Automatische piloot helpt bemanning bij noodlanding

Bijsturen

,,Ik ben aangenomen voor de opleiding tot vlieger bij de KLM. Vorige week heb ik mijn laatste test moeten doen en ik ben erdoor gekomen. Een jeugddroom komt nu uit: ik word toch piloot”, vertelt de voormalige student luchtvaart- en ruimtevaarttechniek Remco van der Sluis enthousiast.

Ook vóór hij aan zijn studie bij L&R begon heeft Van der Sluis een toelatingsexamen bij de KLM gedaan. Maar toen had hij minder geluk en werd afgekeurd. Pas als hij een studie afgerond zou hebben mocht hij het nog eens proberen. Nu, na zijn afstuderen, krijgt hij opeens toch twijfels of hij wel piloot wil worden. Hij heeft er namelijk moeite mee om zijn onderzoek, waar hij de NVvL-prijs voor krijgt, los te laten.

,,Mijn laatste ontwerp is nog niet getest, dus is het onderzoek eigenlijk nog niet af. Ik heb een bepaalde bevlogenheid voor dit onderzoek. Ik kan het gewoon nog niet achter me verbranden. Daarom ga ik nu toch een beetje twijfelen of ik wel zal gaan vliegen. Maar misschien is er binnen het beroep van vlieger nog wel een mogelijkheid om onderzoeken te begeleiden.”

Tot januari werkt Van der Sluis nog bij de leerstoel besturing en simulatie van L&R, daarna begint hij bij de KLM. ,,Ik hoop wel dat mijn afstudeerproject wordt voortgezet.” Hij verwacht het wel omdat zijn onderwerp heel praktisch is en dus uitvoerbaar. ,,Voor een eventueel promotieonderzoek zal een model worden gemaakt wat het ongeluk met de El Al-Boeing had kunnen voorkomen.”
Anticiperen

Van der Sluis heeft twee automatische besturingssystemen ontworpen die in staat zijn te anticiperen op systeemfouten tijdens een vlucht, bijvoorbeeld het vastraken van roervlakken (sturingssysteem op de vleugels). De automatische piloot voert dan de noodlanding uit.

Voor zijn onderzoek is Remco uitgegaan van de situatie waarin de werking van de roervlakken varieert van ‘functioneel’ tot ‘compleet inoperationeel’. In dat laatste geval moet de bemanning overgaan op handmatige besturing met alleen de motoren als sturingsgestel. Het is voor piloten een hels karwei om het toestel dan veilig aan de grond te zetten.

Dat blijkt wel uit vliegtuigongelukken door problemen met de roervlakken. Zo landdde een DC-10 in 1989 toen door een explosie de roervlakken waren uitgeschakeld. Het vliegtuig had naast de vleugelmotoren ook nog een staartmotor. Daarmee kon de het toestel nog enigszins bijgestuurd worden. Desondanks crashte het toestel.

Het vliegtuigmodel dat Remco voor zijn onderzoek heeft gebruikt beschikt echter niet over zo’n staartmotor. Voor zijn metingen heeft hij geen gebruik kunnen maken van de vliegsimulator in het Simona-gebouw van L&R, omdat dat apparaat pas in mei van dit jaar gebruiksklaar was. Hij moest daarom naar Amsterdam waar hij gebruik kon maken van een Boeing 747-400 simulator van de KLM. Samen met een ’technisch vlieger’ voerde Remco een aantal vliegsessies uit om te testen in hoeverre handmatige besturing met alleen motoren toereikend zou zijn om het toestel te laten landen. Resultaat van deze tests was dat het vliegtuig wel veilig op de grond komt op deze manier, alleen niet op de juiste plek.
Ambitieus

Om de nauwkeurigheid van de besturing te verhogen, de werkdruk van de bemanning te verlagen en daarmee de overlevingskansen en de veiligheid in de luchtvaart te verbeteren is het van belang om de besturing van het vliegtuig zo veel mogelijk te automatiseren en zo de zware taak van de cockpitbemanning te verlichten. Met dit doel voor ogen heeft Remco twee controllers ontworpen: de Multiple Model Fuzzy Controller (MMFC) en de Robust Linear Parameter Varying Control (LPV).

Het eerste model meet de werking van de roervlakken. Als er iets mis is, zet de controller een automatische piloot in werking die het vliegtuig veilig aan de grond kan zetten. Het nadeel van dit ontwerp is echter dat het geen waarden kan geven voor de stabiliteit en prestatie van de reeds ingebouwde besturingssystemen.

Daarom heeft hij een tweede model ontworpen dat wel de actuele waarden kan meten op het gebied van stabiliteit en prestatie van de besturingssystemen. Maar dit ontwerp heeft hij nog niet kunnen uittesten vanwege de korte tijd die hij voor zijn onderzoek beschikbaar had. Van der Sluis: ,,Je bent daardoor ook gedwongen onderwerpen te laten vallen. Toen ik net begon aan mijn onderzoek was ik heel ambitieus en wilde ik alles aanpakken wat op mijn weg kwam. Daar ben ik behoorlijk van teruggekomen.”

Op 25 november zal Van der Sluis bij de prijsuitreiking in Amstrerdam zijn afstudeerwerk presenteren. ,,Ik ga het luchtig brengen, met wat video-opnames die ik heb gemaakt tijdens vliegsessies in de KLM-simulator. Er zullen vast enkele vooraanstaande personen uit de luchtvaart aanwezig zijn. Ik grijp die gelegenheid dus wel aan om reclame te maken voor dit onderzoek.”

