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TECHNIK: Der Pilot bleibt am Boden: Ein ferngesteuertes Frachtflugzeug

Ohne Fenster und ohne Besatzung: Deutsche Forscher arbeiten an ferngesteuerten Frachtflugzeugen, die Geld und Energie sparen sollen. Technisch wäre das bereits machbar.
Roland Knauer
Noch existiert der unbemannte Luftfrachter nur in einer 3D-Animation, aber realitätsfern ist das Vorhaben nicht. (Bild: DLR)

Noch existiert der unbemannte Luftfrachter nur in einer 3D-Animation, aber realitätsfern ist das Vorhaben nicht. (Bild: DLR)

Roland Knauer

Dass Amazon, DHL, Google und Co. mit ferngesteuerten Drohnen experimentieren, welche Lieferungen ganz ohne Pilot oder Fahrer zum Kunden bringen, ist nicht mehr so aufregend. Wenn aber ein Jumbo-Jet, ein Airbus A 330 oder eine Boeing 777 ohne einen einzigen Menschen an Bord und vielleicht sogar ohne Cockpit zur Landung ansetzt, dürfte doch der eine oder andere Beobachter am Boden ein wenig schlucken.

Dabei lassen sich bereits mit der heutigen Technik Jets bauen, die ein Pilot vom Boden fernsteuert. Und beim Militär ge­hören solche Drohnen vielerorts längst zum Alltag. Weshalb sollten also nicht auch zivile Flugzeuge mit Fracht, aber ohne Piloten an Bord abheben?

Wie weit solche Überlegungen bereits gediehen sind, zeigt das Projekt UFO (Unmanned Freight Operations), das Annette Temme vom Institut für Flugführung des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt DLR ­ in Braunschweig gerade abgeschlossen hat: Die DLR-Ingenieurin und ihre Kollegen haben dabei untersucht, wie sich solche unbemannten Frachtflugzeuge in den Luftverkehr mit Piloten an Bord eingliedern lassen.

Die Technik ist nicht das Hauptproblem

«Bis die Technik soweit ist, werden bei Langstrecken-Frachtflügen wohl noch 10 oder 15 Jahre ins Land gehen», schätzt die Forscherin. Dazu werden sicher noch langwierige Zulassungsverfahren und internationale Absprachen kommen, ohne die der moderne Luftverkehr längst nicht mehr funktionieren würde.

Die Technik gehört dagegen zu den kleineren Problemen. Schliesslich verlassen sich die ­Piloten an Bord schon heute auf ihre Instrumente – und das nicht nur im Dunkeln oder in den Wolken. Ob sie diese Daten im Cockpit anschauen oder ob sie an eine Bodenstation gefunkt werden, in der ein Pilot das Flugzeug aus der Ferne bedient, spielt aus der Sicht eines Technikers nur eine untergeordnete Rolle. Schliesslich fliegt schon heute der Autopilot den allergrössten Teil einer Strecke, während die menschlichen Piloten sich auf Start und Landung konzentrieren. Zusätzlich steuern sie den Jet auch dann, wenn er auf dem Flughafen zwischen Start- und Landebahn und der Parkposition rollt.

Piloten braucht es weiterhin – am Boden

Überflüssig werden die Piloten durch die moderne Technik ­natürlich nicht, aber sie müssen auch nicht mehr im Cockpit sitzen. «Das macht die Flüge erheblich effizienter», erklärt DLR-­Ingenieurin Annette Temme. So spart ein unbemanntes Flugzeug nicht nur das Gewicht beider Piloten, sondern vor allem deren gesamte Versorgung von Essen und Getränken bis zur Toilette und bei unempfindlicher Fracht zum Beispiel auch die Druck­kabine. Für dieses eingesparte Gewicht könnte das Flugzeug mehr Treibstoff tanken und so vielleicht Frachtflüge von Mitteleuropa nach Australien ohne ­Zwischenlandung meistern, was erheblich Energie spart.

«Auf langen Strecken könnten unbemannte Frachtflugzeuge auch langsamer fliegen und so noch mehr Energie sparen», überlegt Annette Temme weiter. Mit Piloten im Cockpit scheitert diese Variante oft schon daran, dass längerer Flüge die Dienstzeiten der Besatzung verlängern würden, was mit guten Gründen nicht zulässig ist: Übermüdete ­Piloten bedeuten vielleicht auch grössere Risiken. In der Bodenstation kann dagegen einfach die nächste Schicht die Bedienung übernehmen.

