Wetenschap

Nieuw navigatiesysteem laat vliegtuigen nooit meer botsen

Afgelopen maandag maakte de Cessna Citation van de faculteit Luchtvaart- en Ruimtevaarttechniek een proefvlucht met een nieuw systeem: het tunnel-in-the-sky display.

br />
Lopend in een kantoorgang registreren je ogen de eigen beweging. De afstand tot wanden wordt ingeschat en de snelheid ten opzichte van deuren. Een piloot mist dit gevoel. Hij moet zich hiervan een voorstelling maken, op basis van twee instrumenten: de scheefstand van de vleugels en een navigatiekaart waarin een pijltje aangeeft of hij boven Rotterdam of Hoogvliet vliegt.

Het tunnel-in-the-sky display van dr.ir. Max Mulder reconstrueert het gevoel van eigen beweging. Mulders systeem combineert de voordelen van twee bestaande technieken. Het schokkerige global positioning system (GPS) heeft een vrij nauwkeurige positiebepaling, tragische navigatie (INS) kent een gelijkmatig beeldverloop. De gegevens worden samengevoegd en aan de piloot voorgesteld als voortbeweging in een kunstmatige tunnel.

Afgelopen maandag vloog de Cessna Citation II een proefvlucht boven Rotterdam. Mulder zelf vloog niet mee. Zoals het een echt academicus betaamt houdt hij wel van vliegtuigen, maar niet van vliegen. Voor toelichting tijdens de vlucht had Mulder een naamgenoot gecharterd: prof.ir. Bob Mulder.

De drie voorgeprogrammeerde tunnels voor landing op Rotterdam Airport zijn bepaald onconventioneel. Normaalgesproken probeert een piloot twaalf kilometer van tevoren op een rechte aanvliegroute te komen: het ‘glijpad’. Met ’tunnel 1′ wordt die afstand via een curved approach teruggebracht tot acht kilometer. ‘Tunnel 2′ volgt dezelfde route, maar verloopt anderhalf maal steiler. De echte maagomdraaier is echter ’tunnel 3′: haaks over de landingsbaan en dan met een bocht van 270 graden proberen midden op het asfalt uit te komen.

Crash

,,Een landing via tunnel 3 zou in een 747 van KLM niet in mijn hoofd opkomen”, bekent gepensioneerd piloot Hessel Benedictus. Hij zit als safety pilot naast tunnelvlieger Alwin Kraeger, een promovendus van Mulder. In geval van storing moet Benedictus op conventionele instrumenten de besturing overnemen.

Zodra medepassagiers Ton en Vladimir van tv-programma Netwerk hun camera’s hebben geïnstalleerd, is de Cessna klaar voor vertrek. Op de zeven passagiersstoelen zijn beeldschermen gemonteerd. Het ‘oplijnen’ op startbaan 24 is via het scherm virtueel te volgen. In de verte staan als rollercoasters de witte lijnen van tunnels.

Na een grote bocht over het Botlekgebied verschijnt een vlaggetje onder in beeld: het baken ‘romeo-oscar-tango’ op de Van Brienenoordbrug. Daarboven vormt een 250 meter brede fuik de toegang tot tunnel 1. Maar dan valt het beeld weg. Mayday! Windows 2000 is gecrasht. ,,Your control”, commandeert Kraeger. ,,My control”, bevestigt Benedictus. Terwijl een extra bochtje boven Dordrecht wordt gedraaid, herstart boordwerktuigkundige Cor Dam de computer. In werkelijkheid zou in zo’n situatie een back-up klaarstaan om het beeld te garanderen.

Tijdens de landing via tunnel 1 verschijnt bovenin beeld tunnel 2: een afdaling die in wintersportgebieden een zwart vlaggetje zou krijgen. Wat is het voordeel van zo steil dalen? ,,In de toekomst zullen vliegtuigen worden afgerekend op geluidsoverlast”, voorspelt Bob Mulder. ,,Steil naderen betekent langer hoog vliegen en dus minder geluidsoverlast op de grond.”

Na een doorstart en wat bochten vliegt de Cessna in tunnel 2. De neus duikt naar beneden. De tunnelbreedte van vijftig meter neemt af tot tien meter. ,,Je mag maar twee of drie meter van de middenstreep landen”, licht Mulder toe. Even raken de wielen de grond, dan geeft Kraeger weer gas voor de ultieme achtbaan: tunnel 3.

