Antworten aus dem Cockpit ( Gastautor werden )

Gibt es bald Flugzeuge ohne Piloten?

19.05.2015 - 12:34 0 Kommentare

Fahrerlose Züge und selbst einparkende Auto - ginge das nicht auch in Flugzeugen? Langstreckenpilot Nikolaus Braun erklärt, warum diese Vorstellung sehr unwahrscheinlich ist.

Forschungen am Flugzeug der Zukunft am Airport Hamburg (Animation). - © © DLR -

Forschungen am Flugzeug der Zukunft am Airport Hamburg (Animation). © DLR

Als in den 80er Jahren des vergangenen Jahrhunderts mit den Computern in der Flugsteuerung der Airbusse die Elektronik tiefgreifend Einzug in die Luftfahrt gehalten hat, war der nächste Schritt zum Flugzeug ohne Piloten gefühlt in greifbarer Nähe. Dass es heute - gut 35 Jahre später - noch immer nicht so weit ist und auch in nächster Zeit nicht absehbar ist, hat seine guten Gründe.

Es ist kein Geheimnis, dass Flugzeuge prinzipiell auch ohne Piloten fliegen können. Jedes Modellflugzeug ist ein unbemanntes Luftfahrzeug. Und auch die in den vergangenen Jahren immer beliebter gewordenen Kleinhubschrauber sind unbemannte Luftfahrzeuge. Von der Begrifflichkeit spricht man bei diesen Geräten nicht mehr von Modellflugzeugen, sondern von "Remotely Piloted Aircraft Systems" oder kurz RPAS - im Volksmund auch "Drohne" genannt.

Diese gibt es nicht nur in der günstigen Variante im Spielwarengeschäft, sondern auch in sehr viel teureren Versionen für den gewerblichen Bedarf: Kaum ein Event, dass nicht von Kameradrohnen aus der Luft mit Bildern versorgt wird, sei es die Hochzeit im Park oder das Open-Air-Konzert. Auch bei Einsätzen im Katastrophenschutz haben sich RPAS bewährt.

Wenn man mit Drohnen um die Welt fliegen kann, warum nicht auch zivile Airlines?

Michael B.

Der gewerbliche Bereich an RPAS ist mittlerweile unübersehbar groß geworden. Dieser Geschäftsbereich ist stark gewachsen, da viele Aufgaben, für die früher ein viel teurerer Hubschrauber gebraucht worden wäre, von den RPAS zu einem Bruchteil der Kosten übernommen werden können.

Alle RPAS haben gemein, dass sie von einem Bediener gesteuert werden, der sich in unmittelbarer Nähe des Geräts befindet. Im Unterschied dazu können die größeren RPAS sich auch außerhalb der Sichtweite des Bedieners bewegen.

Drohnen haben keine Passagiere an Bord

Die großen RPAS sind derzeit meist klassische Flugzeuge mit starren Tragflächen, und keine Hubschrauber. Der Größenbereich reicht von sehr großen Modellflugzeugen mit zwei bis drei Metern Spannweite über Flugzeuge, die mit einem Sportflugzeug vergleichbar sind, bis hin zu den aus den Nachrichten bekannten militärischen Drohnen, die die Maße einer Boeing 737 erreichen können.

Gerade die militärischen Drohnen sind dafür bekannt, dass sie quasi global einsetzbar sind. Die amerikanische "Global Hawk" kann bei Flugzeiten von bis zu 36 Stunden Reichweiten von mehr als 20.000 Kilometern ermöglichen - oder bei Reichweiten von etwa 5500 Kilometern bis zu 24 Stunden im Zielgebiet verweilen.

Zwischen den militärischen RPAS und der zivilen Fliegerei gibt es einen ganz erheblichen Unterschied: Die militärischen RPAS haben keine Passagiere und stattdessen in der Bodenstation einen Knopf. Wenn irgendetwas schief geht, kann das RPAS zerstört werden. Diese Option scheidet bei RPAS mit Menschen an Bord natürlich aus und macht die ganze Sache komplizierter.

