Das EUREKA-Projekt, das vom SESAR JU finanziert und von EUROCONTROL geleitet wird, zielt darauf ab, die Integration von Vertiports in den europäischen Luftraum zu beschleunigen und eine strukturierte und effiziente Grundlage für Innovative Air Mobility (IAM) zu schaffen. Die Entwicklung eines funktionsfähigen Vertiport-Ökosystems ist eine Herausforderung, da Europa nur wenig Erfahrung mit innovativer Luftmobilität im städtischen Luftraum in geringer Höhe hat. Begrenzte Referenzmaterialien und technische Lösungen erschweren den Prozess zusätzlich, sodass ein kompletter Neuaufbau erforderlich ist. Darüber hinaus erfordert die Integration von Vertiports in bestehende Luftraumstrukturen eine sorgfältige Koordination.

Um diesen komplexen Herausforderungen zu begegnen, bringt EUREKA 35 Industriepartner zusammen, die daran arbeiten, eine skalierbare, effiziente und sichere Grundlage für den Betrieb von Vertiports zu schaffen. Als erstes SESAR-Projekt, das sich diesem Bereich widmet, spielt es eine Vorreiterrolle bei der Erweiterung des aktuellen Luftraummanagement-Rahmens um Vertiports. Das Projekt befindet sich noch in der dreijährigen Entwicklungsphase und wird die Zukunft der innovativen Luftmobilität in Europa durch vier Kernlösungen prägen:

Ankunfts- und Abflugverfahren

Eine zentrale Herausforderung im Bereich der Innovative Air Mobility (IAM) ist die nahtlose Integration von Vertiports in städtische Umgebungen und den bestehenden Luftraum. Das EUREKA-Projekt befasst sich mit dieser Herausforderung und entwickelt anpassungsfähige Verfahren für Anflug-, Abflug- und Flugwege von bemannten VTOL-fähigen Luftfahrzeugen (VCA), auch bekannt als eVTOL. Um einen reibungslosen Betrieb zu gewährleisten, müssen Vertiports vollständig in den U-Space integriert sein, wobei alle Nutzer Zugriff auf Echtzeit-Statusaktualisierungen haben müssen. Dieses Projekt legt leistungsbasierte Anforderungen fest, die sowohl den anfänglichen getrennten Betrieb als auch die langfristige Vision vollständig integrierter (un)bemannter VCA-Flüge unterstützen.

Kollaboratives Verkehrsmanagement

Das kollaborative Verkehrsmanagementsystem von EUREKA für Vertiports optimiert die Ressourcennutzung und Kapazität an Vertiports durch die Zentralisierung wichtiger Daten aus dem Flugbetrieb, wie Verfügbarkeit und Flugpläne. Es hilft auch bei der Verwaltung von U-Space-Luftraumbeschränkungen durch Korridormanagement und verbessert so die betriebliche Effizienz und Integration innerhalb des gesamten U-Space-Ökosystems.

Störungs- und Notfallmanagement

Durch die Entwicklung von Strategien für den Umgang mit störenden UAS und bemannten VCAs in Notfallsituationen verbessert das Projekt die Widerstandsfähigkeit von Vertiports. Dazu gehören taktische Anpassungen des U-Space-Luftraums sowie die Erstellung von Vereinbarungen und Betriebsdokumenten, um eine effektive Reaktion auf Notfälle und Störungen zu gewährleisten.

Netzwerkfluss, Kapazität und Betriebsmanagement

Um eine effiziente Koordination zwischen mehreren Vertiports zu gewährleisten, führt EUREKA den Vertiport Network Manager ein. Dieses System spielt eine wichtige Rolle bei der Überwachung und Verwaltung von Vertiports sowohl in kontrollierten als auch in unkontrollierten Lufträumen sowie von Vertiports, die in bestehende Flughäfen integriert sind. Durch die Optimierung des Verkehrsflusses und der Kapazitätszuweisung verbessert der Vertiport Network Manager die Gesamteffizienz des Luftraums, erhöht den Flughafendurchsatz und gewährleistet eine nahtlose Integration in bestehende ATM-Prozesse. Dies trägt zu einem sichereren und nachhaltigeren IAM-Ökosystem bei und stärkt Vertiports als wesentliche Komponenten der zukünftigen urbanen Luftmobilität.

Unispere’s Beitrag zum Projekt

Unisphere ist an zwei Entwicklungen im Rahmen des EUREKA-Projekts beteiligt. Zum einen unterstützt Unisphere die Integration von Vertiports in den Luftraum im städtischen Umfeld, wobei der Schwerpunkt auf dem Verständnis der Windeinflüsse auf die verschiedenen Head-/Tail-/Crosswind-Grenzwerte bestimmter eVTOL-Typen liegt, die bei der Planung von An- und Abflugbahnen berücksichtigt werden müssen. Die EASA-Prototyp-Spezifikation für Vertiports beschreibt eine Nutzbarkeit der Strecken von 95 %. Das bedeutet, dass die Kombination aus Anflug- und Abflugwegen (sofern mehrere vorhanden sind) zu 95 % oder mehr verfügbar sein sollte.

Unisphere hat einen Ansatz entwickelt, der historische Wetterdaten und Streckenführung nutzt, um zu analysieren, wie Windrichtung und -stärke die Verfügbarkeit beeinflussen. Dazu wird stündlich geprüft, ob die Windverhältnisse innerhalb des eVTOL-Envelope liegen. Ist dies nicht der Fall, wird die jeweilige Strecke (entweder in Anflug- oder Abflugrichtung) als nicht verfügbar eingestuft. Darüber hinaus berücksichtigt das Konzept auch, dass aus städtebaulicher Sicht einige Strecken priorisiert werden können, während andere aufgrund von Lärmbelästigung, Luftraumstruktur oder Umweltaspekten, die von den verschiedenen an der Planungsphase beteiligten Akteuren berücksichtigt werden, nicht priorisiert werden können.

Die Analyse der Nutzbarkeit der Flugstrecken geht auch auf diese Herausforderung ein, indem sie eine detailliertere Bewertung liefert, wie oft die priorisierten Flugstrecken verfügbar sind und wie oft eine nicht priorisierte Flugstrecke genutzt werden muss.

Zusätzlich zu der oben beschriebenen Lösung, die die Planungsphase unterstützt, hat Unisphere auch an Konzepten und regulatorischen Arbeiten für die Betriebsphase gearbeitet. Der Schwerpunkt liegt dabei auf der Integration von U-Space-Diensten, insbesondere des Wetterinformationsdienstes, in den eVTOL-Betrieb. Daher wird die Integration eines Wetterinformationsdienstes in den lokalen USSP definiert und an den Workflow der Fluggenehmigungen mit U-Space angepasst. Außerdem wird der Vertiport als zusätzlicher Akteur im U-Space-Ökosystem betrachtet, da er eine neue Quelle für Wetterdaten darstellt, die in den Datenstrom vom USSP zum Drohnen- und eVTOL-Betreiber eingespeist werden können.

Diese Übung kombiniert verschiedene regulatorische Rahmenbedingungen (U-Space, eVTOL-Betrieb und Vertiport-Betrieb), was eine gründliche Bewertung der Wetterdatenverwendung in den jeweiligen Betriebsarten erforderte. Das Ergebnis ist ein ConOps für Vertiports und deren Wettermanagement sowie ein Vorschlag, wie neue Wetterdatenquellen zur Verbesserung der Messpunkte in einem U-Space-Gebiet genutzt werden können.