Bei einer potenziellen Gefahrenlage ist es unerlässlich, schnell einen Überblick zu gewinnen. Die nötige Reaktionsgeschwindigkeit können unbemannte Luftfahrzeuge bieten, die schiffgestützt eingesetzt werden, das heißt direkt von einem Schiff aus starten, um automatisiert Lagebilder aus der Luft zu erstellen.
Die globalen Seewege stellen das Rückgrat des Welthandels dar und sind zugleich eine hochsensible Infrastruktur. Ob Extremwetter, Havarie oder als Ziel krimineller Handlungen – Schiffe sind vielen Risiken ausgesetzt. Im Projekt Maritimer RPAS-Betrieb (MaRPAS) forscht das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) mit seinem Kooperationspartner der Bundespolizei See seit 2016 an unbemannten Flugsystemen (RPAS – Remotely Piloted Aircraft Systems) und den Einsatzmöglichkeiten und -bedingungen für den Einsatz auf See. Mit Flugversuchen Mitte Oktober 2018 wurde das Projekt erfolgreich abgeschlossen.
Versuchsflüge Zeigen Zusammenarbeit der Systeme
Die Flugerprobungen fanden im Hafen Hohe Düne in Rostock-Warnemünde statt und präsentierten eine Start- und Landetechnologie für unbemannte Hubschrauber, um diese in maritimen Einsatzszenarien zu unterstützen. Der unbemannte DLR-Hubschrauber superARTIS startete von und landete auf dem Deck des Schiffs BP 21 „Bredstedt“ der Bundespolizei See. An seiner Unterseite war die neuartige Landevorrichtung aus Seilwinde und Elektromagnet befestigt, die ihn zunächst an das Helideck des Bundespolizeischiffes „fesselte“.
Dann hob der superARTIS ab, löste die Magnetverbindung zum Schiff und zog das Seil ein. Für die Landung wurde das Seil über die Seilwinde vom fliegenden Helikopter zum Schiffsdeck abgelassen und dort mittels Magneten fixiert. Durch die Fesselung und ein automatisiertes Einholen des Seils wurde der Hubschrauber anschließend zum Schiffsdeck geleitet. „Es ist eine Herausforderung, denn Luftverwirbelungen durch die Aufbauten des Schiffes, aber auch plötzlich auftretende Böen und die Eigenbewegungen des Schiffes erschweren den Präzisionsanflug“, sagt Stefan Krause vom DLR-Institut für Flugsystemtechnik, welches die Landevorrichtung entwickelt hat.
In die Flugplanung wurden Echtzeitparameter zu Wind und Wetter einbezogen. Die relative Position des superARTIS zum Schiff bildete die Basis der Präzisionsnavigation für die Landung. Für die notwendige Präzisionsnavigation und die Flugplanung war das DLR-Institut für Flugführung in Braunschweig verantwortlich, welches auch die Projektleitung innehatte. Das Zusammenspiel aller beteiligten Komponenten -Schiffsplattform, Fluggerät mit Seilwinde und Bodenstation – konnte erfolgreich erprobt werden.
Bereits im Juni 2017 hatten die DLR-Wissenschaftler ein Wind-, ein Wettermessgerät sowie ein Antennensystem auf der BP 21 „Bredstedt“ installiert und auf einer fünftägigen Patrouillenfahrt reale Daten der Bedingungen auf See erhoben, mit denen bei einer Landung auf einem Schiffsdeck typischerweise gerechnet werden muss. Sie bildeten die Grundlage für die Planung der abschließenden Flugversuche.
Anspruchsvolle Navigation und Flugsystem
Ein ferngesteuertes Luftfahrzeug, kurz RPAS (Remotely Piloted Aircraft System), sicher fliegen und auch wieder landen zu lassen, ist bereits an Land ein anspruchsvolles Vorhaben. Sollen unbemannte Flugsysteme im maritimen Bereich eingesetzt werden, ist der Vorgang durch den Seegang und hochdynamische Entwicklungen von Wind- und Wetterbedingungen deutlich komplexer.
Im Projekt MaRPAS vereinen im DLR die Institute für Flugführung und Flugsystemtechnik aus Braunschweig ihre Kräfte für die Konzeption und Umsetzung einer genauen Navigation und präzisen Flugregelungstechnik für schiffsgebundene RPAS. Die Flugerprobungen zum Abschluss des Projekts MaRPAS fanden an Bord der an ihrem Liegeplatz liegenden BP 21 „Bredstedt“ im Hafen Hohe Düne statt. Im Folgeprojekt MaRPAS 2, das für 2019 bis 2021 geplant ist, wollen die Wissenschaftler die weiterentwickelten Systeme auch auf See testen.
Auf dem Bild: superARTIS bei der Landung auf einem Schiff: Für die Landung wurde das Seil über die Seilwinde vom unbemannten Helikopter SuperARTIS zum Schiffsdeck abgelassen und dort mittels Magneten fixiert. Durch die Fesselung und ein automatisiertes Einholen des Seils wurde der Hubschrauber anschließend zum Schiffsdeck geleitet.
