Im Oktober und November 2022 konnten Forschende des DLR im Rahmen des Projekts HorizonUAM erstmalig Flugversuche in einer neu errichteten Modellstadt am Nationalen Erprobungszentrums für Unbemannte Luftfahrtsysteme in Cochstedt durchführen. Übergeordnetes Ziel von HorizonUAM ist es, die Chancen und Risiken der Urban Air Mobility (UAM) zu untersuchen. Der Fokus liegt dabei auf dem Einsatz von so genannten Lufttaxis, die zukünftig pilotiert, fernüberwacht oder sogar weitgehend autonom Passagiere im urbanen Raum transportieren könnten.
Eine wachsende Stadt aus Containern
Auf dem Gelände des Nationalen Erprobungszentrums wurden Container platziert, die ersten „Häuser“ einer Modellstadt im Maßstab 1:4. Auch Flächen für den Start und die Landung von Lufttaxis, so genannten Vertiports, sind bereits vorhanden. Zukünftig soll die Modellstadt noch wachsen. Weitere Elemente werden folgen, die für ganz unterschiedliche städtische Szenarien flexibel arrangiert werden können.
Die Forschenden der DLR-Institute für Flugführung, Flugsystemtechnik sowie Navigation und Kommunikation nutzten nun kleinere Multikopter als Stellvertreter für größere Lufttaxis, um in der Modellstadt Flugversuche durchzuführen und dabei UAM-Szenarien zu erproben. Das Projekt und die Flugversuche verbinden Forschungsthemen aus verschiedenen hochspezialisierten Disziplinen. Das DLR-Institut für Flugführung untersucht unter anderem die Kollisionsvermeidung sowie Interaktionen zwischen Luftraumteilnehmern innerhalb des U-space (das zukünftige europäische Luftverkehrsmanagementsystem für Drohnen und Lufttaxis). Der sichere, zertifizierbare Einsatz von künstlicher Intelligenz wird vom Institut für Flugsystemtechnik erforscht am Beispiel der Detektion von Personen mittels maschinellen Lernens. Eine Maßnahme zur Absicherung ist dabei unter anderem eine Erkennung von gesperrten Lufträumen durch so genannte „Geo-fences“. Das Institut für Navigation und Kommunikation rüstet die Drohnen dabei mit prototypischen Sensoren aus, wie sie zukünftig auch für den Einsatz von Lufttaxis in Frage kämen. Der Fokus der Forschung liegt dabei auf spezifischen Eigenschaften der Navigation und Kommunikation im urbanen Raum.
Lufttaxis an Flughäfen integrieren
Parallel zu der durchgeführten Flugkampagne finden in HorizonUAM weitere Untersuchungen in Simulatoren des DLR-Instituts für Flugführung in Braunschweig statt. Im Tower-Simulator wurde gemeinsam mit Fluglotsen eine mehrwöchige Versuchskampagne durchgeführt. Am Beispiel des Flughafens Hamburg erprobten die Lotsen, wie Vertiports und entsprechende Prozeduren für Lufttaxis an Flughäfen integriert werden könnten. Außerdem wurden in den Versuchen Verfahren zur Kollisionsvermeidung mit unkooperativen Luftraumteilnehmern, insbesondere Vogelschwärmen, untersucht.
Außerdem statteten die Forschenden am Institut einen Kabinensimulator mit einem Mixed-Reality-Sichtsystem aus. Dies kann nun eingesetzt werden, um zusammen mit Passagieren den Flug in einem Lufttaxi nachzustellen und dabei ihre Sicht und Eindrücke zu untersuchen und zu bewerten. Eine erste Machbarkeitsstudie wurde bereits durchgeführt. Die Erkenntnisse zu Simulationstechnik und Displaydesign fließen in die Hauptstudie ein, die in Kürze mit Probanden beginnen wird. Simuliert werden dann mehrere Lufttaxi-Flüge über dem Stadtgebiet von Hamburg. Auch die Ergebnisse dieser Akzeptanzuntersuchungen sollen letztendlich Aufschluss über die Chancen und Risiken der Urban Air Mobility geben.