Die Überflieger für den Alltag

Die Europäische Union hat sich verpflichtet, bis 2050 Klimaneutralität zu erreichen. Mit dem „Green Deal“ bekommen Drohnen und sogenannte Flugtaxis aufgrund ihres geringen ökologischen Fußabdrucks eine neue Bedeutung.

Sie besitzen Vorteile – insbesondere mit Bezug auf CO2- und Lärm-Emissionen. Ein völlig neues Ökosystem erobert unseren Luftraum: Advanced Air Mobility (AAM).

Mit ihren vielfältigen Einsatzmöglichkeiten haben Drohnen längst den Weg in unseren Alltag gefunden. Sie kommen bei Luftbildaufnahmen, der Erkundung unzugänglicher Gebiete, der Lieferung von dringend benötigten Medikamenten oder bei der Rettung von Wildtieren zum Einsatz. Auch Flugtaxis werden schon bald zu unserer Lebenswirklichkeit gehören. Zahlreiche Start-ups und etablierte Hersteller haben das Potenzial von unbemannten Luftfahrtsystemen und elektrisch betriebenen Senkrechtstartern längst erkannt. Sie arbeiten mit Hochdruck an deren Entwicklung. Deutsche Firmen stehen mit innovativen Konzepten kurz vor der Markteinführung. Die Ära der Überflieger hat begonnen!

Das weltweite Passagieraufkommen ist in den letzten Jahrzehnten bei allen Verkehrsträgern stetig gewachsen. Die Menschen zeigen einen eindeutigen Bedarf nach individualisierter Mobilität. Das demonstriert etwa der Trend hin zu direkten Point-to-Point-Verbindungen. Elektrisch angetriebene Senkrechtstarter (electric vertical take-off and landing; eVTOLs) haben diese Fähigkeit. Multicopter oder Flugvehikel mit Kurzstartfähigkeit sind in der Lage, den Verkehr in staugeplagten Metropolen zu entlasten bzw. Direktverbindungen zwischen Städten über die Luft herzustellen. Flugtaxis sind Technologietreiber für die kommerzielle Luftfahrt. Systeme für die Luftmobilität in städtischen und ländlichen Gebieten werden ein wichtiger und notwendiger technologischer Zwischenschritt zwischen Drohnen und der kommerziellen Luftfahrt sein.

Die innovativen Flugvehikel benötigen deutlich weniger Verschleißteile und sind wartungsärmer als bspw. konventionelle Hubschrauber mit Verbrennungsmotor. Flugtaxis benötigen wenig Fläche, um zu starten und zu landen. Vertiports stehen exemplarisch für die Verkehrsrevolution des 21. Jahrhunderts. Sie werden sowohl an Knotenpunkten des öffentlichen Personennahverkehrs (ÖPNV) als auch dezentral an lokalen Flugplätzen entstehen. Ein weiterer Vorteil: Die Investitionskosten sind im Vergleich zur klassischen Mobilitätsinfrastruktur gering.

Neuartige Senkrechtstarter heben ab

Die ersten Flugtaxi-Prototypen warten auf ihre Zulassung - auch in Deutschland. Die Modelle unterscheiden sich je nach Einsatz-Szenario. Das Flugtaxi „VoloCity“ der baden-württembergischen Firma Volocopter ist mit 18 rein elektrisch angetriebenen Rotoren ausgestattet und ähnelt einem futuristischem Hubschrauber. Nach einer kurzen Testphase soll es völlig autonom fliegen können. Mit elf Metern Spannweite wird es Platz für zwei Passagiere samt Gepäck bieten. Für die Olympischen Sommerspiele 2024 plant die RATP, der ÖPNV-Anbieter im Großraum Paris, die Flughäfen der Stadt über Flugtaxis mit den Wettkampfstätten zu verbinden. Das Flugtaxi-Unternehmen Lilium aus München entwickelt derzeit einen Siebensitzer mit 30 Rotoren. Mit seinen Flügeln, in die klappbare Elektrorotoren verbaut sind, ähnelt das Flugtaxi einem Mini-Jet. Das erste kommerzielle Modell, mit einer Reichweite von bis zu 250 Kilometern, soll 2025 auf den Markt kommen. So wären auch Shuttle-Services zwischen Städten möglich.

Zunächst soll der Flugbetrieb mit lizensierten BerufspilotInnen starten. Langfristig sehen eVTOL-Konzeptstudien einen gänzlich autonomen Betrieb vor. Denn Automatisierung erhöht die Sicherheit im Luftverkehr. So ist es etwa durch hochintegrierte Avionik möglich, zusätzliche und komplexere Funktionen in die Flugsteuerung und die Führungssysteme aufzunehmen. Die Steuerung wäre ebenfalls über Operateure am Boden denkbar. Sie könnten mehrere Fluggeräte zentral kontrollieren. Für die Passagiere wären Flugreisen wie bei Taxifahrten bequem über das Smartphone buchbar – On-Demand und ohne Zeitverzögerung. Rund um dieses Ökosystem werden zudem Geschäftsmodelle entstehen: Vom Betrieb der Vertiports, über Dienstleistungen rund um den Flug, Ticket-Vermittlung, Slot-Management bis hin zu Wartung und Reparaturen.

