Hochauflösendes Radar schützt Flugzeuge in Flughafenbereichen
Die Geschwindigkeit des Flugverkehrs birgt gewisse Gefahren. Aktuelle große Passagierflugzeuge starten mit einer Geschwindigkeit von 250-290 km/h und landen mit einer etwas geringeren. Der Zusammenstoß von Flugzeugen mit kleinen Objekten (Trümmerteile, Vögel und Drohnen) auf oder in der Nähe von Start- und Landebahnen kann bei solchen Geschwindigkeiten schwerwiegende Folgen haben und gelegentlich sogar in katastrophalen Unfällen resultieren. Vier solcher Zusammenstöße ereignen sich im Durchschnitt bei fünftausend Flügen. Jede dieser Kollisionen verursacht direkte und indirekte Kosten in Höhe von 25 700 EUR bis 257 000 EUR. Wenn man ausschließlich Fremdkörper (Foreign Object Debris, FOD) und Vögel berücksichtigt, beläuft sich dies auf etwa 11 Milliarden EUR pro Jahr. Drohnenvorfälle sind noch zu neu und zu selten, als dass ihre Schadenshöhe genau berechnet werden könnte. Ein Vorfall im Jahr 2018 kostete einen Flughafen jedoch über 500 EUR pro Minute aufgrund von Flugverspätungen. Seit Jahren verfügen die Flughäfen über getrennte Radarwarnsysteme für Vögel und Fremdkörper, und auch Systeme für Drohnen werden nach und nach in Betrieb genommen. Es wäre jedoch günstiger, ein einziges System zu nutzen, das vor allen drei Gefahren warnt. Das EU-finanzierte Projekt FODBASA war das erste, das ein solches integriertes System entwickelte. Das technologische Konzept war in einem früheren Projekt entwickelt worden und zeichnet sich durch ein sehr hoch auflösendes, am Flughafen stationiertes Radarsystem aus. Im Rahmen von FODBASA wurde es entwickelt und durch Demonstrationsinstallationen auf zwei europäischen Flughäfen verifiziert. Das Team untersuchte, welche Faktoren der Kommerzialisierung nun noch im Wege stehen.
Drei Objekte mit einem System
„Der Hauptunterschied zwischen unserem System und anderen besteht darin, dass wir mit ein und demselben System drei verschiedene Anwendungsbereiche abdecken können“, erklärt Projektkoordinator Klavs Andersen. „Außerdem wollen wir eine besonders hochwertige Absicherung gegen Drohnen bieten, und zwar an den Schlüsselstellen für die Flugsicherheit – nämlich in den An- und Abflugsektoren jeder Landebahn.“ Sobald das System eine der drei Arten von Objekten erkennt, werden die Flughafenbetreiber alarmiert. Diese führen dann eine visuelle Überprüfung der Start- und Landebahn bzw. des Luftraums durch. Beim Radar werden Radiowellen auf Objekte gerichtet. Ihre Reflexionen, welche die Position und Größe der Objekte anzeigen, werden dann empfangen und verarbeitet. Die verschiedenen Radartypen verwenden unterschiedliche Funkfrequenzen. Das System von FODBASA stützt sich auf das Ka-Frequenzband. In diesem extrem hohe Frequenzbereich können sehr kleine Objekte aufgespürt werden. FODBASA verwendet zudem kontinuierlich vertikale und horizontale Strahlen in Kombination. Ein gemischtes Informationszentrum kombiniert und verarbeitet alle Reflexionen und klassifiziert die Objekte in Echtzeit. Ein weiteres Schlüsselelement des Systems sind sehr empfindliche Hochleistungsantennen, die schwache Signale von kleinen Zielen aus beträchtlicher Entfernung erkennen können. Daher sollte das System in der Lage sein, Objekte zu erkennen, die kleiner als 1 cm sind.
Weiterentwicklung erforderlich
„Wir haben gezeigt, dass unsere derzeitige Technologie diese drei Anwendungen ausführen kann“, fügt Andersen hinzu. „Es kam aber auch zum Vorschein, dass weitere Verbesserungen notwendig sind, um die Leistungserwartungen des Marktes zu erfüllen.“ Im Rahmen des Projekts konnte das System noch nicht im Dauerbetrieb demonstriert werden. Dennoch ist sich das Team im Klaren darüber, welche Änderungen notwendig sind, und plant, diese im Laufe der Jahre 2021 und 2022 umzusetzen. Bestimmte Optimierungen bestehen darin, das Verarbeitungszentrum mit künstlicher Intelligenz auszustatten, was die Interpretation der Radarbilder verbessern wird. Sobald das Forschungsteam die verbleibenden Probleme beseitigt hat, dürfte das System zur Erhöhung die Sicherheit in der Luftfahrt beitragen, indem es das Risiko von Zusammenstößen mit kleinen Objekten bei Start- und Landevorgängen minimiert.
Schlüsselbegriffe
FODBASA, Radar, Flughafen, Flugzeuge, Vögel, Drohnen, Fremdkörper, FOD, foreign object debris, Warnsystem
