Architektur & Komponenten
Ein UAS ist ein „System aus Systemen“. Über die Zelle hinaus hängen verlässliche Einsätze von Avionik, Kommunikationsverbindungen, Navigation, Payload-Integration und einem leistungsfähigen Bodensegment ab. Die folgende Übersicht zeigt die Kernbausteine und typische Zielkonflikte.
- Zelle & Antrieb: Multirotor (agil, präzise, kurze Flugzeit), Starrflügel (effizient, große Reichweite), VTOL-Hybride (pistenunabhängig). Werkstoffe und Aerodynamik bestimmen Effizienz, Lärm und Robustheit.
- Flugcomputer & Avionik: Autopilot (Sensorfusion, Lage- und Positionsregelung), ESCs, Stromverteilung, Zustandsüberwachung. Redundanzen und Failsafes erhöhen die Zuverlässigkeit.
- Energiesystem: Li-Ion/LiPo (hohe Leistung), energiedichte Li-Ion-Packs, Hybrid (Verbrenner-elektrisch) oder Wasserstoff-Brennstoffzellen. Wechselakkus verkürzen Bodenzeiten; BMS schützt die Lebensdauer.
- Navigationssensorik: GNSS (GPS/Galileo/GLONASS), RTK/PPK, IMUs, Magnetometer, Barometer; ergänzend Vision-/Lidar-Aiding für GNSS-kritische Umgebungen.
- C2 & Datenlinks: Steuerung/Telemetrie über Sub-GHz/2,4/5 GHz, LTE/5G oder Satcom; Linkbudget, Latenz, Verschlüsselung und Frequenzauflagen prägen die BVLOS-Tauglichkeit.
- Payload-Schnittstelle: Gimbals, Hardpoints, Standard-Busse (z. B. MAVLink, Ethernet, seriell). Leistungs-/Gewichts-/EMV-Vorgaben und Schwerpunktlage bestimmen die Integrationsqualität.
- Bodensegment: Missionsplanung, Geofencing, Live-Telemetrie/Video, Alarme und Log-Management. Human Factors (UI, Checklisten) sind zentral für sichere Operationen.
- Sicherheit & Failsafes: RTH, Fallschirm/FTS, Geofencing, Maßnahmen bei Link-Verlust, Health-Schwellen. Strukturierte Tests und Incident-Reports schließen den Lernkreislauf.
Typische Zielkonflikte: Ausdauer vs. Nutzlast, Agilität vs. Effizienz, Kosten vs. Redundanz sowie Link-Bandbreite vs. Abdeckung. Die optimale Architektur folgt dem Auftrag.