Unmanned Aircraft Systems

Foto von A340-300-01-GULF-AIR Maschine

Unbemannte Flugsysteme

Die Forschung im Bereich unbemannte Flugsysteme am Institut für Flugsysteme und Regelungstechnik (FSR) der TU Darmstadt hat eine lange Historie. Als zu Beginn der 2000er Jahre Multikopter und insbesondere auch autonome Systeme immer mehr in den Vordergrund traten, arbeitete das FSR im Rahmen des DFG Graduiertenkollegs „Cooperative, Adaptive and Responsive Monitoring in Mixed Mode Environments (GKmM)“ an der Realisierung autonomer bodengestützer (Unmanned Ground Vehicle – UGV) und fliegender Einheiten (Unmanned Aerial Vehicle – UAV), die sowohl für Überwachungsmissionen als auch für Search-and-Rescue eingesetzt werden sollen. Hierbei konnte das Institut in Wettbewerben wie dem RoboCupp oder der IMAV die Leistungsfähigkeit der Entwicklungen unter Beweis stellen.

Im Rahmen verschiedener Forschungsprojekte arbeitet das FSR aktuell an technischen Systemen und Verfahren zur Erhöhung der betrieblichen Sicherheit unbemannter Luftfahrzeuge. Hierzu zählt zunächst die Entwicklung innovativer UAV-Konfigurationen. So ermöglichen beispielsweise die Energievorteile eines Flächenflugzeugs kombiniert mit der Möglichkeit des senkrechten Startens und Landens eines Multikopters neue Einsatzmöglichkeiten für ein UAV. Zudem kann über die redundant vorhandenen Stellgrößen die Sicherheit eines solchen UAVs maßgeblich erhöht werden. Mit Hilfe von am Institut erforschten, fehlertoleranten Flugreglern sollen auch solche hybriden Konfigurationen einfach steuerbar sein. Zukünftige Flugregler werden zudem in der Lage sein auf Systemfehler reagieren zu können und können sich dem neuen Zustand optimal anpassen. Der wirtschaftliche Einsatz von UAVs ist häufig erst dann möglich, wenn diese autonom, also ohne einen Piloten, eine geplante Mission durchführen können. Um die Sicherheit auch bei Störungen, wie technischen Defekten, gewährleisten zu können, muss das Fluggerät in der Lage sein seinen technischen Zustand zu erkennen, den Einfluss der Umgebung abzuschätzen und automatisiert zu entscheiden. Ein weiteres Forschungsthema ist die Integration der unbemannten Fluggeräte in den Luftraum. In diesem Forschungsfeld arbeitet das FSR insbesondere an der Entwicklung zukünftiger Verfahren und technischer Anforderungen mit dem Ziel einen sicheren Betrieb in diesem hochkomplexen Umfeld zu gewährleisten.

 

Aktuell bearbeitete Projekte im Bereich unbemannte Flugsysteme:

 

SiFliegeR (2016-2018)

Im SiFliegeR Projekt untersucht das FSR die Nutzung von PHM Maßnahmen zur Erstellung dynamischer Sicherheitsanalysen basierend auf dem aktuellen Schadenszustand eines Systems. Die Anwendbarkeit der Methode wird dabei am Beispiel des Aktuatoriksystems eines unbemannten Luftfahrzeugs untersucht. Mehr …

RISES (2013-2016)

Ziel von RISES (Role-based Information Management System for Emergency Services) ist die plattformunhabhängige Vernetzung von Einheiten im Katastrophenschutz, die rollenbasierte Anzeige relevanter Informationen und die Anbindung unbemannter Flugsysteme an ein modernes Führungssystem. Mehr …