Das Institut für Flugführung entwickelt neuartige Konzepte für ein sicheres, effizientes, umweltfreundliches und zuverlässiges Luftverkehrssystem. Den komplexen Fragestellungen in der heutigen Luftfahrt trägt das Institut mit einer breiten fachlichen Ausrichtung in sechs Abteilungen Rechnung. Zusammen arbeiten diese an neuen Unterstützungsfunktionen für die Bord- und Bodenseite, erforschen ganzheitliche Ansätze zur Optimierung übergreifender Prozesse an Flughäfen, entwickeln neue ATM-Verfahren und -Konzepte und bewerten deren Auswirkungen. Ein Themenschwerpunkt des Instituts liegt in der Integration neuer Verkehrsteilnehmer in den allgemeinen Luftverkehr – von unbemannten Luftfahrzeugen (UAS), bis hin zu Flugtaxis und suborbitalen sowie orbitalen Raumschiffen.

Integration von UAS in den Luftraum

Um zertifizierbare UAS nahtlos in den kontrollierten Luftraum zu integrieren, sind ihre Detect&Avoid-Fähigkeiten von entscheidender Bedeutung. Sind diese nicht ausreichend, so müssen höhere Separationsabstände und spezialisierte Verkehrsmanagementverfahren dies kompensieren. Das Institut forscht daher zum einen an Prozeduren und Verfahren für eine schrittweise Luftraum- und Flughafenintegration und entwickelt und validiert zum anderen
Algorithmen zur Kollisionsvermeidung. Aufgrund verschiedener Missionsanforderungen und Einsatzzwecke variieren heutige UAS maßgeblich in ihrer Größe, Leistung und Ausstattung. Die Herausforderung besteht daher insbesondere darin, UAS mit derart unterschiedlichen Fähigkeiten zusammen mit anderen Luftverkehrsteilnehmern (z. B. Hubschrauber, Segelflugzeuge, Paraglider) sicher in einem Luftraum zu verwalten und zu überwachen. Das Institut für Flugführung hat hierfür ein dichtebasiertes Luftverkehrsmanagementkonzept erstellt und als „DLR U-Space Blueprint“ veröffentlicht.

Optimierte Missionsplanung und -durchführung

Schwerpunkte der Forschung sind das optimierte Missionsmanagement von einem oder mehreren UAS insbesondere für den Einsatz bei Katastrophen, das Design der Bodenkontrollstation und die Frage, wie der Operator optimal bei seinen Aufgaben und in seiner Interaktion mit (teil-)autonomen Systemen unterstützt werden kann. Dabei steht die Sicherheit der Einsätze immer im Vordergrund. Ein weiterer Bestandteil der Forschung ist die Planung und Steuerung unbemannter Luftfahrzeuge im Schwarmverbund. Für eine effiziente Schwarmführung müssen die Aufgaben zwischen einzelnen UAS während einer Mission optimal verteilt und planungsrelevante Daten zwischen den Einheiten zeitnah ausgetauscht werden.

Erprobung neuer Konzepte

Das Institut erprobt und bewertet regelmäßig zusammen mit Anwendern völlig neue Verfahren, um beispielsweise frühzeitig Konflikte zwischen (unbemannten) Luftfahrzeugen zu erkennen und so kritischen Situationen zu begegnen. Dies geschieht zuerst in gesicherten Simulationsumgebungen des institutseigenen Validierungszentrums Luftverkehr. In einem zweiten Schritt werden Flugversuche durchgeführt, bei denen unbemannte Flugerprobungsträger und Bodenkontrollstationen des DLR oder von Partnern zum Einsatz kommen.