Bir kargo insansız hava aracı, bir aile evinin ön bahçesine mal sevkiyatı yapıyor. Daha yukarılarda, otonom hava taksileri yolcuları şehirdeki işyerlerine götürüyor. Şehir merkezindeki kavşaklarda küçük insansız hava araçları havada uçuşuyor. Trafik hacmini veya kesintileri tanırlar ve bilgileri etkileşimli olarak merkezi bir trafik kontrol sistemine beslerler. Bu senaryo, bir bilim kurgu filminden alınmış gibi görünüyor, ancak bu gelecek vizyonunun bir kısmı zaten gerçek. Singapur’da “Skyways” projesi kapsamında çalışma malzemeleri drone ile gemilere taşınırken, şu anda Dubai, Viyana, Ingolstadt gibi şehirlerde hava taksi ile insan taşınması için hazırlıklar yapılıyor. Ancak teknik olarak uygulanabilir ve ekonomik olarak gerekçelendirilebilir olan ne olursa olsun, öncelikle merkezi bir sorunun açıklığa kavuşturulması gerekir: İnsansız ve insanlı uçakların birlikte hareket ettiği bir hava sahasında yol kullanıcılarının havada ve yerde güvenliği nasıl garanti edilebilir?
İnsansız hava aracı sistemlerinin (UAS) hava trafiğine entegrasyonu önemi giderek artan bir konudur. Medya, İHA’lar ile insanlı hava araçları veya helikopterler arasındaki tehlikeli durumları haber yapmaya devam ediyor. Havalimanlarında da bu tür birkaç olay kaydedildi. Bu nedenle, 2017’de Federal Hükümetin Drone Yönetmeliği (§ 21a/§ 21b LuftVO) gibi ilk ulusal düzenleyici girişimler zaten vardı. Bu, UAS’nin havaalanları veya polis ve itfaiye dağıtım bölgeleri gibi hassas bölgelere uçmasını yasaklar. Ancak bu önlemler sınırlıdır ve artan hava trafiğinin standart gerekliliklerini kapsamamaktadır. Özellikle küçük ve orta ölçekli insansız hava aracı operatörleri, kalkış iznine çok ilgi gösteriyor. Dağıtım senaryoları, hobi uçuşlarından çeşitli ticari alanlara (altyapı izleme, paket teslimatı, tarımsal destek) resmi dağıtımlara (sivil savunma, kurtarma operasyonları) kadar uzanır. Bununla birlikte, şu anda genel hava sahasında UAS’yi kullanmak ve güvenli bir şekilde yönetmek için tam olarak tanımlanmış (havacılık) bir yasal çerçeve veya yerleşik bir altyapı yoktur.
Farklı görev gereklilikleri ve amaçları ile ilgili olarak, günümüzün İHA sistemleri boyut (dörtlü helikopterlerden orta ölçekli insansız helikopterlere ve daha büyük sabit kanatlı hava araçlarına), performansları (manevra kabiliyeti ve kaçınma yeteneği) ve teknik donanımları (sensör teknolojisi ve dereceleri) bakımından çeşitlilik göstermektedir. özerklik). Buradaki zorluk, bir hava sahasındaki helikopter, planör ve paraşütçü gibi diğer hava trafiği katılımcıları ile birlikte farklı özelliklere sahip İHA’ların uçuş hareketlerini güvenli bir şekilde planlamak ve izlemektir.