Das wiederum macht die Besatzung selbst zum nächsten Sparfaktor – auch wenn deren Interessenvertretungen das vielleicht nicht so gern hören. Fliegt heute eine Maschine Fracht von Mitteleuropa nach Afrika, wartet dort eine zweite Besatzung, die das Flugzeug zurückfliegt, während die Piloten vom Hinflug eine längere Pause einlegen müssen.

Fernbediente Frachtflugzeuge können dagegen von einer ­einzigen Bodenstation aus bedient werden und machen die «Vorratshaltung» von Besatzungen an den angeflogenen Flughäfen überflüssig. «Während heute ein einziges Frachtflugzeug für den Dauerbetrieb insgesamt acht bis zehn Piloten benötigt, wären es mit ferngesteuerten Jets sicher weniger», ist Annette Temme überzeugt.

Schutz vor Hackern ist noch ungelöst

Einen sehr grossen Teil der technischen Voraussetzungen gibt es schon heute, einige Probleme müssten noch gelöst werden. Einer dieser Punkte betrifft die Kommunikation zwischen dem unbemannten Flugzeug und seiner Bodenstation: Da von dieser Nabelschnur die Sicherheit des Flugzeuges abhängt, muss sie vor Hackern geschützt werden.

Eine weitere ungeklärte Frage zielt auf einen Abbruch des Datenflusses, der das Flugzeug von seiner Nabelschnur abkoppeln würde. Was soll das Flugzeug in solchen Situationen tun?

Ein besonderes Augenmerk hat das Projekt UFO darauf gerichtet, wie man Frachtflugzeuge ohne Pilot an Bord bei Langstreckenflügen während Start und Landung in den herkömmlichen bemannten Flugverkehr eingliedert. Auch für das Abheben und das Aufsetzen gibt es zwar längst automatische Systeme. Allerdings sollten die Fluglotsen rechtzeitig erfahren, ob ein anfliegendes Flugzeug Piloten an Bord hat oder nicht. Diese Information ist auch deshalb wichtig, weil ein unbemanntes Flugzeug ein klein wenig langsamer reagiert als mit Pilot im Cockpit.

Jede Minute möglichst effizient nutzen

Nach der Landung könnte der Pilot von der Bodenstation aus das Flugzeug in seine Parkposition steuern. Einfacher wäre es nach den UFO-Ergebnissen allerdings, wenn er die Verantwortung nach der Landung und dem Verlassen der Landebahn an den Fahrer eines Schleppers abgibt. Dieses Fahrzeug zieht den Jet dann bis zur Parkposition, und der Pilot kann bereits eine andere Aufgabe übernehmen oder vielleicht auch Feierabend machen.

«Nach den Ergebnissen von UFO können unbemannte Frachtflugzeuge organisatorisch in das Luftverkehrssystem mit Piloten an Bord integriert werden», fasst Annette Temme das zentrale Ergebnis des Projekts zusammen. Auch wenn Beobachter am Boden dabei vorerst noch ein wenig mulmig zu Mute sein könnte.

Weitere Einsatzmöglichkeiten

Werksflüge, bei denen zum Beispiel Teilprodukte zwischen verschiedenen Standorten eines Unternehmens transportiert werden, waren ein weiterer Schwerpunkt des DLR-Projektes UFO. Diese Flüge erfolgen oft mit relativ kleinen Maschinen und können ähnlich wie Langstrecken-Frachten in den konventionellen Flugbetrieb integriert werden.

Hilfsgüter-Flüge waren ein dritter Schwerpunkt. Bei ihnen empfiehlt sich ein eigener Luftkorridor, der dann unabhängig von der konventionellen Fliegerei betrieben wird. In diesem Bereich wird bereits die Möglichkeit untersucht, am Zielort nicht zu landen, sondern die Hilfsgüter dort abzuwerfen. Wurde bei einem Tsunami, Erdbeben oder gewalttätigen Auseinandersetzungen die Landebahn beschädigt, ermöglicht eine solche Variante schnelle Hilfe, ohne dabei die Piloten zu gefährden.

Formationsflüge für den Transport von Hilfsgütern in Krisengebiete werden ebenfalls untersucht. Dabei führt ein Pilot in der Bodenstation das Flugzeug an der Spitze, während die anderen Flugzeuge automatisch den richtigen Abstand zum vorausfliegenden Fahrzeug halten. Nach dem Vorbild von Zugvögeln wie Gänsen sparen solche Formationsflüge einige Energie. (RHK)

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