Andreas Udovic DFS Herausforderung an die Sicherheit und Security bei der Integration von unbemannten Luftfahrtsystemen 1
Herausforderung an Safety und Security bei der Integration von UAS in das Luftverkehrssystem Andreas Udovic DFS Deutsche Flugsicherung GmbH TU Darmstadt, 30.11.2016 Agenda Vorstellung DFS Definitionen Herausforderungen für die sichere und faire Integration von UAS Lösungsansätze Regulierungsaktivitäten Ausblick 2 2
Rechtlicher Rahmen Die DFS Deutsche Flugsicherung GmbH ist ein privatrechtlich organisiertes Unternehmen in Form einer GmbH. Alleiniger Gesellschafter und damit Eigentümer der DFS ist die Bundesrepublik Deutschland. Die Gesellschafterrechte werden durch das Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI) ausgeübt. Regelungen zur Flugsicherung finden sich im Grundgesetz, Artikel 87 d Luftverkehrsgesetz, 31 b in Verbindung mit 27 c 3 Gesetzlicher Auftrag der DFS Die DFS ist verantwortlich für die sichere geordnete flüssige Abwicklung des Luftverkehrs. Flugverkehrsdienste Flugverkehrskontrolldienste Flugalarmdienste Fluginformationsdienste Flugverkehrsberatungsdienste Weitere Flugsicherungsdienste Kommunikationsdienste Navigationsdienste Überwachungsdienste Flugberatungsdienste Flugwetterdienste (DWD) 4 3
Entwicklung des Luftverkehrs in Deutschland Kontrollierte Flüge in Mio. 3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0,0 Verkehrsentwicklung im 20-Jahres-Vergleich März 2000 Ende des New-Economy-Booms 11.09.2001 Terroranschläge in USA 2008 Beginn der US-Bankenkrise 2010 Beginn der europäischen Finanzkrise 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012 2014 2015 Kontrollierte Flüge in Mio. 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012 2014 2015 1,985 2,109 2,325 2,584 2,488 2,719 2,983 3,150 2,971 2,993 2,980 3,029 5 Flugbewegungen über Deutschland Ein Tag im Januar 2016 Steigflug Überflug Sinkflug 6 4
Definitionen und Sprachregelung Unmanned Aircraft Systems (UAS) Unmanned Aerial Vehicle (alt) und Unmanned Aircraft System (ICAO): Beinhalten sowohl gesteuerte als auch automatisch/autonom fliegende Geräte Remotely-Piloted Aircraft System (ICAO) und unbemannte Luftfahrzeuge (BMVI): Ein Pilot hat jederzeit die Möglichkeit auf das Flugzeug einzuwirken (BMVI: ohne Modellflug) Drones (EC und EASA) oder Drohne: Beinhalten sowohl gesteuerte als auch automatisch/autonom fliegende Geräte, aber auch Flugmodelle Flugmodelle (BMVI): Werden nur zum Zwecke der Freizeitgestaltung und des Sports genutzt Unbemannte Fluggeräte (BMVI, geplante LuftVO): Flugmodelle und unbemannte Luftfahrtzeuge 7 Herausforderung - Technik Größe Leistung Mission Dauer Technologie Sehr Klein bis große Flugzeuge Geschwindigkeit, Steig- und, Sinkraten, Turn rate, etc. Aerial work, Packetlieferung Überwachung, Landwirtschaft, etc. Von Minuten, bis Stunden, Tage, Wochen oder Monate Datenlink zwischen Station und und Flugzeug, D&A, UTM 8 5
Herausforderung regulativ, organisatorisch 9 Herausforderung - Markt Das durchschnittliche UAS Wachstum von über 30% p.a. steht einem moderaten Anstieg in der zivilen Luftfahrt von ca. 2% gegenüber. 1.200.000 Schätzung verkaufter UAS in Deutschland* 1.130.000 1.000.000 890.000 980.000 800.000 770.000 600.000 400.000 400.000 200.000-2016 2017 2018 2019 2020 Commercial Private total * Schätzung basiert auf FAA Aerospace Forecast 2016-2020 with Teal Group for small UAS (250 g to 25 kg) 6 6