Uzak geleceğe bakarsak, akıllı kuralların aciliyeti daha da netleşir. SESAR Ortak Teşebbüsü (SESAR: Single European Sky ATM Research Program) tarafından Kasım 2016’da yapılan bir araştırma, yalnızca özel sektörde 2050 yılı için yedi milyondan fazla insansız hava aracı öngörüyor. Ticari ve devlet kullanımı için 400.000 UAS daha bekleniyor. Koli hizmetleri ve altyapı takibi için drone filoları buna önemli katkı sağlayacaktır. Ancak hava taksilere olan ilgi de artıyor. Bütün bunlar özel güvenlik önlemleri gerektirir. Bu nedenle UAS’nin hava sahasına entegrasyonu için kapsamlı bir çözüm gereklidir. Çok çeşitli hava trafiği katılımcıları ve yüksek trafik hacimleri ile bile uzun vadede güvenli ve verimli çalışmayı sağlamalıdır. Hava sahası kategorisine ve uçuş alanına bağlı olarak, dikkate alınacak hava sahası, hava sahası aktörleri için ek gereklilikleri tanımlar: uçuş kurallarına ve minimum mesafelere uyulmalı ve hava sahası kategorisine bağlı olarak hava aracı ayrıca transponderlerle donatılmalıdır. Kentsel alanlarda uçarken dikkate alınması gereken başka birçok husus vardır. Bir yandan, karmaşık engeller, algılama sistemleri ve UAS’nin uçabilirliği üzerinde yüksek talepler doğurur. Öte yandan, insan kalabalığı, kritik altyapı, yüksek sinyal izolasyonlu alanlar veya rüzgar yönünde giriş kısıtlamaları ve hatta giriş yasağı getirilmesi gereken alanlar gibi ek risk faktörleri de vardır.
Bir diğer önemli husus da veri korumasıdır. UAS, verileri kötüye kullanılabilecek kameralarla donatılmıştır: bu, kamuoyunun kabulünde sorun teşkil eden potansiyel bir tehlikedir. Gürültü, emisyonlar ve çevre koruma da önemli bir rol oynamaktadır. Tüm bu yönler dikkate alınmalı ve güvenlik, maliyet etkinliği ve teknik fizibiliteye ek olarak sosyal kaygıları da unutmayan uygulanabilir bir konseptte bir araya getirilmelidir.
Geleceğin hava trafiği yönetimi için DLR uzmanlığı
DLR Flight Guidance Enstitüsü, uzun yıllardır UAS’yi hava sahasına entegre etmek için kavramlar ve teknolojiler araştırıyor. 2018’in başında, esnek, Avrupa çapında bir hava sahası yönetim sistemi (U-space) için bir konsept sundu. Bu, hem düşük seviyeli hem de yüksek seviyeli UAS için hava sahasını açar. Aynı zamanda, UAS üreticilerine ve operatörlerine yeni teknolojiye yatırım yapmaları için teşvikler sağlar, ancak asgari düzeyde donanımlı ve daha az yetenekli hava sahası kullanıcılarının U-uzay hava sahasına uçmasını engellemez. Konsept, verimli hava sahası segmentasyonuna ve UAS performansına yönelik modellere dayanmaktadır. Hava sahası özelliklerine (nüfus yoğunluğu, arazi kullanımı, coğrafi sınırlar, U-uzay hizmetlerinin mevcudiyeti veya görsel hava trafiğinin oluşumu) dayalı olarak, hava sahası, benzer hava sahası kullanım gerekliliklerine sahip hücrelere bölünür.
Hava sahası katılımcısının genel performansı ne kadar düşük olursa, DLR konseptine göre tek kullanım için o kadar fazla emniyet mesafesi ve dolayısıyla daha büyük hava sahası alanına ihtiyaç duyacaktır. Bu, bir hava sahası alanının, genel performansı düşük olan az sayıda uçak veya genel performansı yüksek birkaç uçak tarafından aynı anda kullanılabileceği anlamına gelir. Ortaya çıkan hava sahası yönetimi, düşük trafik seviyelerinde çok fazla, yüksek hacimlerde ise çok az özgürlük sunacaktır. Bu şekilde, U-uzay hava sahası güvenli ve verimli bir şekilde organize edilebilir. Yoğun trafik senaryolarında bile çatışmasız rotalar ve görevler stratejik olarak planlanabilir ve izlenebilir.