Kotszakje

’s Ochtends was van tunnel 3 nog geen sprake. Mist beperkt het zicht tot vijfhonderd voet. Maar de grijze haren van Benedictus wekken vertrouwen. De verkeersvlieger heeft voor hetere vuren gestaan. ,,KLM-toestellen zijn uitgerust met het collision avoidance system. Als het scherm oranje kleurt en een stem roept ,,traffic, traffic!”, heb je nog 45 seconden tot de botsing. Op het puntje van de stoel wacht je dan op een commando climb of descent.”

Naast de stoel hangt een kotszakje. Is het passagierscomfort wel gebaat bij dit soort landingen? ,,Alleen de hoek is steiler: vierenhalve graad in plaats van drie”, vertelt Bob Mulder. ,,Maar de bochten zijn normale bochten van dertig graden.” Tunnel 3 blijkt inderdaad een minder maagtergende landingsroute dan verwacht. Op het scherm glijden de hangars van Rotterdam Airport voorbij.

De toekomstige mogelijkheden van het tunnel-in-the-sky display spreken tot de verbeelding. Zo zijn gemarkeerde punten denkbaar waar het vliegtuig eenvoudigweg niet meer tegenaan kan vliegen, zoals een berg, of een World Trade Center. En het systeem is een stapin de richting van het ideaal: free flighting. Daarbij reageren toestellen op elkaars positie zonder afhankelijkheid van de verkeersleiding. ,,Boven oceanen wordt minimaal 180 kilometer uit elkaar gevlogen”, illustreert Max Mulder de huidige situatie.

,,Binnen vijf jaar vliegen de eerste privé-vliegtuigen met het tunnel-in-the-sky systeem”, verwacht collega Bob Mulder, ,,waarna de grote maatschappijen zullen volgen zodra hun verkeersleiders zijn getraind.” Hij glundert: ,,Zo hebben we na Fokker toch weer iets belangrijks van de grond gekregen in Nederland.”

Afgelopen maandag maakte de Cessna Citation van de faculteit Luchtvaart- en Ruimtevaarttechniek een proefvlucht met een nieuw systeem: het tunnel-in-the-sky display.

Lopend in een kantoorgang registreren je ogen de eigen beweging. De afstand tot wanden wordt ingeschat en de snelheid ten opzichte van deuren. Een piloot mist dit gevoel. Hij moet zich hiervan een voorstelling maken, op basis van twee instrumenten: de scheefstand van de vleugels en een navigatiekaart waarin een pijltje aangeeft of hij boven Rotterdam of Hoogvliet vliegt.

Het tunnel-in-the-sky display van dr.ir. Max Mulder reconstrueert het gevoel van eigen beweging. Mulders systeem combineert de voordelen van twee bestaande technieken. Het schokkerige global positioning system (GPS) heeft een vrij nauwkeurige positiebepaling, tragische navigatie (INS) kent een gelijkmatig beeldverloop. De gegevens worden samengevoegd en aan de piloot voorgesteld als voortbeweging in een kunstmatige tunnel.

Afgelopen maandag vloog de Cessna Citation II een proefvlucht boven Rotterdam. Mulder zelf vloog niet mee. Zoals het een echt academicus betaamt houdt hij wel van vliegtuigen, maar niet van vliegen. Voor toelichting tijdens de vlucht had Mulder een naamgenoot gecharterd: prof.ir. Bob Mulder.

De drie voorgeprogrammeerde tunnels voor landing op Rotterdam Airport zijn bepaald onconventioneel. Normaalgesproken probeert een piloot twaalf kilometer van tevoren op een rechte aanvliegroute te komen: het ‘glijpad’. Met ’tunnel 1′ wordt die afstand via een curved approach teruggebracht tot acht kilometer. ‘Tunnel 2′ volgt dezelfde route, maar verloopt anderhalf maal steiler. De echte maagomdraaier is echter ’tunnel 3′: haaks over de landingsbaan en dan met een bocht van 270 graden proberen midden op het asfalt uit te komen.

