brandbekämpfung oder Polizeiaufklärung präsentiert, um die sozialen Auswirkungen zu beweisen, die UAM bei der Implementierung schaffen wird.

In Rotterdam wird die wirtschaftliche Lebensfähigkeit von UAM ebenfalls im August demonstriert. Dieser Test wird von AirHub koordiniert und im Hafenbereich der Stadt durchgeführt werden. Dabei wird mit der Hafenbehörde Rotterdam zusammengearbeitet, die die Machbarkeit des Direkttransports von Schiffsbesatzungen vom Schiff zum Hotel untersuchen möchte. Auch andere Anwendungsfälle werden vorgestellt, bei denen verschiedene UAVs und VTOL-Fluggeräte eingesetzt werden.

Die Stadt Santiago de Compostela wird die abschließende Demonstration von AMU-LED ausrichten, bei der alle vorherigen Aspekte – Machbarkeit, Lebensfähigkeit und Wünschbarkeit – in einer großen endgültigen Show zusammenkommen. Koordiniert vom Technologiezentrum ITG – Fundación Instituto Tecnológico de Galicia wird die Demonstration die korrekte Umsetzung aller Aspekte in städtischen Umgebungen als abschließendes Schaufenster zeigen, wie U-Space die urbane Luftmobilität ermöglichen kann. Dies wird im September und Oktober demonstriert werden.

Während dieser Demonstrationen wird das Projektteam Daten über die verschiedenen getesteten Aspekte sammeln, die dann analysiert werden. Dies wird es dem Projekt ermöglichen, Ergebnisse für die Weiterentwicklung von U-Space zu erstellen, indem Informationen über die effizienteste Art bereitgestellt werden, wie U-Space UAM ermöglichen kann, und eine sichere, effektive und tragfähige Lösung für Smart Cities bereitstellt.

Dieses Projekt hat von der SESAR Joint Undertaking (JU) unter der Finanzhilfevereinbarung Nr. 101017702 Mittel erhalten. Die JU erhält Unterstützung vom Horizon 2020 Forschungs- und Innovationsprogramm der Europäischen Union und anderen SESAR JU-Mitgliedern außer der Union.