Ulusal proje City-ATM’de (Kentsel Hava Sahasında Trafik Yönetiminin Gösterimi), DLR kentsel hava sahasında yönetim için bir konsept üzerinde çalışıyor. İnsansız hava aracı sistemleri ve hava taksileri gibi yeni yol kullanıcılarının güvenli ve verimli entegrasyonunu sağlamalıdır. Bu, hava sahası yönetimi ve bilgi sağlanması için operasyonel ve teknik kavramların tanımını ve gözden geçirilmesini içerir. Trafik akışının kontrol edilmesi ve olası çatışmalar için trafiğin izlenmesi ile iletişim, navigasyon ve izleme altyapısı için temel kavramlar da dikkate alınacaktır. Buna dayanarak, kentsel bir ATM için bir simülasyon ve gösteri platformu geliştirilecektir. Bu, bu çevresel koşullar altında ve geçerli yeni düzenlemelere göre güvenli bir şekilde çalışabilen insansız bir hava aracının düşünülmesine ve uygulanmasına yardımcı olur. Projenin amacı, (kısmen) otomatikleştirilmiş hava araçlarının hava sahasına entegrasyonu için genel bir çözüm geliştirmek amacıyla UAS üreticileri, UTM sistem sağlayıcıları, hava trafik otoriteleri ve kullanıcılar gibi çok sayıda paydaşı bir araya getirmektir. 1 Ocak 2018 tarihinde başlayan City-ATM projesi 3 yıl sürecektir. Avrupa SESAR U-uzay programına dayanmaktadır. Nihayetinde, City-ATM ile gelecekteki bir U-alanı için kapsamlı bir çözüm gösterilecektir.
İnsansız hava araçlarıyla hava trafiği – ne gerekiyor?
Klasik bir hava trafik yönetiminin (Hava Trafik Yönetimi, ATM) görevleri bir UTM’de (İnsansız Trafik Yönetimi) de bulunabilir. Mevcut hava sahasının optimum kullanımını (Hava Sahası Yönetimi, ASM), hava trafik akış yönetimini (ATFM) ve hava trafiğinin operasyonel uygulamasına yönelik hizmetleri (Hava Trafik Hizmetleri, ATS) içerir. Bu nedenle UTM, orta vadede daha düşük hava sahasında (150 fitin altında) ve uzun vadede ayrıca kontrollü hava sahasında güvenli ve verimli UAS operasyonlarına olanak sağlamalıdır. Bunun için aşağıdaki gibi hizmetler sunulmalıdır:
Bu makale DLRmagazine 163’te yayınlanmıştır. Bir abonelikle DLRdergiyi evinize ücretsiz olarak teslim alacaksınız.
İnsansız hava aracı sistemlerinin (UAS) hava trafiğine entegrasyonu önemi giderek artan bir konudur. Medya, İHA’lar ile insanlı hava araçları veya helikopterler arasındaki tehlikeli durumları haber yapmaya devam ediyor. Havalimanlarında da bu tür birkaç olay kaydedildi. Bu nedenle, 2017’de Federal Hükümetin Drone Yönetmeliği (§ 21a/§ 21b LuftVO) gibi ilk ulusal düzenleyici girişimler zaten vardı. Bu, UAS’nin havaalanları veya polis ve itfaiye dağıtım bölgeleri gibi hassas bölgelere uçmasını yasaklar. Ancak bu önlemler sınırlıdır ve artan hava trafiğinin standart gerekliliklerini kapsamamaktadır. Özellikle küçük ve orta ölçekli insansız hava aracı operatörleri, kalkış iznine çok ilgi gösteriyor. Dağıtım senaryoları, hobi uçuşlarından çeşitli ticari alanlara (altyapı izleme, paket teslimatı, tarımsal destek) resmi dağıtımlara (sivil savunma, kurtarma operasyonları) kadar uzanır. Bununla birlikte, şu anda genel hava sahasında UAS’yi kullanmak ve güvenli bir şekilde yönetmek için tam olarak tanımlanmış (havacılık) bir yasal çerçeve veya yerleşik bir altyapı yoktur.