Die Kernfrage ist: Wer steuert beziehungsweise kontrolliert das RPAS, wenn eben nicht alles nach Plan läuft? Und wie kann das RPAS auf andere Teilnehmer am Luftverkehr reagieren? Die Probleme von unbemannten Flugzeugen lassen sich in die folgenden vier Punkten zusammenfassen:

1. See and Avoid
Eine der fundamentalsten Regeln ist die Ausweichpflicht nach Sichtflugregeln in manchen Lufträumen. Auch wenn die RPAS in der Regel mit allerlei technischen Sensoren ausgerüstet werden, lässt sich die Luftraumüberwachnung technisch noch nicht zufriedenstellend umsetzen. Es gilt, dass ein RPAS, will es gemeinsam mit konventionellen Luftfahrzeugen in einem Luftraum fliegen, sich so verhalten muss, wie eben ein konventionelles Luftfahrzeug. Dazu gehört auch die Einhaltung der Verkehrsregeln.

2. Kommunikation
Wie der Name "remotely piloted" schon sagt, werden auch die RPAS von einem Piloten gesteuert. Dieser ist in seiner Bodenstation über eine Funkverbindung mit dem RPAS verbunden. Auf kurze Distanzen funktioniert das eigentlich ganz gut. Die Übertragungsgeschwindigkeit ist gut und Ausfälle gibt es oft nur in eng bebauten Städten oder am Grenzbereich der Senderreichweite.

Auf große Distanzen ist dies jedoch anders. Wenn Satelliten genutzt werden müssen, um ein RPAS in entlegenen Gegenden zu erreichen, macht alleine schon die Signallaufzeit mehrere Sekunden aus. Hinzu kommen Verbindungsabbrüche, wenn der Link zum Satelliten ausfällt. Dies kann bei Manövern passieren, regelmäßig aber auch, wenn von einem Satelliten zum anderen umgeschaltet werden muss. Dieses Umschalten dauert im Idealfall wenige Sekunden - kann sich aber auch über Minuten hinziehen. Minuten, in denen das RPAS autonom agieren muss und ein Eingriff von außen unmöglich ist, sollte etwas Unvorhergesehenes passieren.

Genauso betroffen ist im Übrigen auch der Sprechfunk, der bei diesen Problemen in Mitleidenschaft gezogen ist. Eine spontane oder zumindest zeitnahe Reaktion auf eine Ansprache der Flugsicherung kann nicht stattfinden.

3. Rechtliche Fragestellungen
Jedes Verkehrsflugzeug hat auf jedem Flug einen verantwortlichen Flugzeugführer, den Kapitän. Er ist mit einer Vielzahl von Kompetenzen und Pflichten ausgestattet. Er darf beispielsweise mit der "Bordgewalt" als "Beliehener" Maßnahmen an Bord durchführen (etwa Festnahmen), wenn es zur Aufrechterhaltung von Sicherheit und Ordnung an Bord notwendig ist, da nicht mit dem Eingreifen von hoheitlichen Institutionen zu rechnen ist.

Der Kapitän hat auch die "nautische Gewalt" über das Flugzeug, das heißt er verantwortet den Flugweg des Flugzeuges und darf zu jeder Zeit von dem geplanten Weg abweichen, wenn er es in begründeten Fällen für nötig hält. Gleichzeitig vertritt er den Arbeitgeber gegenüber den Angestellten an Bord und die Firma als "Luftfrachtführer" gegenüber den Passagieren.

© dpa, Fotomontage: airliners.de Lesen Sie auch: Droh(n)t die Gefahr oder filmt sie?

