Idee der Hochschule Bonn-Rhein-Sieg Schnelle Flugzeugwartung aus der Luft durch Drohnenschwarm
Sankt Augustin · Ein Konzept der Hochschule Bonn-Rhein-Sieg soll die Flugzeugwartung durch unbemannte Multikopter möglich machen: Die kleinen Flieger untersuchen die großen aus der Luft. Das erfordert viel Präzision.
Ein Forschungsteam unter Leitung von Professor Nico Hochgeschwender hat an der Hochschule Bonn-Rhein-Sieg (H-BRS) ein Konzept entwickelt, wie Wartungsdrohnen künftig die Außenhaut von Flugzeugen auf Beschädigungen absuchen können. Nach erfolgreichen Tests unter Laborbedingungen soll es demnächst auch im realen Einsatzumfeld getestet werden. Am Projekt „Safe Airframe Inspection using Multiple UAVs“, zu Deutsch: „Sichere Flugzeuginspektion mit einem Verbund unbemannter Fluggeräte“, sind auch die Universitäten Luxemburg und York (Großbritannien) beteiligt.
Ein gebräuchlicher Airbus A 320-200 für den Einsatz auf der europäischen Mittelstrecke ist mit 37,5 Metern gut ein Drittel länger als ein Blauwal, das größte Tier der Welt. Seine Flügel spannen sich 34 Meter weit mit einer Flügelfläche von 122 Quadratmetern. Trotzdem können bereits kleinste Löcher oder Risse in der riesigen Außenhülle das Flugverhalten verändern und die Flugsicherheit gefährden.
Gleichzeitig sollen die Jets nur möglichst kurze Zeit am Boden bleiben, damit sich die hohen Investitionen für die Airlines rechnen. Ein Zielkonflikt, der die verantwortlichen technischen Mitarbeiter nicht erst nach aufgetretenen Turbulenzen, sondern bereits bei den regelmäßigen Routineprüfungen erheblich in Stress versetzt.
Nach den Vorstellungen der Forscher könnte künftig ein Verbund automatisiert fliegender Drohnen diese sicherheitskritischen Arbeiten übernehmen. Die sogenannten Multikopter umkreisen dabei das Flugzeug auf vordefinierten Bahnen und suchen mit hochauflösenden Kameras nach möglichen Beschädigungen. Das soll zum einen Zeit sparen und zum anderen die Sicherheit der Fluggäste weiter erhöhen.
Der Flug im Verbund ist allerdings eine erhebliche technische Herausforderung. Mögliche Probleme können zum Beispiel entstehen, wenn eine der Drohnen ausfällt oder die Sensorik der Fluggeräte sich im begrenzten Raum beispielsweise eines Wartungshangars gegenseitig stört.
Der Flugraum der Drohnen ist exakt definiert, damit sie einander nicht in die Quere kommen
„Die Inspektionen sollen an unterschiedlichen Flugzeugtypen durchgeführt werden, die zudem in unterschiedlich großen Räumen stehen werden, sodass wir sehr viele Variablen in unsere Risikobewertungen einbeziehen mussten“, sagt Argentina Ortega, Expertin für autonome Systeme an der H-BRS und wissenschaftliche Mitarbeiterin im Projekt.
Die Forschung solle sicherstellen, dass weder das Flugzeug noch die Drohnen beschädigt werden. Dazu haben die Team-Mitglieder exakt den Flugraum der einzelnen Drohnen definiert, damit sich diese nicht ins Gehege kommen.
Im nächsten Schritt sollen Tests unter realen Bedingungen eine Fortentwicklung des Konzepts möglich machen. An Flughäfen konkurrieren die Drohnen dann nicht nur untereinander um Platz, sondern dürfen auch den regulären Flugverkehr nicht stören (weshalb rund um die An- und Abflugschneisen von Flughäfen im Umkreis von 1,5 Kilometern deshalb Drohnenverbot gilt). An Endverbraucher verkaufte Drohnen sind so programmiert, dass sie dort gar nicht abheben beziehungsweise im Flug abdrehen.
Für Wartungsdrohnen werden die Behörden hohe Sicherheitsauflagen machen. Allerdings hat sich die Steuerungstechnik in den letzten Jahren nochmals erheblich verbessert. Meldungen über vermeintliche Beinahe-Kollisionen mit Flugzeugen hat es kaum noch gegeben.
Ein vermeintlich besonders spektakulärer Fall erwies sich als Ente. 2016 hatte ein Pilot nach dem Landeanflug auf London-Heathrow von einem Zusammenstoß berichtet. Behördliche Ermittlungen fanden später keinen Hinweis darauf. Vermutlich hatte der Pilot aus dem Cockpit eine aufgewirbelte Plastiktüte gesehen.