Herausforderung Sicherheit (Security) In Deutschland allein stieg die Anzahl der von Piloten gemeldeten Behinderung durch UAS im Landeanflug von 14 in 2015 auf 61 in 2016 (bis 31. Oktober) 116 Mögliche Lösungsansätze Zwei Lösungsansätze notwendig: Für Very Low Level Flüge (VLL) bis 150m über Grund UAS Traffic Management System (UTM) Für IFR/VFR Flüge im kontrollierten Luftraum (A-E) Integration in das bestehende Air Traffic Management (ATM) Überschneidungsbereiche (z.b. Kontrollzonen an den Flughäfen) mögliche Höhe eines UTM (bis 500m?) => Zusammenspiel ATM und UTM notwendig 12 7
Unmanned Aircraft System Traffic Management Kern des von der DFS verfolgten Lösungsansatzes ist die enge Verzahnung des bestehenden Air Traffic Managementsystems (ATM) mit einem zukünftig erforderlichen UAS Traffic Managementsystems (UTM). 13 Unmanned Aircraft System Traffic Management NASA UTM Architecture Quelle: Vortrag P. Kopardekar, Safely Enabling Low-Altitude UAS Operations: Unmanned Aircraft System Traffic Management, DFS Conference, 15.11.2016 14 8
Integration in ATM Internationale Regelungen werden erarbeitet: Beibehalten der hohen Sicherheitsstandards Integration in die weltweiten Standards und Vorschriften Neue Verfahren, z.b. für Ausfall des Datenlink Technische Herausforderungen: See and Avoid für bemannte A/C => Detect and Avoid für RPAS Datenlinkverbindung: Stabilität und Integrität Verfügbarkeit von Frequenzen für den Datenlink Security: Datenlink und Bodenstation 15 ICAO: RPAS Panel Work Program 1 2 3 4 5 6 7 RPASP Activities Airworthiness 2018 10 work programme items Communications 2020 10 work programme items Detect and Avoid 2020 12 work programme items Licensing 2018 2 work programme items Operations 2018 & 2020 11 work programme items ATM 2020 9 work programme items HITS 2020 4 work programme items Coordination & Collaboration ICAO Expert Groups Flight Operations Aerodromes ATM Operations Separation & Airspace Safety Search and Rescue (SAR) Personnel Competency Human Performance Airworthiness Legal Communications Environmental Surveillance Aviation Security Flight Recorders Safety Management Frequency Spectrum ATM Req. & Performance Products Working Papers Amendment Proposals RPAS Manual Updates Deliverables Annexes 1, 2, 7, 8, 10, 11, 12 & 14 Annex 6, Part IV PANS ATM Quelle: R. Willis, Remotely Piloted Aircraft System (RPAS) Panel, DFS Conference, 15.11.2016 16 9
ICAO Standards Process Development Review & Adoption ~ 12 to 18 month Preparation Publication State Preparation for Implementation Filing of Objections and Differences Panel Work State Consultation Initial Proposal Delivered Council Adoption Effective Date Applicable Date (dates are variable) 191 States + international Organizations for consulting Quelle: R. Willis, Remotely Piloted Aircraft System (RPAS) Panel, DFS Conference, 15.11.2016 17 Regulierungsaktivitäten 18 10
Ausblick Integration UTM Hoher zeitlicher Druck Intensive Forschungsarbeiten notwendig Akzeptanz durch die Bevölkerung ungewiss Integration ATM Langer zeitlicher Vorlauf durch Änderungen der Standards Forschungsbedarf in wenigen technischen Feldern Einführungsgeschwindigkeit eher langsam 19 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Andreas Udovic Am DFS Campus 5 63225 Langen andreas.udovic@dfs.de 20 11
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