Was ist DAA und wie hilft dieses System Drohnen?

Gefährliche Fälle von Drohnen, die sich mit PVA oder anderen Drohnen nähern, können bei hohen Geschwindigkeiten außerhalb der Sichtlinie auftreten und auf visuellen Kontrollen beruhen oder sind äußerst unzuverlässig oder einfach unmöglich. Um solche gefährlichen Situationen zu lösen, wurde das DAA-System geschaffen - Erkennen-und-Vermeiden- System

DAA-Funktionen können in drei große Gruppen unterteilt werden

1. Erkennung und Verfolgung von umgebenden Flugzeugen auf potenzielle gefährliche Aktivitäten.
2. Identifizierung gefährlicher Aktivitäten.
3. Verhinderung gefährlicher Situationen und Konfliktsituationen, Aufbau einer sicheren Routenumgehung und Durchführung von Manöverumgehungen.

DAA enthält eine Reihe von Subsystemen

Jedes Subsystem löst separate Aufgaben:

1. Luftradar zur Bestimmung nicht ausgerüsteter Transponder.
2. TCAS-Kollisionsvermeidungssystem kompatibel mit der Zivilluftfahrttechnik.
3. Satellitenautomatische abhängige Überwachungsübertragung (AZN-V In / Out) zum Senden von Fluginformationen und zum Empfangen ähnlicher Daten von anderen Flugverkehrsteilnehmern.
4. System zur Vorhersage und Anzeige von Informationen (Konfliktvorhersage- und Anzeigesystem).

Test

Vor etwa einem Jahr führte die NASA in den USA Flüge und Systemtests mit dem Ikhana UAV durch. Am 12. Juni 2018 flog das UAV erstmals im nationalen Luftraum der USA, ohne ein spezielles Flugzeug zu eskortieren. Typischerweise erfordern solche Flüge immer, dass der Drohne ein PVA folgt, um die Sicherheit zu gewährleisten. In diesem Fall wurde jedoch kein Begleitflugzeug verwendet, und die Drohne verwendete ein eigenes DAA-Kollisionsvermeidungssystem (Detect-and-Avoid System). Die Sondergenehmigung der FAA ermöglichte es den entfernten Piloten des Ikhana UAV, sich voll und ganz auf den Betrieb eines speziellen Luftkomplexes zu verlassen.


Credits: NASA / Ken Ulbrich

Während des Testfluges wurde absichtlich eine gefährliche Annäherung des bemannten Flugzeugs an das Ikhana UAV durchgeführt, und das DAA-System informierte die Piloten erfolgreich und ermöglichte eine sichere Manöverumgehung.

Derzeit beträgt das Gewicht des DAA-Kits etwa 50 bis 70 kg. Und wie Sie sich vorstellen können, ist ein solches System das Vorrecht großer UAVs wie Ikhana oder SkyGuardian. Es ist jedoch anzumerken, dass die NASA auch Arbeiten mit einem System durchgeführt hat, das für mittelgroße UAVs geeignet ist. Dies waren Tests mit der SIERRA-B-Drohne.


NASA SIERRA-B (Sensor Integrated Environmental Remote Research Aircraft)

Das Hauptproblem des Testteams mit SIERRA-B war die kleinere Größe des UAV. SIERRA-B hat eine Flügelspannweite von 20 Fuß und wiegt etwa 500 Pfund, gegenüber 66 Fuß und 8.000 Pfund in Ikhana. Die SIERRA-B-Flugtests waren jedoch erfolgreich und ermöglichten es uns zu bewerten, wie die für größere und schnellere UAVs entwickelten DAA-Standards für mittelgroße und langsamere Drohnen angepasst werden müssten, um ihnen den Zugang zu kommerziellen Flügen im nationalen Luftraum zu ermöglichen.

Bei kleineren Drohnen werden Optionen ohne Verwendung eines On-Board-Locators in Betracht gezogen. In diesem Fall wird die automatische abhängige Überwachungsübertragung, die ebenfalls Teil des Komplexes ist, als Schlüsseltechnologie verwendet. Bisher bieten mehrere große Unternehmen spezielle mobile Transponder für Drohnen an. Die Sagetech Corporation stellte im Rahmen des DAA-Tests ihren mobilen Transponder für die SIERRA-B-Drohne zur Verfügung. Es gibt andere, einschließlich russischer.

Erfahren Sie mehr über die Zusammensetzung von DAA

Schauen wir uns die Komponenten von DAA genauer an.

