Innerhalb der letzten zehn Jahre haben sich im Wesentlichen drei Komponenten zur Beschreibung einer Drohne als Systemherauskristallisiert, wobei die Betonung auf dem Gesamtsystem als funktionsfähiger Einheit lag. Das beschriebene System in seiner Gänze besteht aus verschiedenen Komponenten, wobei das Fluggerät mit seinen fliegerischen Eigenschaften als eine Komponente zählt[1] und dem die Bedeutung einer Trägerplattform innewohnt. Ergänzt wird diese erste Komponente um die der Kommunikationsinfrastruktur und der Bodenkontrollstation, die das funktionale System ergänzen. Ein UAS beinhaltete somit das Fluggerät mit einer GCS (Ground Control Station)[2] und der dazugehörigen ICT (Information and Communication Technology)[3]. Die Unterscheidungsmerkmale der Fluggeräte orientierten sich dabei stets an militärischen Systemen. Als wesentliche Merkmale wurde Reichweite, Flughöhe, Flugdauer und maximales Startgewicht beschrieben.[4]
Die Flughöhe und die Reichweite dienten auch für den zivilen Sektor zur Kategorisierung. Diese Systematik spiegelte sich jedoch nicht in der Bezeichnung der Fluggeräte wider, wie die nachstehende Abbildung 3 von 2007 zeigt, die noch 2011 in der wissenschaftlichen Aufbereitung Gültigkeit besaß.[5]
Diese ersten Kategorisierungsversuche waren nicht einheitlich. Weitere Abstufungen wurden daher in dieser Systematik vorgenommen, um das gesamte Spektrum an Fluggeräten detaillierter abzugrenzen.[6]
Noch 2011 ging man davon aus, dass eine Integration von Drohnen in den Luftraum innerhalb der folgenden fünf bis acht Jahre abgeschlossen sein würde.[7] Als wichtigster Bestandteil für eine funktionale Integration würde die Implementierung eines "Sense & Avoid"[8] Systems als Schlüsseltechnologie den Grundstein legen.[9]
Vor fünf Jahren wurde außerdem noch davon ausgegangen, dass militärische Fluggeräte einen "dual use" dadurch erfüllen könnten, als dass bereits entwickelte Fluggeräte für zivile Anwendungen eingesetzt werden würden.[10] Die wirtschaftliche Prosperität sollte so in kürzester Zeit gesteigert werden. Dies beruhte auf der Erfahrung, dass auf militärischer Basis entwickelte Technologien stets Treiber für zivile Applikationen waren, was man in der Folge auch für die unbemannte Luftfahrt annahm. Professionell genutzte Systeme, die durch geschultes Personal bedient wurden, sollten auch in der Lage sein zivile Anwendungspotentiale zu erschließen.[11]
Heute lässt sich feststellen, dass die technische Entwicklung – besonders im Sport- und Freizeitbereich – anders verlaufen ist und breite Anwendungsspektren vor allem durch die Verbreitung von Flugmodellen zu erschwinglichen Preisen im Hobbysektor erschlossen wurden. De facto erhielten zivile Applikationen dadurch einen Schub, dass viele der wenig komplexen Drohnentechnologien auch von ungeübten Personen angewendet werden können.
Entwicklungstechnisch lässt sich der rasante Zuwachs an Flugmodellen im Hobby- und Freizeitbereich auf die Technologie der bürstenlosen Motoren zurückführen.[12] Diese Elektromotoren weisen aufgrund der fehlenden Reibung kaum noch Verschleißerscheinungen auf und sind kostengünstig für den Massenmarkt produzierbar. Die Motoren setzten sich auch im Modellbaubereich schnell durch. Mit ihnen ist es möglich, verschiedene Geräte funktional und preiswert zu entwickeln und funktionale Multikoptersysteme industriell zu fertigen.
