Drohnen-Testgelände Wie Flugzeuge autonom werden sollen

Die Elektra One Solar kann bereits autonom fliegen. Vor allem aus rechtlichen Gründen ist noch ein Pilot an Bord.

(Foto: LARS DAVID NEILL; Elektra UAS)

Im Allgäu können Drohnen-Entwickler erstmals unbemannte Fluggeräte ohne spezielle Genehmigungen erproben. Das könnte der Einstieg in die autonome Fliegerei sein.

Von Christoph Behrens

Das graue Flugzeug startet senkrecht, 20 Meter über der Startbahn schwenken die Rotoren nach hinten und der Flieger zischt mit 50 km/h vorwärts. Er dreht einige Runden und setzt mit angewinkelten Rotoren wieder vertikal auf dem Boden auf. Ein Pilot ist in dem Mini-Flugzeug nicht mit an Bord. Senkrechtstarter, die aus der Luft in die Horizontale beschleunigen, gelten als hohe Kunst der Fliegerei.

Für Florian Seibel ist der Testflug der Drohne daher ein Erfolg. Der Chef der Firma Quantum Systems steht im Anzug auf dem Rollfeld des Deutschen Erprobungszentrums für unbemanntes Fliegen bei Mattsies im bayerischen Allgäu. Hinter ihm schrauben Mitarbeiter Flügel an eine weitere, größere Drohne, mit vier Metern Spannweite, tropfenförmigem Bug und vier senkrecht stehenden Propellern. Es ist die nächste Stufe der UAV, der Unmanned Aerial Vehicles: eine unbemannte Mischung aus Helikopter und Flugzeug.

Die nächste Generation Drohnen drängt in den Luftraum

Bis vor Kurzem war jeder Start solcher Fluggeräte mit viel Bürokratie verbunden. Firmen und Privatleute dürfen nur Drohnen unter fünf Kilogramm genehmigungsfrei starten, was schwerer ist, erfordert eine eigene Erlaubnis. Seit dieser Woche kann das Start-up aus der Nähe Münchens seine Quantum VRT auf dem rund zehn Quadratkilometer großen Testgelände bürokratiefrei starten. Seibel, ein ehemaliger Luftwaffen-Pilot, denkt mit seiner Erfindung an die Landwirtschaft. Mit einer Spezialkamera ausgestattet, soll die Drohne über Feldern kreisen und erkennen, welche Stauden Dünger brauchen und wann Früchte reif sind. Bis zu vier Stunden kann das unbemannte Flugsystem in der Luft bleiben.

Die Quantum VRT kann senkrecht starten und landen.

(Foto: Lukas Ondreka)

Das Testgelände sei höchste Zeit, findet Seibel: "Drohnen werden eines der Haupttechnologiefelder der nächsten Jahrzehnte sein." Deutschland sei jedoch dabei, den Anschluss zu verlieren. Die USA, China, Israel, so der Pilot, seien alle weiter mit der Entwicklung. Im Allgäu wollen deutsche Tüftler nun aufholen, am Eröffnungstag des Testgeländes zeigen sie ihren Einfallsreichtum: Drohnen, die in Schwärmen fliegen und sich an GPS-Wegpunkten orientieren, ohne Steuerung vom Boden aus. Ein leichtes Solarflugzeug, das selbständig eine einprogrammierte Route abfliegt, während der Pilot nur noch zusieht. Dabei wird klar: Während die Gesellschaft noch über die Gefahren kleiner Drohnen diskutiert, drängt schon eine nächste, größere Drohnengeneration in den Luftraum. Am Ende dieser Entwicklung könnten sogar Passagiermaschinen ohne Piloten auskommen.

Die Grob Aircraft G 520 "Egrett" soll einen Autopiloten bekommen, der in Extremsituationen so gut fliegt wie ein Mensch

(Foto: Grob Aircraft)

"Was hier passiert, ist ein Evolutionsprozess", sagt Gerd Berchtold, technischer Leiter des Flugzeugherstellers Grob Aircraft, der das betriebseigene Gelände für andere Firmen geöffnet hat. Bislang könne ein Autopilot lediglich einfache Manöver fliegen: Kurs halten, rauf, runter, rechts, links. Sobald es komplizierter wird und etwa Böen eine Maschine hin und her werfen oder ein Hindernis zu Steilkurven zwingt, übernimmt der Pilot. "Es wäre aber opportun", sagt Berchtold, "einen Autopiloten zu haben, der alles beherrscht". Auch aerodynamisch schwierige Manöver wie etwa der Übergang vom Schwebe- in den Horizontalflug, den Quantum erprobt. Die Erfahrungen bei der autonomen Steuerung könne man dann für größere Flugzeuge gebrauchen, hofft Berchtold. So ist Grob Aircraft dabei, eine 4,7 Tonnen schwere Turboprop-Maschine, die Egrett, für den autonomen Flugbetrieb umzurüsten. Das Bundeswirtschaftsministerium fördert das Vorhaben mit rund zwei Millionen Euro. Am Ende soll ein Autopilot entstehen, der das Flugzeug in allen Extremsituationen so gut lenkt wie der Pilot.

Das autonome Flugzeug soll bis in die Stratosphäre aufsteigen. Dort würde die Sonne es betanken

Ähnliches hat Gerd Hirzinger, ehemaliger Direktor des DLR-Instituts für Robotik und Mechatronik mit seinem Leichtflugzeug vor, der Elektra One Solar. Im Allgäu hebt das solarbetriebene Flugzeug zwar noch mit einem Piloten ab. Der Autopilot ist aber bereits in der Lage, die komplette Route alleine zu bewältigen. Der Mensch ist im Prinzip nur noch "optional". Innerhalb des nächsten Jahres werde die Flugzeugdrohne erstmals komplett ohne Besatzung starten, kündigt Hirzinger an: "Wir wollen damit in die Stratosphäre." Oberhalb einer Höhe von rund 24 Kilometern, weit über den Wolken, würde die Sonneneinstrahlung ausreichen, das Flugzeug rund zwölf Stunden lang in der Luft zu halten, hat der Ingenieur berechnet. Autark soll das Fluggerät dann über Katastrophengebieten kreisen und Luftaufnahmen liefern. Auch könne es entlegene Regionen per Funk mir dem Internet verbinden.

Die Elektra One Solar hat bereits die Alpen überquert, angetrieben von Elektromotoren.

(Foto: Elektra UAS)

Der autonomen Fliegerei stehen dabei weniger technische als rechtliche Hürden im Weg: Verschiedene Ministerien haben eben erst begonnen, über die Zulassung von Drohnen mit einem Gewicht von mehr als fünf Kilogramm nachzudenken. "Der Gesetzgeber wurde völlig von der Technik überrannt", sagt Florian Seibel.

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Halb Drohne, halb Marschflugkörper: Rüstungsfirmen entwickeln Fluggeräte, die erst spähen - und dann zur Waffe werden. Der Krieg könnte damit näher an die Zivilbevölkerung rücken.