1. Von GA-ASI entwickeltes Onboard-Radar.

Es besteht aus einer aktiven Antenne mit zwei Feldern und elektronischer Abtastung, die dem Piloten die Möglichkeit gibt, Flugzeuge im selben Sichtfeld wie eine Person zu erkennen und zu verfolgen. Mit dem Onboard-Radar können Sie mehrere Ziele gleichzeitig verfolgen und die Hintergrundsuche nach neuen Zielen fortsetzen. Es ist eine Schlüsselkomponente der DAA-Avionik.


Due Regard Radar Montage
www.ga-asi.com


www.ga-asi.com


www.ga-asi.com

Die DAA muss Kollisionen mit Flugzeugen erkennen und vermeiden, die nicht mit Angeklagten ausgerüstet sind. Die Erkennung und Verfolgung von Flugzeugen mit Angeklagten erfolgt mit ADS-B, einem Kollisionsvermeidungssystem (TCAS).

2. TCAS-Kollisionsvermeidungssystem.

Das System ist mit Technologien der Zivilluftfahrt kompatibel und ermöglicht Drohnen die Interaktion mit PVS, die mit einem ähnlichen Kollisionsvermeidungssystem ausgestattet sind. Das TCAS der zweiten Generation, das auf Ikhana verwendet wurde, enthält eine Reihe von Elementen: Unter anderem können der Datenprozessor und der Modus-S-Transponder nach Bedeutung unterschieden werden. Der Transponder sollte immer eingeschaltet sein. Wenn dies fehlschlägt, erkennt TCAS Performance Monitor diesen Fehler und versetzt das System automatisch in den Standby-Modus.


Einführung in TCAS II / faa.gov

3. Satellitenautomatische abhängige Überwachungssendung.

Sender und Empfänger AZN-B Out / In. Ermöglicht die Übertragung von Informationen über Geschwindigkeit, Höhe usw. in Echtzeit für andere Flugverkehrsteilnehmer sowie Bodendienste im Sendebereich. Der ADS-B-Empfänger an Bord der Drohne kann ähnliche Informationen empfangen, die von anderen PVS oder Drohnen gesendet werden.


ADS-B-Flugtests an unbemannten Flugzeugsystemen von Ikhana

In der Praxis gibt es in den USA drei mögliche Interaktionsmuster:

1. Direkt, wenn ein AZN-B-Out-Sender Daten in einem Flugzeug sendet und ein AZN-B-In-Empfänger auf einer Drohne diese empfängt.
2. Durch die Bodenrelaisstation. Dies ist in Fällen erforderlich, in denen das PVS Daten überträgt und die 1090ES-Leitung verwendet (meistens handelt es sich um große Verkehrsflugzeuge), während die Drohne AZN-B-UAT-Daten mit einer Frequenz von 978 MHz empfängt.
3. Wenn der PVA überhaupt nicht mit einem der vorhandenen AZN-V-Systeme ausgestattet ist, werden Daten zu einem solchen PVA von Sekundärradargeräten bereitgestellt und dann an die Bodenstation übertragen, wo das Signal mit seiner anschließenden Übertragung in das AZN-V-UAT-Format umgewandelt wird. Das Signal der Bodenstation wird vom ADS-B In-Empfänger auf der Drohne auf die gleiche Weise wie in der zweiten Ausführungsform empfangen. Diese Methode bietet eine langsamere Aktualisierungsrate, da der sekundäre Locator die Informationsquelle ist. Sie können jedoch auch nicht ausgestattete AZN-V-PVS anzeigen.

4. System zur Vorhersage und Anzeige von Konflikten.

Das System enthält eine Reihe von Algorithmen zur Berechnung von Flugbahnen und Mechanismen zur Anzeige dieser Informationen für Piloten.

Einfluss

Die von der NASA im Jahr 2018 durchgeführten NASA-Flüge waren die ersten, die Geräte zur Erkennung und Vermeidung in der Luft verwendeten. Die getestete Lösung stimmte voll und ganz mit dem FAA-Konzept „Sehen und Vermeiden“ (Erkennen und Vermeiden) überein, und die Aufgaben wurden erfolgreich gelöst.

"Unser Ziel ist es, unbemannte Flugsysteme zu schaffen, die für Flüge in nicht getrenntem Luftraum zertifiziert werden können", sagte Linden Blue, CEO von GA-ASI, einem Hardwareentwicklungsunternehmen.

"Der heutige erfolgreiche Flug zeigt die effiziente Arbeit, die wir mit der FAA, dem Armstrong Flight Research Center der NASA und Honeywell leisten, um den ultimativen Standard für unbemannte Flüge mit starkem Verkehr zu entwickeln", fügte Linden Blue hinzu.