Hauptseminar 2015: "Konzeptentwick­lung für den Betrieb von Remotely Piloted Aircraft Systems (RPAS)"

Remotely Piloted Aircraft Systems (RPAS) zeichnen im Kern die Führung eines Luftfahrzeugs aus der Ferne aus. Die avisierte Werteschöpfung des RPAS-gestützten Betriebs durch ein Geschäftsszenario (eng. business case) basiert dabei auf den Vorteilen der Loslösung von dem bislang zwingenden Mitfliegen der Flugbesatzung. Ein Betrieb auf Basis von RPAS unterliegt somit nicht mehr den bislang geltenden Mensch-bedingten Restriktionen der bemannten Führung, die anhand von drei Beispielen wie folgt zusammengefasst werden können:

• Ortsgebundene Verfügbarkeit der Flugbesatzung
• Zeitliche Restriktionen der maximalen Flugdauer aufgrund von leistbaren Belastungsgrenzen der Flugbesatzung
• Konstruktive Restriktionen des Luftfahrzeugbaus aufgrund von Lebenserhaltungssystemen (z.B. Druckkabine)

Die Aufhebung derartiger Bedingungen durch RPAS stellt somit neue Freiheitsgrade für die Realisierung von bislang unerschlossenen Geschäftsmodellen her.

Verfolgte Ansätze zur Realisierung von RPAS-gestützten Geschäftsmodellen im zivilen Bereich sind aufgrund von gesetzlichen Rahmenbedingungen begrenzt, die bei nicht-sportlicher Verwendung eine Genehmigung sowie den Betrieb in Sichtweite des Missionsverantwortlichen („Remote Pilot“) verlangen. In Deutschland gilt zudem eine maximale Startmasse von 25 kg. Obwohl die technische Leistungsfähigkeit zur Führung von RPAS gegeben zu sein scheint, stehen diese Bedingungen einem flächendeckenden und regulären Betrieb bisher entgegen.

Die Gründe für diese gesetzliche Einschränkung des Betriebs können auf zwei wesentliche Problemfelder begrenzt werden, zu denen bislang keine akzeptable Lösung gefunden werden konnte: Die gegenwärtige öffentliche Wahrnehmung des Betriebs von RPAS ist dominiert durch die mögliche einhergehende Verletzung des Persönlichkeitsrechts (Bild-/ Informationsgenerierung im privaten Umfeld) und dem Bedenken, durch RPAS das gegenwärtige hohe Sicherheitsniveau der Luftfahrt nicht unverändert gewährleisten zu können. Während die erste Problematik eine Frage der Nutzungskultur eröffnet, die nach einer gesellschaftspolitischen und rechtlichen Regelung verlangt, impliziert die zweite die Auflösung eines bis dato gültigen Sicherheitsmechanismus der Luftfahrt: Der Pilot bürgt de facto mit seinem Leben für den sicheren Betrieb des Luftfahrzeugs. Eine Bewertung dieser neuartigen Sicherheitslage anhand von geltenden und ethischen Sicherheitsmaßstäben steht bislang aus.

Ziel des Hauptseminars 2015 ist es, mittels einer umfassenden Diskussion und Abwägung aller Interessenspositionen die Entwicklungsmöglichkeiten von RPAS im kommerziellen Luftverkehr für die kommenden Jahr(zehnt)e aufzuzeigen und zu bewerten. Dieses adressiert insbesondere die operativen Randbedingungen, unter denen der sichere und wirtschaftliche Betrieb von RPAS gewährleistet werden kann. Diese umfassen sowohl Anforderungen an z.B. notwendige Technik, Ausrüstung der unbemannten Luftfahrzeuge und notwendige Verfahren als auch an eine Betriebsinfrastruktur, die den Betrieb effektiv unterstützt. Es wird dabei die Lösbarkeit der in der Ausgangslage genannten Problemfelder durch den Gesetzgeber unterstellt, die selbst nicht Gegenstand der zu bearbeitenden Aufgaben sind. Diese umfassen im Wesentlichen die ersatzlose Aufhebung der Sichtweitenbeschränkung für das RPAS Aktionsgebiet und der maximal zulässigen Masse.

Die Randbedingungen sollen anhand von vier zu entwickelnden repräsentativen Geschäftsszenarien bestimmt werden, die die Realisierung des Betriebs von RPAS am Beispiel spezifischer ziviler Anwendungsfälle darstellen. Diese sollen in einem einheitlichen Betriebskonzept münden, welches die regulatorischen, technischen und organisatorischen Rahmenbedingungen für die vier Geschäftsszenarien enthält. Die Rahmenbedingungen werden dabei nach den fünf Interessenfeldern Luftverkehrsmanagement (Flugsicherung), Konstruktion (Hersteller), Recht & Öffentlichkeit, Security und Betrieb (Flughäfen, Betreibergesellschaften) unterschieden.

Die in diesem Projekt entwickelten Geschäftsszenarien orientieren sich an Anwendungsfällen, die auf Basis des gegenwärtig technisch Leistbaren für alle Parteien ein unterstelltes Maß an beherrschbarer Kritikalität birgt. Jede Planungsgruppe hat mittels fundierter Recherche, Datenanalyse und -aufbereitung sowie schlüssiger Argumentationen die eigenen Positionen und Ziele der Interessensgruppe bei der Entwicklung des Betriebskonzepts von RPAS herauszustellen und entsprechende Anforderungen zu definieren. Hierzu gilt es zunächst, den Status Quo detailliert zu erfassen und zu bewerten. Insbesondere der sehr ähnliche Trend des „automatisierten Fahrens“ im Bereich des Bodenverkehrs (MIV, Schiene) sollte hier methodische Beachtung finden. Hierauf aufbauend sind die vier verschiedenen Geschäftsszenarien unter Einbeziehung bereits vorhandener Richtlinien (EASA), Strategiepapiere, Studien und Stellungnahmen zu diskutieren. Die Gruppen haben jeweils die Vor- und Nachteile bzw. Probleme und Lösungsmöglichkeiten der einzelnen Szenarien herauszustellen, auf deren Basis schlussendlich ein einheitliches Betriebskonzept entworfen werden soll.

Das Hauptseminar richtet sich an Studierende des Studienganges Verkehrsingenieurwesen, welche im 8. Semester (SS 2015) die Vertiefung Verkehrssystemtechnik und Logistik besuchen.
Die Bearbeitung der Aufgaben erfolgte im Sommersemester 2015 unter anderem jeden Freitag in der zweiten und dritten Doppelstunde während den Workshops und in Progressreports (22.5., 5.6., 17.7.). Die Ergebnisse sowie der Endbericht wurde am 24.7. vor einem breiten Publikum mit Vertretern der Praxis von den Studierenden präsentiert.