Parameter wie Flugzeit, Flughöhe, Reichweite, maximales Startgewicht und Gewicht der zu tragenden Nutzlast spielen jeweils eine individuelle Rolle für potentielle Anwendungen. Die gesetzliche Gewichtsbegrenzung für UAS begrenzt heute die Entwicklungsmöglichkeiten dieser Kriterien. [1] Bereits das Maximalgewicht von 25 Kilogramm hat Beschränkungen in den Anwendungsmöglichkeiten zur Folge. Aus technologischer Sicher können schon heute Drohnen mit der bemannten Luftfahrt vergleichbare technische Leistungsdaten, Flugeigenschaften und Anwendungsmöglichkeiten aufweisen.[2] Als restriktiver Faktor wirken bestehende rechtliche Regelungen.
Die mit dem Fluggerät verbundene Nutzlast ist die zweite wesentliche Komponente einer Drohne. Die am weitesten verbreiteten Nutzlasten am Markt sind Kamerasysteme.[3] Diese werden zur Ausrichtung und zur Stabilisierung der Aufnahmen meist über einen Gimbal[4] mit dem Fluggerät verbunden. Die angebrachten Kameras können dabei alle am Markt verfügbaren Geräte sein. Auch können Kameras gesondert für die Fluggeräte entwickelt und verwendet werden. Bei den handelsüblichen RTF sind die Kamerasysteme bereits speziell auf das Gerät abgestimmt. Die angefertigten Bildaufnahmen im Flug sind ausgeglichen und verzerrungsfrei und damit von hoher Qualität.[5] Die Steuerung und Auslösung wird, wie auch bei anderen Nutzlasten, über eine Fernsteuerung ermöglicht. Alle Nutzlasten haben wegen ihrer Form, Größe, Gewicht und Abmessung Auswirkungen auf die Flugeigenschaften und die Aerodynamik der Fluggeräte. Sie sind in Kombination mit dem jeweiligen Fluggerät zu betrachten.[6]
Für die Verwendung möglicher Nutzlasten in der Luft müssen oft individuelle Lösungen geschaffen werden. Eine Taxonomie zu anwendbaren Nutzlasten existiert derzeit nicht. Überbegrifflich lassen sie sich aufgrund der Verwendungsart im Ansatz kategorisieren:
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[1] Ab einem Gesamtgewicht von 25 Kilogramm ist der Einsatz von Drohnen derzeit in Deutschland verboten.
[2] Vgl. Blyenburgh, CURPAS, 2016, S. 5f, 11.
[3] Vgl. Reichert, 2016, S.15, 18.
[4] Vgl. Cheng, 2016, S. 32f; Ein Gimbal ist eine Aufhängung für eine Nutzlast (in der Regel eine Kamera), welche die Bewegungen der Drohne automatisch ausgleicht. Der Gimbal bezeichnet daher in den meisten Applikationen die stabile Kamerahalterung einer Drohne, mit der die Kamera, über verschiedene Achsen gelagert, wackelarme Fotoaufnahmen produzieren kann.
[5] Vgl. Reichert, 2016, S.18.
[6] Vgl. Austin, 2010, S.94ff, 128.
Handelsübliche Drohnen sind in der Regel Träger elektrooptischer Sensorik. Dazu zählen alle Arten von Foto- und Videokameras, die mit Hilfe von verschiedenen Technologien bildgebende Aufnahmen erlauben. Dies können beispielsweise auch Thermal- oder Infrarotkameras[1] und Multispektralkameras[2] sein. Die Bilder werden entweder auf einem Speichermedium in der Drohne aufgezeichnet oder direkt an eine Gegenstelle über Funksignale übertragen.
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[1] Thermal- oder Infrarotkameras sind Wärmebildgeräte, die Wellenlängen von 0,7 µm bis 1000µm erfassen. Vgl. Austin, 2010. S.129.
[2] Multispektralkameras nehmen parallel mehrere Spektralkanäle unterschiedlicher Wellenlängen auf, die sich in der Folge auswerten lassen. Vgl. Marks, Matthias; Schmidsberger, Falk; Stolzenburg, Frieder: Optische Sensorik an Multikoptern, in: ATB: Heft 88, 2015, S.151ff.