Bijsturen

,,Ik ben aangenomen voor de opleiding tot vlieger bij de KLM. Vorige week heb ik mijn laatste test moeten doen en ik ben erdoor gekomen. Een jeugddroom komt nu uit: ik word toch piloot”, vertelt de voormalige student luchtvaart- en ruimtevaarttechniek Remco van der Sluis enthousiast.

Ook vóór hij aan zijn studie bij L&R begon heeft Van der Sluis een toelatingsexamen bij de KLM gedaan. Maar toen had hij minder geluk en werd afgekeurd. Pas als hij een studie afgerond zou hebben mocht hij het nog eens proberen. Nu, na zijn afstuderen, krijgt hij opeens toch twijfels of hij wel piloot wil worden. Hij heeft er namelijk moeite mee om zijn onderzoek, waar hij de NVvL-prijs voor krijgt, los te laten.

,,Mijn laatste ontwerp is nog niet getest, dus is het onderzoek eigenlijk nog niet af. Ik heb een bepaalde bevlogenheid voor dit onderzoek. Ik kan het gewoon nog niet achter me verbranden. Daarom ga ik nu toch een beetje twijfelen of ik wel zal gaan vliegen. Maar misschien is er binnen het beroep van vlieger nog wel een mogelijkheid om onderzoeken te begeleiden.”

Tot januari werkt Van der Sluis nog bij de leerstoel besturing en simulatie van L&R, daarna begint hij bij de KLM. ,,Ik hoop wel dat mijn afstudeerproject wordt voortgezet.” Hij verwacht het wel omdat zijn onderwerp heel praktisch is en dus uitvoerbaar. ,,Voor een eventueel promotieonderzoek zal een model worden gemaakt wat het ongeluk met de El Al-Boeing had kunnen voorkomen.”
Anticiperen

Van der Sluis heeft twee automatische besturingssystemen ontworpen die in staat zijn te anticiperen op systeemfouten tijdens een vlucht, bijvoorbeeld het vastraken van roervlakken (sturingssysteem op de vleugels). De automatische piloot voert dan de noodlanding uit.

Voor zijn onderzoek is Remco uitgegaan van de situatie waarin de werking van de roervlakken varieert van ‘functioneel’ tot ‘compleet inoperationeel’. In dat laatste geval moet de bemanning overgaan op handmatige besturing met alleen de motoren als sturingsgestel. Het is voor piloten een hels karwei om het toestel dan veilig aan de grond te zetten.

Dat blijkt wel uit vliegtuigongelukken door problemen met de roervlakken. Zo landdde een DC-10 in 1989 toen door een explosie de roervlakken waren uitgeschakeld. Het vliegtuig had naast de vleugelmotoren ook nog een staartmotor. Daarmee kon de het toestel nog enigszins bijgestuurd worden. Desondanks crashte het toestel.

Het vliegtuigmodel dat Remco voor zijn onderzoek heeft gebruikt beschikt echter niet over zo’n staartmotor. Voor zijn metingen heeft hij geen gebruik kunnen maken van de vliegsimulator in het Simona-gebouw van L&R, omdat dat apparaat pas in mei van dit jaar gebruiksklaar was. Hij moest daarom naar Amsterdam waar hij gebruik kon maken van een Boeing 747-400 simulator van de KLM. Samen met een ’technisch vlieger’ voerde Remco een aantal vliegsessies uit om te testen in hoeverre handmatige besturing met alleen motoren toereikend zou zijn om het toestel te laten landen. Resultaat van deze tests was dat het vliegtuig wel veilig op de grond komt op deze manier, alleen niet op de juiste plek.
Ambitieus

Om de nauwkeurigheid van de besturing te verhogen, de werkdruk van de bemanning te verlagen en daarmee de overlevingskansen en de veiligheid in de luchtvaart te verbeteren is het van belang om de besturing van het vliegtuig zo veel mogelijk te automatiseren en zo de zware taak van de cockpitbemanning te verlichten. Met dit doel voor ogen heeft Remco twee controllers ontworpen: de Multiple Model Fuzzy Controller (MMFC) en de Robust Linear Parameter Varying Control (LPV).

Het eerste model meet de werking van de roervlakken. Als er iets mis is, zet de controller een automatische piloot in werking die het vliegtuig veilig aan de grond kan zetten. Het nadeel van dit ontwerp is echter dat het geen waarden kan geven voor de stabiliteit en prestatie van de reeds ingebouwde besturingssystemen.

Daarom heeft hij een tweede model ontworpen dat wel de actuele waarden kan meten op het gebied van stabiliteit en prestatie van de besturingssystemen. Maar dit ontwerp heeft hij nog niet kunnen uittesten vanwege de korte tijd die hij voor zijn onderzoek beschikbaar had. Van der Sluis: ,,Je bent daardoor ook gedwongen onderwerpen te laten vallen. Toen ik net begon aan mijn onderzoek was ik heel ambitieus en wilde ik alles aanpakken wat op mijn weg kwam. Daar ben ik behoorlijk van teruggekomen.”

Op 25 november zal Van der Sluis bij de prijsuitreiking in Amstrerdam zijn afstudeerwerk presenteren. ,,Ik ga het luchtig brengen, met wat video-opnames die ik heb gemaakt tijdens vliegsessies in de KLM-simulator. Er zullen vast enkele vooraanstaande personen uit de luchtvaart aanwezig zijn. Ik grijp die gelegenheid dus wel aan om reclame te maken voor dit onderzoek.”