In nur wenigen Jahren wird die urbane Luftmobilität Realität sein und den Menschen eine bequeme Reisemöglichkeit bieten, die besser auf Städte und ihre Bewohner abgestimmt ist. Die sichere Integration dieser großen zukünftigen Drohnen in unseren städtischen Luftraum erfordert viel Koordination und umfassende Tests. In den nächsten Monaten wird das europäische Projekt AMU-LED mehrere Demonstrationsflüge in städtischen Umgebungen im Vereinigten Königreich, den Niederlanden und Spanien durchführen.

Was wäre, wenn die Zukunft Krankenwagen hätte, die Patienten und lebenswichtige Medikamente per Luft transportieren? 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 Dienstleistungen für Städte und ihre Bewohner. Diese Zukunft ist keine bloße Vision, sondern eine Realität, die in wenigen Jahren auf uns zukommen wird: Urbane Luftmobilität (UAM). UAM ist ein transformatives Mobilitätskonzept für städtische Gebiete, das verschiedene Arten von Drohnen nutzt, um jede Art von Mission durchzuführen, die darauf abzielt, das Wohl der Einzelpersonen und Organisationen zu verbessern.

U-space

Ein wesentlicher Faktor für UAM ist U-space, ein Luftverkehrsmanagementrahmen, um die sichere und zuverlässige Integration von Drohnen zu ermöglichen. Genau wie das Luftverkehrsmanagementsystem für allgemeine Flugzeuge wird U-space sicherstellen, dass Drohnenoperationen sicher und effizient durchgeführt werden. Das System wird jedoch automatisierter sein als die derzeitige Flugverkehrskontrolle, mit weniger menschlicher Interaktion und der Fähigkeit, mehr Flüge gleichzeitig zu bewältigen. U-space kann als eine Reihe spezifischer Dienstleistungen und Verfahren definiert werden, die entwickelt wurden, um sicheren und effizienten Zugang zum Luftraum für eine große Anzahl von Drohnen zu gewährleisten, die ein hohes Maß an Digitalisierung und Automatisierung verkörpern.

Szenarien in städtischen Umgebungen

Es wurde viel Arbeit in die Entwicklung von U-space und UAM durch Forschungs- und Innovationsprojekte sowie technologische Entwicklungen investiert. Eine dieser Initiativen ist das Projekt AMU-LED, ein sehr groß angelegtes Demonstrationsprojekt (Very Large-Scale Demonstration, VLD), das von der SESAR Joint Undertaking im Rahmen des Forschungs- und Innovationsprogramms Horizon 2020 der Europäischen Union finanziert wird. AMU-LED wird die sichere Integration von bemannten und unbemannten Luftfahrzeugen durch die Implementierung von U-space demonstrieren, mit dem ultimativen Ziel, zunehmend nachhaltige intelligente Städte zu realisieren. Dies wird durch die Durchführung von Flugdemonstrationen mit verschiedenen Szenarien, Situationen und Anwendungsfällen in städtischen Umgebungen erreicht.

In diesen Demos wird das Projekt große elektrische Plattformen für den vertikalen Start und die Landung (eVTOL) für den Passagier- und Frachttransport verwenden, kombiniert mit kleineren Unmanned Aerial Systems (UAS), die die Lieferung von Waren und medizinischen Versorgungsgütern, Überwachung oder Unterstützung für Notfalldienste durchführen.

Ziele von AMU-LED

Das Projekt begann vor zwei Jahren im Januar 2020 mit zwei Hauptzielen, um die sichere Interaktion von UAM mit anderen Luftraumnutzern zu demonstrieren und sichere UAM-Flüge zu demonstrieren. Nach gründlicher Vorbereitung können die Flugdemonstrationen, die im Rahmen von AMU-LED stattfinden werden, als das Endprodukt des Projekts angesehen werden, die das Betriebskonzept, die Anwendungsfälle, Szenarien, Systemarchitektur und das U-space-System, die im Projekt definiert werden, in die Praxis umsetzen.

„Nachdem wir eine beeindruckende Menge an Arbeit geleistet haben, bei der unser Konsortium innovative Operationskonzepte für UAM entwickelt und umgesetzt hat, zukunftsweisende, aber greifbare Anwendungsfälle wie den Luftpendelverkehr oder die letzte Meile der Paketzustellung vorbereitet hat und innovative unbemannte Verkehrsmanagementdienste integriert hat, sind wir nun bereit für den Start“, erklärt Pablo Menéndez-Ponte Alonso, Projektleiter UTM von NTT DATA Spain, das das europäische Konsortium mit 17 verschiedenen Einheiten koordiniert, die am AMU-LED-Projekt teilnehmen. „Cranfield ist unsere erste, aber wesentliche Demonstration, da sie uns ermöglichen wird, die Bereitschaft dieser Technologie zu verstehen, indem wir die tatsächliche Herausforderung in Angriff nehmen.“

