• Das erste unbemannte Luftfahrzeug - Curtiss N9
   
• Erstes unbemanntes Flugzeug, das Sprengstoff an sein Ziel bringen kann
   
• Gebaut von Elmer Sperry und Peter Cooper Hewitt für die US-Marine im Ersten Weltkrieg
   
• Ein Teil der Technologie dieses ferngesteuerten Flugzeugs wurde von der "Tele-Automatisierung" inspiriert, einer Technologie, die 1893 zur Steuerung von Unterwassertorpedos eingesetzt wurde.
   
• Andere Flugzeuge, die in der Folge für das Militär als "Lufttorpedo" gebaut wurden, waren der Liberty Eagle, die TDN-1 "Angriffsdrohne

Abb. 1 Curtiss N9

Abb. 2 Freiheitsadler

Abb. 3 TDN-1 "Angriffsdrohne

• Die ersten Entwürfe der Gebrüder Wright waren schwer zu kontrollieren.
   
• Sie wurden für die Entwicklung der weit verbreiteten Drei-Achsen-Steuerung (Gieren/Neigen/Rollen) für schwerere Flugzeuge verantwortlich gemacht.
   
• Ein weiterer berühmter Wissenschaftler jener Zeit, Dr. Samuel P. Langley, bemühte sich um stabile bemannte Flüge. Trotz Zuschüssen der Regierung und des Militärs gelang ihm dies jedoch nicht.
   
• Einige Bereiche, in denen bedeutende Entwicklungen stattfanden, waren optimierte Strukturen, Aerodynamik, Steuerflächen und Tragflächenkonfiguration.

Abb. 7 Wright Flyer

Abb. 8 Langley Aerodrome No. 6 von Dr.

• Mehrere Erfindungen trugen zur Entwicklung von ferngesteuerten Flugzeugen, auch bekannt als unbemannte Flugzeuge/Drohnen, bei.
   
• Vor der Erfindung von Flugzeugen führte die Entdeckung von Radiowellen und deren Nutzung zur Übertragung von Funksignalen zur Erfindung dessen, was damals als "Teleautomation" bezeichnet wurde.
   
• Unterwassertorpedos wurden 1898 erfunden, um Sprengstoff mit Hilfe von Teleautomation auf feindliche Schiffe zu lenken.
   
• Eine weitere Technologie, die speziell für Torpedos entwickelt wurde, war der "Drei-Achsen-Kreisel" von Elemer Sperry.
   
• Diese Technologien ermöglichten es Sperry, seinen Entwurf des ersten zuverlässigen mechanischen Autopiloten zu perfektionieren.

Abb. 9 Durch Teleautomation angetriebenes Spielzeugboot von Nikola Tesla

Abb. 10 Mechanisches Drei-Achsen-Gyroskop

• Nach Angaben der Federal Aviation Administration (FAA) ist ein unbemanntes Luftfahrzeug ein unbemanntes Luftfahrzeug und die für den sicheren und effizienten Betrieb dieses Luftfahrzeugs erforderliche Ausrüstung.
   
• Ein unbemanntes Luftfahrzeug ist ein Bestandteil eines UAS.
   
• Alle Luftfahrzeuge, die ohne die Möglichkeit eines direkten menschlichen Eingriffs im oder am Flugzeug betrieben werden, werden als unbemannte Luftfahrzeuge (UAV) eingestuft. (Öffentliches Gesetz 112-95, Abschnitt 331(8)).

Abb. 11 Starrflügel-CTOL* (links) und Multirotor-VTOL** (rechts) UAS-Plattformen

*Konventionelle Starts und Landungeng
** Vertikale Starts und Landungeng

• Um die grundlegenden Bausteine von UAS zu verstehen, muss man die grundlegenden Informationen über Fahrzeugsteuerung, Stabilisierung und Sensordesign verstehen
• Die in einem UAS angewandten Kontrollmethoden lassen sich grob in folgende Kategorien einteilen:
• Manuelle Steuerung - Dies ermöglicht es einem erfahrenen UAS-Piloten, die Flugbahn und das vorhersehbare Ergebnis eines UAVs präzise zu steuern
• Stabilisierte Steuerung - Dies ermöglicht es dem Bediener, die Position des Luftfahrzeugs über einen Autopiloten an Bord der Drohne präzise zu steuern. Der Grad der Autonomie der Drohne ist in diesem Fall höher.
• Automatisierte Steuerung - Dieses Steuerungsszenario erfordert das geringste Maß an Bedienerkontrolle. Durch den Einsatz von Software wird eine komplette Mission vor dem Einsatz geplant und die komplette Kontrolle wird von der Bodenkontrollsoftware und dem bordseitigen Autopiloten übernommen.

Abb. 12 Verschiedene Autonomiestufen von UAS

• Die Nutzlast ist definiert als das Gesamtgewicht, das ein UAV tragen kann. Sie umfasst nicht das Gewicht der Plattform selbst. 
   
• Die Art der Nutzlasten kann je nach den Zielen der Plattform variieren. In der Regel werden sie für die Sammlung von Daten wie Bilder, Videos, Temperatur, Koordinaten usw. verwendet.
   
• Typische Nutzlasten für UAVs sind:
• Elektro-optische Bildsensoren
• Sichtbare RGB-Sensoren
• IR (Infrarot) Sensoren
• LiDAR (Light Detection & Ranging) Sensoren
• SAR (Radar mit synthetischer Apertur)

• Software ist eine Schlüsselkomponente jedes UAS-Systems, unabhängig vom Grad der Autonomie des UAV.
   
• Der Autopilot an Bord, die Datenverarbeitung am Boden und viele andere Funktionen werden heute von Software übernommen.
   
• Typische Software, die heute im Handel erhältlich ist, ist:
• UAS-Flottenmanagement-Software
• Autopilot-Software
• Sensor Daten Asset Management
• Analytische Photogrammetrie-Software
• Erkennung von Veränderungen und maschinelles Lernen 
• Bildverarbeitungssoftware
• Software zur autonomen Flugwegplanung