Unbemannte Luftfahrtsysteme werden aufgrund rechtlicher Regelungen derzeit in zwei Kategorien unterteilt: Solche mit einem Gesamtgewicht von bis zu fünf Kilogramm und einem Gesamtgewicht von bis zu 25 Kilogramm.[13] Eine weitere Differenzierung anhand der übrigen Faktoren findet in der derzeitigen nationalen öffentlichen Diskussion derzeit kaum statt.[14]
Basierend auf diesen Grenzwerten orientierte sich auch die technische Entwicklung der letzten vier Jahre von Drohnen insgesamt. Die meisten am Markt verfügbaren Luftfahrzeuge [HK1] sind sogenannte RTF-Geräte (Ready to Fly). Alle Komponenten – inklusive der verbauten Nutzlast – sind hier so abgestimmt, dass ein funktionales, flugfähiges System besteht. Diese Systeme sind inklusive aller Komponenten im Handel zu erwerben, können sofort betrieben werden,[15] und sind am Markt am weitesten verbreitet. Diese Drohnen orientieren sich mit ihrer Gesamtnutzlast unterhalb der Gewichtsgrenze von fünf Kilogramm. In der Folge führte die Marktdurchdringung der Geräte unter fünf Kilogramm dazu, dass diese rechtliche Grenze als wichtigstes Unterscheidungsmerkmal wahrgenommen wird, wohingegen Flugmodelle von unbemannten Luftfahrtsystemen durch den Anwendungszweck abgegrenzt werden. Die Grenze von fünf Kilogramm war bis zum 20. Juli 2016 auch eines der wesentlichen Kriterien für die Erteilung einer Allgemeinerlaubnis zum Aufstieg von unbemannten Luftfahrtsystemen gemäß § 20 Absatz 1 Nummer 7 Luftverkehrs-Ordnung (LuftVO). Während damit einmalig eine Erlaubnis für Aufstiege unbemannter Luftfahrtsysteme für eine Dauer von bis zu zwei Jahren beantragt werden konnte, galt ab der Überschreitung der Gewichtsgrenze von fünf Kilogramm inkl. der Nutzlast die Erlaubnispflicht für jeden einzelnen Aufstieg mit einem unbemannten Luftfahrtsystem.[16] Dieses Erlaubnisverfahren bringt für Steuerer eines unbemannten Luftfahrtsystems einen größeren bürokratischen Aufwand mit sich. Dies ist auch ein Grund, dass nationale Hersteller unbemannter Luftfahrtsysteme für den gezielten Einsatz in der Industrie bei der Entwicklung unter anderem darauf achteten, das Gewicht von fünf Kilogramm Gesamtmasse nicht zu überschreiten.[17]
Die meisten der zurzeit am Markt verfügbaren Geräte lassen sich baulich vier Kategorien zuordnen, ohne dabei detaillierter auf Größe, Gewicht oder die Flugeigenschaften eingehen zu müssen:1. Drehflüglerfluggeräte sog. Multikopter oder Multirotorgeräte, 2. Flächenfluggeräte, 3. Hybride und 4. Sonstige.
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[1] Vgl. Skrzypietz, 2011, S.5.
[2] ebd..
[3] Kreowski, Hans-Jörg; Meyer-Ebrecht, Dietrich: Revolution in Military Affairs, Not without Information and Communication Technology, IS4IS Summit Vienna 2015, Wien, 2015, S.2-3.
[4] Vgl. Austin, 2010, S.4; vgl. auch: Kornmeier, 2012, S.13.
[5] Vgl. European Commission: ENTR/2007/065. Way forward, S.6; Skrzypietz, 2011, S.6.
[6] Vgl. Austin, 2010, S.4f.; vgl. auch: Kornmeier, 2012, S.13.
[7] Vgl. Skrzypietz, 2011, S.7.
