N. Voget, F. Binz, Y. Dobrev, D. Moormann

Innerhalb einer Forschungsflugkampagne im Winter 2015/2016 hat die RWTH Aachen im Auftrag der Deutsche Post DHL Flüge mit dem DHL Paketkopter 3.0 zwischen Reit im Winkl und der Winklmoosalm durchgeführt. Der Paketkopter wird seit 2013 in Forschungs- und Entwicklungsprojekten mit dem Ziel entwickelt, schwierig zu erreichende Regionen mit eiligen Gütern zu beliefern. Bei dem aktuellen Paketkopter handelt es sich um ein an der RWTH Aachen entwickeltes Tiltwing-Fluggerät mit einer Spannweite von 2 m und einer maximalen Abflugmasse von 14 kg. Für den Flugbetrieb zwischen Reit im Winkl und der Winklmoosalm wurden zwei Packstationen als Start- und Landeplatz aufgebaut. Die Flugdistanz zwischen Reit im Winkl und der Winklmoosalm beträgt etwa 8 km bei einer Höhendifferenz von über 500 m. Aufgrund der lokalen Topographie befand sich das Fluggerät während des Flugs meist außerhalb der Sichtweite des Steuerers. Alle Flüge erfolgten vollautomatisch. Dieser Beitrag beschreibt die Umsetzung der Anforderungen an ein sicheres Kommunikationssystem für diese Flugkampagne. Ein zuverlässiges Kommunikationssystem ist unerlässlich für Flüge außerhalb der Sichtweite des Steuerers, da in diesem Fall keine unabhängige Beurteilung der Situation möglich ist, sondern der Steuerer auf Daten, die vom Fluggerät übermittelt werden, angewiesen ist. Wegen des schwachen Mobilfunkempfangs in der Bergregion um Reit im Winkl wird die Kommunikation redundant über Mobilfunk und einen proprietären seriellen Funk mit hoher Reichweite hergestellt. Da das UAV während des Flugs von Bergen abgeschattet wird, werden mehrere Funkstationen benötigt, um einen stetigen Funkkontakt zum Fluggerät aufrechterhalten zu können. Die sich stetig verändernde Sichtbarkeit des Fluggeräts zu den einzelnen Funkstationen erfordert zudem eine dynamische Aktualisierung der Routen zwischen den Kommunikationspartnern. Um zudem die Sichtbarkeit des Fluggeräts für andere Teilnehmer im Luftraum zu verbessern, wird zusätzlich ein ADS-B-Transponder eingesetzt. Aufgrund der starken Abschattung des Fluggeräts durch das umliegende Gelände wird dieser von einer festen Position aus betrieben und sendet während des Flugs die vom Fluggerät übermittelten Informationen z. B. zu Position und Geschwindigkeit. Die während der Flüge gewonnenen Erkenntnisse zur implementierten Kommunikationsinfrastruktur werden in diesem Beitrag vorgestellt.

During a research flight campaign in the winter of 2015/2016, RWTH Aachen University, commissioned by Deutsche Post DHL, conducted flights with the DHL Parcelcopter 3.0 between Reit im Winkl and the Winklmoosalm. The parcelcopter has been under development since 2013 in research and development projects aimed at delivering urgent goods to hard-to-reach regions. The current parcelcopter is a tilt-wing aircraft developed at RWTH Aachen University with a wingspan of 2 m and a maximum takeoff weight of 14 kg. Two parcel stations were set up as takeoff and landing sites for the flights between Reit im Winkl and the Winklmoosalm. The flight distance between Reit im Winkl and the Winklmoosalm is approximately 8 km with an altitude difference of over 500 m. Due to the local topography, the aircraft was mostly outside the operator's line of sight during flight. All flights were fully automated. This paper describes the implementation of the requirements for a secure communication system for this flight campaign. A reliable communication system is essential for flights beyond the operator's visual line of sight (BVLS), as independent situational assessment is impossible in such cases, and the operator relies on data transmitted by the aircraft. Due to weak mobile network coverage in the mountainous region around Reit im Winkl, communication is established redundantly via mobile network and a proprietary, long-range serial radio system. Since the UAV is partially obscured by mountains during flight, multiple radio stations are required to maintain continuous radio contact with the aircraft. The constantly changing visibility of the aircraft to the individual radio stations also necessitates dynamic updates of the routes between communication partners. To further improve the aircraft's visibility to other airspace users, an ADS-B transponder is also deployed. Because of the significant obstruction caused by the surrounding terrain, this transponder is operated from a fixed location and transmits information such as position and speed during flight. The insights gained during the flights regarding the implemented communication infrastructure are presented in this paper.

Deutscher Luft- und Raumfahrtkongress 2016, Braunschweig

Deutsche Gesellschaft für Luft- und Raumfahrt - Lilienthal-Oberth e.V., Bonn, 2017

Conference Paper

deutsch

21,0 x 29,7 cm, 5 Seiten

urn:nbn:de:101:1-201701132736

Paketkopter, UAV

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13.01.2017