Farklı görev gereklilikleri ve amaçları ile ilgili olarak, günümüzün İHA sistemleri boyut (dörtlü helikopterlerden orta ölçekli insansız helikopterlere ve daha büyük sabit kanatlı hava araçlarına), performansları (manevra kabiliyeti ve kaçınma yeteneği) ve teknik donanımları (sensör teknolojisi ve dereceleri) bakımından çeşitlilik göstermektedir. özerklik). Buradaki zorluk, bir hava sahasındaki helikopter, planör ve paraşütçü gibi diğer hava trafiği katılımcıları ile birlikte farklı özelliklere sahip İHA’ların uçuş hareketlerini güvenli bir şekilde planlamak ve izlemektir.
Uzak geleceğe bakarsak, akıllı kuralların aciliyeti daha da netleşir. SESAR Ortak Teşebbüsü (SESAR: Single European Sky ATM Research Program) tarafından Kasım 2016’da yapılan bir araştırma, yalnızca özel sektörde 2050 yılı için yedi milyondan fazla insansız hava aracı öngörüyor. Ticari ve devlet kullanımı için 400.000 UAS daha bekleniyor. Koli hizmetleri ve altyapı takibi için drone filoları buna önemli katkı sağlayacaktır. Ancak hava taksilere olan ilgi de artıyor. Bütün bunlar özel güvenlik önlemleri gerektirir. Bu nedenle UAS’nin hava sahasına entegrasyonu için kapsamlı bir çözüm gereklidir. Çok çeşitli hava trafiği katılımcıları ve yüksek trafik hacimleri ile bile uzun vadede güvenli ve verimli çalışmayı sağlamalıdır. Hava sahası kategorisine ve uçuş alanına bağlı olarak, dikkate alınacak hava sahası, hava sahası aktörleri için ek gereklilikleri tanımlar: uçuş kurallarına ve minimum mesafelere uyulmalı ve hava sahası kategorisine bağlı olarak hava aracı ayrıca transponderlerle donatılmalıdır. Kentsel alanlarda uçarken dikkate alınması gereken başka birçok husus vardır. Bir yandan, karmaşık engeller, algılama sistemleri ve UAS’nin uçabilirliği üzerinde yüksek talepler doğurur. Öte yandan, insan kalabalığı, kritik altyapı, yüksek sinyal izolasyonlu alanlar veya rüzgar yönünde giriş kısıtlamaları ve hatta giriş yasağı getirilmesi gereken alanlar gibi ek risk faktörleri de vardır.
Bir diğer önemli husus da veri korumasıdır. UAS, verileri kötüye kullanılabilecek kameralarla donatılmıştır: bu, kamuoyunun kabulünde sorun teşkil eden potansiyel bir tehlikedir. Gürültü, emisyonlar ve çevre koruma da önemli bir rol oynamaktadır. Tüm bu yönler dikkate alınmalı ve güvenlik, maliyet etkinliği ve teknik fizibiliteye ek olarak sosyal kaygıları da unutmayan uygulanabilir bir konseptte bir araya getirilmelidir.
Geleceğin hava trafiği yönetimi için DLR uzmanlığı
DLR Flight Guidance Enstitüsü, uzun yıllardır UAS’yi hava sahasına entegre etmek için kavramlar ve teknolojiler araştırıyor. 2018’in başında, esnek, Avrupa çapında bir hava sahası yönetim sistemi (U-space) için bir konsept sundu. Bu, hem düşük seviyeli hem de yüksek seviyeli UAS için hava sahasını açar. Aynı zamanda, UAS üreticilerine ve operatörlerine yeni teknolojiye yatırım yapmaları için teşvikler sağlar, ancak asgari düzeyde donanımlı ve daha az yetenekli hava sahası kullanıcılarının U-uzay hava sahasına uçmasını engellemez. Konsept, verimli hava sahası segmentasyonuna ve UAS performansına yönelik modellere dayanmaktadır. Hava sahası özelliklerine (nüfus yoğunluğu, arazi kullanımı, coğrafi sınırlar, U-uzay hizmetlerinin mevcudiyeti veya görsel hava trafiğinin oluşumu) dayalı olarak, hava sahası, benzer hava sahası kullanım gerekliliklerine sahip hücrelere bölünür.