Bei den RPAS ist der verantwortliche Flugzeugführer nicht mehr physisch anwesend. Es muss auch nicht mehr eine einzige Person sein, was gerade bei sehr langen Einsatzzeiten auch nicht möglich wäre. Es muss auch nicht nur eine Person sein, die ein RPAS kontrolliert. Denkbar wäre auch, dass ein Schwarm von RPAS oder mehrere unabhängige Flüge von einem RPAS-Piloten beaufsichtigt werden können. Aber wer ist dann verantwortlich? Oder kann der RPAS-Pilot überhaupt seiner Verantwortung gerecht werden, wenn er mehrere RPAS kontrollieren muss, bei denen gleichzeitig Probleme auftauchen können?

4. Piloten und "Human Factors"
Neben militärischen Aspekten spielen für RPAS-Betreiber auch die finanziellen Aspekte eine große Rolle. Sowohl beim Personal als auch beim "Cockpit am Boden" meinte man, sparen zu können. In Sachen des Personals werden jedoch alle großen RPAS von voll ausgebildeten Piloten gesteuert, hier ist das Einsparpotential also gering.

Die Bodenstation an sich ist in vielen Fällen eher ein vollgestellter Computerarbeitsplatz mit Bildschirmen und Anwendungen und daher nicht ansatzweise mit einem Cockpit vergleichbar. Für das Design des Cockpits sind unzählige Regeln zu befolgen, die sich an vielen Grundsätzen eines guten Designs orientieren und die "Human Factors" berücksichtigen. Dies gilt etwa für die Lage und Erreichbarkeit von Bediengeräten, die durchgängige Farbgebung, die Klarheit der Anzeigen und viele weitere Punkte mehr. Bei einem RPAS-Computerarbeitsplatz ist das nicht der Fall. Die Gefahr, dass der Pilot eher Fehler macht, ist größer, was wiederum zu einem deutlich höheren Unfallrisiko führt.

Insgesamt ist die technische Zuverlässigkeit der RPAS nach wie vor katastrophal schlechter, als die angestrebten Werte in der zivilen Luftfahrt. Natürlich spielt dabei eine Rolle, dass bei militärischen RPAS andere Schwerpunkte in der Entwicklung gesetzt worden sind, als es bei unbemannten Verkehrsflugzeugen der Fall ist. So würden Entwürfe mit nur einem Triebwerk, die bei Triebwerksausfall zu Boden segeln, in der zivilen Luftfahrt gar nicht erst zugelassen werden.

Es geht einfach nur ums Geld

Also wird in ein paar Jahren, wenn die Technik besser geworden ist, doch ein Automat das Flugzeug steuern? Vermutlich nicht. Die große Frage ist, warum man denn auf den Menschen im Cockpit verzichten möchte? Die Antwort ist simpel: Das Geld. Im Umkehrschluss heißt das: Die Vollautomatisierung des Cockpits muss günstiger sein als der Pilot, der sonst vorne drin sitzt.

Auch wenn die Technik Fortschritte macht, sind viele Haftungsfragen für Systeme nach wie vor dermaßen teuer, dass ein Einsatz ohne Pilot unbezahlbar ist. Denn im Gegensatz zum fahrerlosen Zug oder dem einparkenden Auto ist Anhalten bei Problemen im Flugzeug keine Option. Ein Flugzeug muss, egal was passiert, immer sicher gelandet werden.

Über den Autor

Regelmäßig beantwortet Verkehrsflugzeugführer Nikolaus Braun in der airliners.de-Serie "Antworten aus dem Cockpit" Fragen zu Piloten-Themen rund um Luftfahrttechnik & Flugbetrieb. Wenn Sie auch eine Frage haben, schreiben Sie an antwortenausdemcockpit@airliners.de

Nikolaus BraunNikolaus Braun ist Pilot bei einer großen deutschen Fluggesellschaft und fliegt derzeit auf Airbus A330/A340. Der studierte Dipl-Ing. (FH) für Luftfahrtsystemtechnik und -management berät zudem nebenberuflich mit seiner Firma Nikolaus Braun Aviation Consulting (NBAC) bei Projekten aus Forschung, Entwicklung, Gesetzgebung und Lehre.

Von: Nikolaus Braun für airliners.de
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