[8] Sense & Avoid steht für Wahrnehmen und Ausweichen und beschreibt die technische Fähigkeit eines Fluggerätes, Objekte und Hindernisse wahrzunehmen und Maßnahmen zu ergreifen, diesen auszuweichen, um eine Kollision zu vermeiden. Vgl. Forlenza, Lidia: Vision based strategies for implementing Sense and Avoid capabilities onboard Unmanned Systems, Universita degli Studi di Napoli "Frederico II" Facolta di Ingeneria, Neapel/Italien, 2011, S.11-12.
[9] Vgl. ebd. Zur Implementierung sollte insbesondere ein internationales Projekt Mid Air Collision Avoidance System (MIDCAS) dienen, was als Grundstein für eine Luftraumintegration der aufgeführten Fluggeräte angesehen wurde.
[10] Vgl. Skrzypietz, 2011, S.7.
[11] Vgl. PriceWaterhouseCoopers: Global Market for Commercial Applications of Drone Technology Valued at over $127 bn, www.press.pwc.com, 09.05.2016, abgerufen am 10.05.2016 unter: press.pwc.com/News-releases/global-market-for-commercial-applications-of-drone-technology-valued-at-over--127-bn/s/AC04349E-C40D-4767-9F92-A4D219860CD2; Skrzypietz, 2011, S.11ff.
[12] Vgl. Dilger, Erik: Design und Implementierung eines konfigurierbaren Controllers zur Ansteuerung bürstenloser Motoren und Regelung von Echtzeitsystemen, Würzburg, 2013, S.3-9.
[13] In den NfL 1-786-16 wurde am 20. Juli 2016 die Neufassung der Gemeinsamen Grundsätze des Bundes und der Länder für die Erteilung der Erlaubnis zum Aufstieg von unbemannten Luftfahrtsystemen gemäß § 20 Absatz 1 Nummer 7 Luftverkehrs-Ordnung (LuftVO) veröffentlicht, die erstmals eine Gewichtsbegrenzung von bis zu 10 Kilogramm für die Erteilung einer Allgemeinerlaubnis von unbemannten Luftfahrtsystemen ohne Verbrennungsmotor festlegt. Die Neufassung der Gemeinsamen Grundsätze wurde zum Zeitpunkt dieses Gutachtens noch nicht umgesetzt, so dass sich die Auswirkungen dieser Grenze auf die öffentliche Diskussion noch nicht abschließend bewerten lassen. Vgl. dazu Phiesel, Daniel: Neufassung der Gemeinsamen Grundsätze des Bundes und der Länder für die Erteilung der Erlaubnis zum Aufstieg von unbemannten Luftfahrtsystemen gemäß § 20 Absatz 1 Nummer 7 Luftverkehrs-Ordnung (LuftVO), in: Deutsche Flugsicherung (DFS) (Hrsg.): Nachrichten für Luftfahrer, 1-786-16, BMVI Referat LF 18, Bonn, 2016, S. 2.
[14] Vgl. Frankfurter Allgemeine: Flugsicherung will Führerschein für Drohnen, www.faz.net, 13.04.2016, abgerufen am 20.04.2016 unter: www.faz.net/aktuell/rhein-main/drohnen-fuehrerschein-wegen-kollisionsgefahr-mit-flugzeugen-14176365.html.
[15] Vgl. als ein Beispiel einer flugfertigen Drohne die Phantom Serie des Herstellers DJI, die auf direkt auf der Homepage bestellt werden kann: DJI: Phantom, unter: www.dji.com/de/products/phantom, abgerufen am: 05.05.2016.
[16] Seiler, Ines: Gemeinsame Grundsätze des Bundes und der Länder für die Erteilung der Erlaubnis zum Aufstieg von unbemannten Luftfahrtsystemen gemäß § 16 Absatz 1 Nummer 7 Luftverkehrs-Ordnung (LuftVO), in: DFS (Hrsg.): Nachrichten für Luftfahrer, 1-281-13, BMVBS Referat LR 24, Bonn, 2013, S.1.
[17] Eigenes Interview mit Coorporate Marketing Director, SpectAir Group GmbH, am 04.07.2016 in Berlin.