Crash

,,Een landing via tunnel 3 zou in een 747 van KLM niet in mijn hoofd opkomen”, bekent gepensioneerd piloot Hessel Benedictus. Hij zit als safety pilot naast tunnelvlieger Alwin Kraeger, een promovendus van Mulder. In geval van storing moet Benedictus op conventionele instrumenten de besturing overnemen.

Zodra medepassagiers Ton en Vladimir van tv-programma Netwerk hun camera’s hebben geïnstalleerd, is de Cessna klaar voor vertrek. Op de zeven passagiersstoelen zijn beeldschermen gemonteerd. Het ‘oplijnen’ op startbaan 24 is via het scherm virtueel te volgen. In de verte staan als rollercoasters de witte lijnen van tunnels.

Na een grote bocht over het Botlekgebied verschijnt een vlaggetje onder in beeld: het baken ‘romeo-oscar-tango’ op de Van Brienenoordbrug. Daarboven vormt een 250 meter brede fuik de toegang tot tunnel 1. Maar dan valt het beeld weg. Mayday! Windows 2000 is gecrasht. ,,Your control”, commandeert Kraeger. ,,My control”, bevestigt Benedictus. Terwijl een extra bochtje boven Dordrecht wordt gedraaid, herstart boordwerktuigkundige Cor Dam de computer. In werkelijkheid zou in zo’n situatie een back-up klaarstaan om het beeld te garanderen.

Tijdens de landing via tunnel 1 verschijnt bovenin beeld tunnel 2: een afdaling die in wintersportgebieden een zwart vlaggetje zou krijgen. Wat is het voordeel van zo steil dalen? ,,In de toekomst zullen vliegtuigen worden afgerekend op geluidsoverlast”, voorspelt Bob Mulder. ,,Steil naderen betekent langer hoog vliegen en dus minder geluidsoverlast op de grond.”

Na een doorstart en wat bochten vliegt de Cessna in tunnel 2. De neus duikt naar beneden. De tunnelbreedte van vijftig meter neemt af tot tien meter. ,,Je mag maar twee of drie meter van de middenstreep landen”, licht Mulder toe. Even raken de wielen de grond, dan geeft Kraeger weer gas voor de ultieme achtbaan: tunnel 3.

Kotszakje

’s Ochtends was van tunnel 3 nog geen sprake. Mist beperkt het zicht tot vijfhonderd voet. Maar de grijze haren van Benedictus wekken vertrouwen. De verkeersvlieger heeft voor hetere vuren gestaan. ,,KLM-toestellen zijn uitgerust met het collision avoidance system. Als het scherm oranje kleurt en een stem roept ,,traffic, traffic!”, heb je nog 45 seconden tot de botsing. Op het puntje van de stoel wacht je dan op een commando climb of descent.”

Naast de stoel hangt een kotszakje. Is het passagierscomfort wel gebaat bij dit soort landingen? ,,Alleen de hoek is steiler: vierenhalve graad in plaats van drie”, vertelt Bob Mulder. ,,Maar de bochten zijn normale bochten van dertig graden.” Tunnel 3 blijkt inderdaad een minder maagtergende landingsroute dan verwacht. Op het scherm glijden de hangars van Rotterdam Airport voorbij.

De toekomstige mogelijkheden van het tunnel-in-the-sky display spreken tot de verbeelding. Zo zijn gemarkeerde punten denkbaar waar het vliegtuig eenvoudigweg niet meer tegenaan kan vliegen, zoals een berg, of een World Trade Center. En het systeem is een stapin de richting van het ideaal: free flighting. Daarbij reageren toestellen op elkaars positie zonder afhankelijkheid van de verkeersleiding. ,,Boven oceanen wordt minimaal 180 kilometer uit elkaar gevlogen”, illustreert Max Mulder de huidige situatie.

,,Binnen vijf jaar vliegen de eerste privé-vliegtuigen met het tunnel-in-the-sky systeem”, verwacht collega Bob Mulder, ,,waarna de grote maatschappijen zullen volgen zodra hun verkeersleiders zijn getraind.” Hij glundert: ,,Zo hebben we na Fokker toch weer iets belangrijks van de grond gekregen in Nederland.”

Redacteur Redactie

Heb je een vraag of opmerking over dit artikel?

delta@tudelft.nl

Comments are closed.