DLR autonome Landung, Bild: Video-Screenshot, DLR

DLR-Wissenschaftler haben eine Technik entwickelt, die es ermöglicht, dass ein autonomes elektrisches Luftfahrzeug problemlos auf dem Dach eines fahrenden Autos landen kann. Bild: Video-Screenshot, DLR

Das System könnte auf ultraleichte Solarflugzeuge angewendet werden, welche klassische Satellitensysteme in der Stratosphäre ergänzen. Durch das Weglassen der Landevorrichtung kann die verfügbare Nutzlast dieser Solarflugzeuge erheblich vergrößert werden. Gleichzeitig wird das Landen mit Seitenwind deutlich vereinfacht, wodurch auch Landungen bei schlechtem Wetter möglich werden.

DLR-Demonstrator, Bild: DLR
Der Technologiedemonstrator Penguin BE UAV verfügt noch über Landevorrichtungen, die durch das entwickelte System redundant werden. Bild: DLR

Ultraleichte Solarflugzeuge können in mehr als 20 Kilometer Höhe fliegen und das über mehrere Wochen. Um länger in der Luft bleiben zu können, ist für die Fluggeräte der Faktor Gewicht von entscheidender Bedeutung. Durch das Weglassen des Landefahrwerks, kann das Eigengewicht dieser UAVs (Unmanned Aerial Vehicles) erheblich reduziert werden. Das ermöglicht mehr Ladekapazität, eine höhere Reichweite und bessere Leistung. Normalerweise notwendige Versteifungen in der Struktur des Fluggeräts könnten so ebenfalls eingespart werden, was das Gewicht weiter verringert.

Autonomes Landen

Wissenschaftler vom DLR-Institut für Robotik und Mechatronik haben durch die Kombination von Technologien aus den Bereichen Robotik und UAV ein System entwickelt, welches das automatische Landen eines sogenannten "Starrflüglers" (Fixed-wing Aircraft) auf einem fahrenden Bodenfahrzeug möglich macht. In Flugversuchen auf einem Flugplatz im schwäbischen Mindelheim-Mattsies wurde dieses System nun mit einem gut drei Meter großen, 20 Kilogramm schweren, elektrischen Starrflügel-UAV erfolgreich getestet.

DLR-Landemanöver, Bild: DLR
Das UAV-Flugregelungssystem muss die beschleunigte Luftströmung oberhalb des Bodenfahrzeugs ausgleichen. Bild: DLR

Dazu wurde ein Netz auf das Dach eines PKWs gespannt und mit mehreren optischen Markern versehen. Bis auf einen halben Meter genau, kann sich das Fluggerät über der vier Meter langen und fünf Meter breiten mobilen Landeplattform positionieren. Befindet es sich darüber, erkennt das optische Multi-Marker Tracking-System die Landevorrichtung und bestimmt die relative Position zum Bodenfahrzeug mit hoher Genauigkeit. Mit diesen Daten wird die Landung dann computergesteuert durchgeführt.

Semi-autonomes Landefahrzeug, Bild: DLR
Der Fahrer im Auto erhält Steuerkommandos über eine graphische Anzeige (Fadenkreuz). Bild: DLR

Der große Vorteil: Die Bewegung des UAVs und des Fahrzeugs werden mit Hilfe der entwickelten Algorithmen auf einander angepasst. Indem sich das Auto inklusive Landevorrichtung und der "Starrflügler" gleich schnell bewegen, gleicht das Landen eher einem Absetzen. Das macht die Landephase einfacher und sicherer.

Bei den durchgeführten Versuchen war aus flugbetrieblichen Sicherheitsanforderungen noch ein Fahrer im Auto. Dieser erhielt die berechneten Steuerkommandos über eine graphische Anzeige, die ihm vorgab, ob er schneller oder langsamer fahren musste. Für eine spätere Anwendung in der Praxis, kann ein robotisches Fahrzeug ohne Fahrer verwendet werden.

Hier nun der Videobeweis zur autonomen Landung (Quelle: DLR)