Hava sahası katılımcısının genel performansı ne kadar düşük olursa, DLR konseptine göre tek kullanım için o kadar fazla emniyet mesafesi ve dolayısıyla daha büyük hava sahası alanına ihtiyaç duyacaktır. Bu, bir hava sahası alanının, genel performansı düşük olan az sayıda uçak veya genel performansı yüksek birkaç uçak tarafından aynı anda kullanılabileceği anlamına gelir. Ortaya çıkan hava sahası yönetimi, düşük trafik seviyelerinde çok fazla, yüksek hacimlerde ise çok az özgürlük sunacaktır. Bu şekilde, U-uzay hava sahası güvenli ve verimli bir şekilde organize edilebilir. Yoğun trafik senaryolarında bile çatışmasız rotalar ve görevler stratejik olarak planlanabilir ve izlenebilir.
Ulusal proje City-ATM’de (Kentsel Hava Sahasında Trafik Yönetiminin Gösterimi), DLR kentsel hava sahasında yönetim için bir konsept üzerinde çalışıyor. İnsansız hava aracı sistemleri ve hava taksileri gibi yeni yol kullanıcılarının güvenli ve verimli entegrasyonunu sağlamalıdır. Bu, hava sahası yönetimi ve bilgi sağlanması için operasyonel ve teknik kavramların tanımını ve gözden geçirilmesini içerir. Trafik akışının kontrol edilmesi ve olası çatışmalar için trafiğin izlenmesi ile iletişim, navigasyon ve izleme altyapısı için temel kavramlar da dikkate alınacaktır. Buna dayanarak, kentsel bir ATM için bir simülasyon ve gösteri platformu geliştirilecektir. Bu, bu çevresel koşullar altında ve geçerli yeni düzenlemelere göre güvenli bir şekilde çalışabilen insansız bir hava aracının düşünülmesine ve uygulanmasına yardımcı olur. Projenin amacı, (kısmen) otomatikleştirilmiş hava araçlarının hava sahasına entegrasyonu için genel bir çözüm geliştirmek amacıyla UAS üreticileri, UTM sistem sağlayıcıları, hava trafik otoriteleri ve kullanıcılar gibi çok sayıda paydaşı bir araya getirmektir. 1 Ocak 2018 tarihinde başlayan City-ATM projesi 3 yıl sürecektir. Avrupa SESAR U-uzay programına dayanmaktadır. Nihayetinde, City-ATM ile gelecekteki bir U-alanı için kapsamlı bir çözüm gösterilecektir.
İnsansız hava araçlarıyla hava trafiği – ne gerekiyor?
Klasik bir hava trafik yönetiminin (Hava Trafik Yönetimi, ATM) görevleri bir UTM’de (İnsansız Trafik Yönetimi) de bulunabilir. Mevcut hava sahasının optimum kullanımını (Hava Sahası Yönetimi, ASM), hava trafik akış yönetimini (ATFM) ve hava trafiğinin operasyonel uygulamasına yönelik hizmetleri (Hava Trafik Hizmetleri, ATS) içerir. Bu nedenle UTM, orta vadede daha düşük hava sahasında (150 fitin altında) ve uzun vadede ayrıca kontrollü hava sahasında güvenli ve verimli UAS operasyonlarına olanak sağlamalıdır. Bunun için aşağıdaki gibi hizmetler sunulmalıdır:
- Coğrafi farkındalık dahil olmak üzere hava sahası organizasyonu ve yönetimi (yasak veya kısıtlı hava sahası alanlarının duyurulması),
- İHA uçuşlarının planlanması ve gümrükten geçirilmesi,
- dinamik kapasite kontrolü,
- rota planlama ve rota değişiklikleri,
- acil durum yönetimi,
- Ayırma yönetimi ile çatışma ve acil durum yönetimi,
- hava ve rüzgar kısıtlamaları da
- arazi ve engel haritaları.
Bu makale DLRmagazine 163’te yayınlanmıştır. Bir abonelikle DLRdergiyi evinize ücretsiz olarak teslim alacaksınız.