Davon abgegrenzt sind Nutzlasten zur reinen Datenerfassung möglich. Dazu zählen Geräte, die beispielsweise Emissionswerte messen, Windgeschwindigkeiten erfassen oder Bewegungen aufzeichnen. Radarsysteme kann man ebenfalls dieser Kategorie zuordnen. Die Daten können aufgezeichnet oder über einen Datenlink übertragen werden. Eine Auswertung und Aufbereitung der erfassten Daten findet unabhängig der Drohne statt.[1]
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[1] Vgl. Austin, 2010, S.139. Diese sensorischen Nutzlasten werden auch als passive Aufzeichnungssysteme bezeichnet.
Drohnen können auch zu Telekommunikationszwecken oder zur Datenübertragung verwendet werden.[1] Dabei werden verschiedene Kommunikations- und Informationstechnologien in Form von Broadcastsystemen zur Anwendung gebracht. Durch Drohnen können so fliegende "Router", ebenso wie "fliegende Funkmasten" entstehen.[2]
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[1] Zu den Missbrauchspotentialen siehe 3.3.11 Spionage.
[2] Vgl. Zeit Online: Facebook präsentiert Internet-Drohne, www.zeit.de, 31.07.2015, abgerufen am 10.03.2016 unter: www.zeit.de/digital/internet/2015-07/facebook-mark-zuckerberg-drohne-aquila.
Andere Nutzlasten können physische Einsätze und Aufgaben erfüllen. So lassen sich Werkzeuge verbauen und diese in oder aus der Luft zur in Gang bringen (heute schon: Sprühgeräte zur Ausbringung von Pestiziden und geplant: Sprühmodule zum Streichen von Häuserfassaden) Diese Utility-UAS können äußerst vielfältig sein, da sie sich in Verbindung mit robotischen Systemen für mechanische Anwendungen eignen[1]. Auch die Bedienung von funktionsfähigen Schusswaffen ist denkbar,[2] auch wenn bei gegenwärtigem Technikstand die Präzision beim Einsatz voraussichtlich mangelhaft wäre.[3]
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[1] Vgl. Zeit Online: Facebook präsentiert Internet-Drohne, www.zeit.de, 31.07.2015, abgerufen am 10.03.2016 unter: www.zeit.de/digital/internet/2015-07/facebook-mark-zuckerberg-drohne-aquila.
[2] Siehe dazu 3.3.8Angriff gegen eine Person und 3.3.10 Terroristischer Angriff.
[3] Die Präzision ist der bestimmende Faktor, der sich aus dem Anfangswinkel der ballistischen Kurve und der von aussen auf die Waffe wirkenden Umgebeungsenergien, wie Wind oder Regen, errrechnen lassen müsste. Selbst bei militärischen Luftfahrzeugen ist die Ablage und damit die Abweichung von Zielpunkt und Trefferpunkt nicht präzise genug, um auf wenige Meter genau treffen zu können.
Vielversprechend erscheint die Entwicklung von Transportnutzlastern: UAS werden für diese Zwecke mit Stau- oder Transportraum versehen. Die eigentliche Last kann sowohl im Inneren des Flugkörpers als auch als außen transportiert werden. Die horizontale Beförderung von Gegenständen ist dabei ebenso Anwendungsszenario wie der Transport von Gütern über große Entfernungen.
Große Potentiale werden zukünftig in der Verwendung von multifunktionalen Systemen gesehen. Dazu werden verschiedene Nutzlasten so miteinander kombiniert, dass ein Fluggerät Trägerplattform für unterschiedliche Systeme sein kann. Die Nutzlasten können auch modular ausgetauscht und in verschiedenen Kombinationen adaptiert werden. Ein modularer Aufbau ermöglicht einen schnellen Wechsel durch den Bediener. Damit entstehen Multifunktionsdrohnen, die sich nicht nur für einen einzigen Einsatzzweck eignen, sondern vielfältig verwendbar sind.