Zeit, loszulassen: Airbus testet erfolgreich autonome Starts

Eine kleine Geste, die viel aussagt: Ein Testpilot legt seinem Kollegen die Hand auf den Arm. „Lass ruhig los“, scheint er damit zu sagen. Der Kollege zögert, dann lässt er seine Hand leicht über dem Steuerknüppel schweben. Und in diesem Moment schwebt auch der Airbus A350-1000. Er startet von allein, getragen vom Wind unter den Flügeln und – Algorithmen.

Am 18. Dezember 2019 hat Airbus erstmals mit einem Flugzeug einen autonomen Start durchgeführt. Die relevanten Daten lieferte dabei ein Bilderkennungssystem, das sich an der Mittellinie der Startbahn orientierte.

„Das Flugzeug verhielt sich bei diesen wichtigen Tests so, wie wir es erwartet hatten. Wir brachten das Flugzeug auf der Startbahn in Position, warteten auf die Freigabe der Flugsicherung und schalteten den Autopiloten ein“, sagte Flugkapitän Yann Beaufils, Testpilot bei Airbus, nach den erfolgreichen Probeflügen. „Wir stellten die Gashebel auf Startposition und beobachteten das Flugzeug. Es setzte sich in Bewegung, beschleunigte und folgte automatisch der Mittellinie der Startbahn, und zwar genau mit der im System eingestellten Geschwindigkeit. Die Flugzeugnase ging automatisch nach oben, um den definierten Steigwinkel beim Start zu erreichen, und einige Sekunden später waren wir in der Luft.“ Der Test dauerte rund viereinhalb Stunden, es wurden acht Starts durchgeführt.

Forschungsprojekt ATTOL geht in die Schlussphase

Mit dem Projekt ATTOL (Autonomous Taxi, Take-Off & Landing) untersucht Airbus seit Juni 2018, inwieweit autonome Systeme im Flugzeug die Arbeitsbelastung der Piloten reduzieren und die Sicherheit erhöhen können. Autonom bedeutet im Unterschied zu automatisch, dass alle relevanten Daten und Parameter aus dem Flugzeug selbst kommen. Der Airbus fliegt also unabhängig von Daten aus externen Quellen, wie sie ILS oder GPS liefern. Stattdessen fließen Luftmessdaten und zusätzlich visuelle Informationen aus On-Board-Kameras ein. Das bedeutet, das Flugzeug ist beim Starten, Landen und Rollen von vorhandenen Infrastrukturen des Flughafens unabhängig.

Obwohl ATTOL auch mit optischen Daten arbeitet, ist es nicht zwingend auf Schönwetter angewiesen. „Wir haben die Algorithmen noch nicht an ihre Grenzen gebracht, haben aber schon interessante Ergebnisse in Bezug auf verminderte Sicht erhalten. Da wir gerade erst die Machbarkeitsstudie durchführen, haben wir Nacht und Dunkelheit oder starke Regenfälle noch nicht optimiert“, sagt ein Airbus-Sprecher auf Nachfrage.

In den nächsten Wochen sind weitere Versuche mit autonomen Landungen und Rollwegen geplant. Genauere Angaben zum Zeitplan macht Airbus hierzu im Vorwege nicht, doch die Versuche sollen bald zum Abschluss kommen: Das gesamte Projekt ist auf zwei Jahre angelegt und läuft voraussichtlich Ende Juni 2020 aus.

Airbus forscht am autonomen Fliegen mit Hinblick auf einen zunehmenden Flugverkehr. Wenn es am Himmel voller wird, sollen sich die Piloten voll und ganz auf strategische Entscheidungen während des Fluges konzentrieren können. Zudem hätten autonome Technologien auch das Potenzial, das Flugverkehrsmanagement zu verbessern, die Nachhaltigkeitsleistung zu verbessern und die Flugsicherheit weiter zu verbessern und gleichzeitig sicherzustellen, dass das heutige beispiellose Sicherheitsniveau beibehalten wird, erklärt Airbus dazu.

Im Silicon Valley forscht Airbus an skalierbaren Autonomiesystemen

Die Erforschung und Entwicklung autonomer Systeme hat bei Airbus mehrere Schauplätze: Während der erste autonome Start im Rahmen des Projekts ATTOL in Toulouse erprobt wurde, wird im Airbus-Innovationszentrum am Standort Acubed im Silicon Valley in den USA bereits daran gearbeitet, skalierbare, zertifizierbare Autonomiesysteme für Flugzeuge zu entwickeln, die von kleinen städtischen Luftfahrzeugen bis hin zu großen Verkehrsflugzeugen reichen. ATTOL ist ein Projekt des Think Tanks Airbus UpNext, in dem Trends identifiziert werden, die die Luftfahrtindustrie revolutionieren, traditionelle Abläufe von Forschung und Entwicklung beschleunigen und marktreife Anwendungen entwickeln sollen.

Die bei Wayfinder entwickelte Software vereint das sogenannte Machine Learning mit visuell ermittelten Daten. Das bedeutet, das Flugzeug „lernt“, seine Umgebung zu erkennen und zu berechnen, wie man am besten in ihr navigiert. Dabei sind die Unterschiede zum autonom fahrenden Auto gar nicht groß: Relevante Daten aus Kamera-, Radar- und Laseranwendungen werden erfasst und in einem leistungsstarken Bordcomputer verarbeitet.

„Die zentrale Herausforderung für die Autopilotisierung ist, wie das System auf unvorhergesehene Ereignisse reagiert“, erklärt Wayfinder Project Executive Arne Stoschek. „Das ist der große Sprung von der Automatik zur Autonomen.“ Ob Flugzeuge eines Tages mit nur noch einem Piloten fliegen werden, selbst wenn sie es könnten, ist aus heutiger Sicht nicht vorhersagbar. Auf der einen Seite könnte die Akzeptanz dafür fehlen, auf der anderen Seite, so glaubt zumindest Stoschek, sei es auch eine Frage der Gewohnheit. Schließlich habe es früher auch Fahrstuhlführer gegeben – das wäre heute seltsam.

Text von Corinna Panek
Fotos: Airbus
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