Neben einer gezielten Förderung der Aktivitäten in Forschung und Entwicklung benötigt die Industrie nun zukunftsgerichtete Rahmenbedingungen in Form von Standards und Regularien für die sich entwickelnde Verkehrsform. Dazu gehört ein modernes Luftraum-Management über den sogenannten U-Space. Mittelfristig ist die Integration in die bestehende Flugsicherung unumgänglich. Zukünftig gilt, dass bemannte und unbemannte Systeme parallel agieren. Pilotprojekte in Test-Städten und Modell-Regionen sind notwendig, um die Umsatzbarkeit dieser Konzepte nachzuweisen. Die Marktprognosen sind optimistisch, denn die Einsatzgebiete für eVTOLs erweisen sich als breit gefächert. Insbesondere die Flugtaxis, ob als Shuttle, vollautonom oder mit Pilot, sind auf dem besten Wege, den Luftverkehr tiefgreifend zu revolutionieren. Für ihren Erfolg wird letztendlich nicht nur die Technologie selbst, sondern auch die gesellschaftliche Akzeptanz entscheidend sein.

Eine aktuelle Studie der Unternehmensberatung Horváth & Partners geht etwa davon aus, dass Flugtaxis bereits ab 2025 in großen Städten erste, festgelegte Routen bedienen könnten. Die Unternehmensberatung Roland Berger sagt voraus, dass 2050 weltweit etwa 160.000 kommerzielle Flugtaxis in der Luft sein werden. So könnte der Markt für autonome Lufttaxis bis 2040 auf umgerechnet 1,36 Billionen Euro wachsen, schätzen die Analysten von Morgan Stanley Research.

Während die BürgerInnen Flugtaxis eher aus Science-Fiction-Filmen kennen, können sich HobbypilotInnen heute eine Drohne kaufen. Ist diese über 250 Gramm schwer oder mit einer Kamera ausgestattet - was auf die meisten dieser Fluggeräte zutrifft – dann ist ein Drohnen-Führerschein Pflicht.

Drohnen – die Multitalente der Lüfte

Sogenannte UAV (Unmanned Aerial Vehicles) erweisen sich als kompakt, zuverlässig, wartungsarm und kaum hörbar. Sie fliegen teilweise autonom und ebenfalls elektrisch. Drohnen schaffen es, schnell erheblich an Höhe zu gewinnen, sich teils über lange Distanzen in der Luft zu halten und sehr nah an Objekte heranzufliegen. Dabei halten sie ihre horizontale Stabilität - sogar in engen Innenräumen. Drohnen erkunden große Flächen und erreichen Orte, die für Menschen schwer zugänglich sind.

Auch die schnelle Lieferung per Drohne an jeden Ort in kürzester Zeit ist ein Szenario, von dem Logistik-Unternehmen träumen. Amazon hat nach eigener Aussage bereits zwei Milliarden US-Dollar in die Realisierung dieses Traumes investiert. Der Konzern beschäftigt ein Team von rund 1.000 EntwicklerInnen mit der Aufgabe, die Lieferdrohne zur Marktreife zu bringen. Bis jetzt bremsen allerdings die Behörden: Denn ein Luftraum voller Zustelldrohnen birgt immer auch Gefahren. Dabei versprechen Drohnen – vom Boden aus kontrolliert – sichere, qualitativ hochwertige Ergebnisse und sparen gegenüber klassischen Alternativen viel Zeit und Geld. In Deutschland gibt es weit über 400.000 Drohnen. Mit 385.500 wird der größte Anteil davon privat genutzt. Laut Verband Unbemannte Luftfahrt stieg die Zahl kommerziell genutzter Drohnen von 2019 bis 2021 um 138 Prozent auf über 45.000.

Die Einsatzgebiete unbemannter Luftfahrtsysteme sind vielfältig. In Land- und Forstwirtschaft, dem Energie- und Bausektor, der Meteorologie, bei der Vermessung der Erdoberfläche und sogar in der Archäologie haben sie sich fest etabliert. Mit speziellen Kameras ausgestattet erstellen Drohnen Tageslichtaufnahmen oder Wärmebilder, z.B. um Kältebrücken in Gebäuden zu identifizieren. Sie fliegen mit speziellen Messgeräten, um Außentemperatur, Luftdruck oder Luftfeuchtigkeit zu überwachen und sind mit Sensoren, Lasern, Infrarot-Scannern oder Radar ausgestattet. Aus der Vogelperspektive bieten sie Wartungsdienstleistungen und erfassen den Modernisierungsbedarf von Infrastruktur.

Dabei gilt „Safety first“ – wie immer in der Luftfahrt. Etwaige Kollisionen mit Drohnen stellen für Flugzeuge oder Hubschrauber eine ernstzunehmende Gefahr dar. Zudem könnten drohnenbasierte Technologien für kriminelle oder gar terroristische Zwecke missbraucht werden. So entwickeln zahlreiche Unternehmen Systeme zur Drohnendetektion und -abwehr, um diese frühzeitig zu entdecken. Die Deutsche Flugsicherung arbeitet derzeit an einem System, um Drohnen im Mobilfunknetz zu orten und so ihre Lage in der Luft darstellen zu können. Die sichere Integration neuartiger Fluggeräte jeder Art und Größe im zivilen Luftraum bleibt daher eine große Herausforderung, die Industrie und Behörden auf nationaler und europäischer Ebene gemeinsam bewältigen müssen.