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

Austausch von Informationen

Die Vielfalt der Standorte ermöglicht es dem Projekt, mehrere relevante Aspekte auf verschiedene Weise zu testen und zu demonstrieren, zum Beispiel die effizienteste Art des Informationsaustauschs zwischen Akteuren (wie den Drohnen, ihren Piloten und dem Luftverkehrsmanagementsystem) zu bewerten. Das Projekt wird zwei unterschiedliche Konzepte für die Verteilung relevanter Daten testen: eine zentralisierte und eine dezentralisierte Architektur. Die dezentralisierte Architektur wird in Cranfield, Enschede und Rotterdam getestet, und die zentralisierte 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 Flugs, Tracking-Daten (Echtzeitinformationen über die Position der Drohne), den beratenden Taktikvermeidung Dienst (Informationen, um Konflikte vor und während des Fluges zu vermeiden) sowie Wetter- und CNS-Daten (Kommunikation, Navigation und Überwachung).

Was kann während der Demonstrationen erwartet werden?

Da U-space und UAM noch Konzepte in der Entwicklung sind, folgte AMU-LED den drei Säulen der Innovation – Machbarkeit, Umsetzbarkeit und Begehrlichkeit, um sicherzustellen, dass die Demonstrationen die Grundlagen für eine effektive Implementierung von UAM abdecken.

Im Juni starten die Demonstrationen mit dem Machbarkeitsfall in Cranfield, um die Bereitschaft 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 Anlage mit eigenem Air Navigation Service Provider und Fluglotsen sowie eigenen Piloten und Flugzeugen. Diese Demonstration wird eine Voraussetzung für die nachfolgenden Demonstrationen sein und beweisen, dass die AMU-LED-Lösung bereit und sicher ist, um in komplexeren Umgebungen getestet zu werden. Ein zweiter Teil der Cranfield-Demonstration wird im September stattfinden.

Nach dem Nachweis der Machbarkeit der AMU-LED-Lösung wird das Projekt im August in Amsterdam und Enschede fortgesetzt, um die Begehrlichkeit ihrer Lösung zu testen, wobei der Fokus auf öffentlicher Akzeptanz und sozialen Auswirkungen liegt.

In Amsterdam werden die Tests von der NLR, dem Niederländischen Luft- und Raumfahrtzentrum, geleitet und finden im Herzen der Stadt, auf dem Marineterrein, statt. Mit Hilfe einer Fokusgruppe zur Datenerhebung wird das Team verschiedene Flugdemonstrationen durchführen, um verschiedene Aspekte des U-space und bestimmte Indikatoren der öffentlichen Akzeptanz wie Lärmbelästigung, wahrgenommene Sicherheit, Vertrauen in die Technologie, Datenschutzbedenken oder visuelle Beeinträchtigung zu testen. Auf Grundlage der gesammelten Daten werden Maßnahmen zur Minderung der von der Fokusgruppe geäußerten 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 Space53-Standort an der Technology Base und dem Flughafen Twente sowie der Stadt Enschede stattfinden wird. Dabei werden verschiedene gesellschaftlich relevante Anwendungsfälle wie medizinische Lieferungen, Brandbekämpfung oder polizeiliche Überwachung vorgestellt, um zu zeigen, welche sozialen Auswirkungen UAM bei der Implementierung haben wird.

In Rotterdam wird im August auch die wirtschaftliche Machbarkeit von UAM demonstriert. Dieser Test wird von AirHub koordiniert und findet im Hafengebiet der Stadt statt. Dies geschieht in Zusammenarbeit mit der Hafenbehörde Rotterdam, die die Machbarkeit des direkten Transports von Schiffsbesatzungen vom Schiff zum Hotel untersuchen möchte. Weitere Anwendungsfälle werden ebenfalls vorgestellt, wobei unterschiedliche UAVs und VTOL-Flugzeuge eingesetzt werden.

Die Stadt Santiago de Compostela wird die finale Demonstration von AMU-LED beherbergen, bei der alle vorherigen Aspekte – Machbarkeit, Umsetzbarkeit und Begehrlichkeit – in einer großen Endvorstellung zusammengeführt werden. Koordiniert vom Technologiezentrum ITG – Fundación Instituto Tecnológico de Galicia, wird die Demonstration den korrekten Einsatz aller Aspekte in städtischen Umgebungen als abschließende Präsentation dafür zeigen, wie U-space die urbane Luftmobilität ermöglichen kann. Dies wird im September und Oktober demonstriert.

Während dieser Demonstrationen wird das Projektteam Daten über die verschiedenen getesteten Aspekte sammeln, die anschließend analysiert werden. Dies ermöglicht es dem Projekt, Ergebnisse für die weitere Entwicklung von U-space zu erstellen und Informationen über die effizienteste Art, wie U-space UAM ermöglichen kann, bereitzustellen und eine sichere, effektive und tragfähige Lösung für intelligente Städte zu bieten.

Dieses Projekt wird von der SESAR Joint Undertaking (JU) im Rahmen der Finanzhilfevereinbarung Nr. 101017702 finanziert. Die JU erhält Unterstützung aus dem Forschungs- und Innovationsprogramm Horizon 2020 der Europäischen Union und den SESAR JU-Mitgliedern außer der Union.