Effectief samenwerken in de lucht

By Linda Bak

De luchtvaart is onmisbaar, zowel economisch als maatschappelijk gezien. Maar er is ook een keerzijde. De sector draagt bij aan de vervuiling van de omgeving en vliegtuigen zorgen voor de nodige geluidshinder. Er zijn tal van ontwikkelingen om hier een oplossing voor te vinden. Langzaam maar zeker maken duurzame vliegtuigen hun intrede en compleet nieuwe luchtvaartuigen zoals drones zijn bezig aan een opmars. Maar hoe komen al deze bestaande en nieuwe luchtruimgebruikers samen? Hoe zorgen we voor een efficiënt, duurzaam en vooruitstrevend systeem?

Het Nederlands Lucht- en Ruimtevaartcentrum (NLR) speelt een belangrijke rol in het doen van onderzoek en het omzetten van kennis in waarde. Dit doet NLR aan de hand van negen strategische programma’s. Voor de serie ‘De luchtvaart van de toekomst’ spreekt Innovation Origins met alle programmaleiders.

Voor de vierde aflevering spraken we met Nick van den Dungen (programmaleider Veilige en Concurrerende Operatie) over de veranderende luchtvaart en de gevolgen hiervan voor de economie en de maatschappij.

Wat houdt het kennisprogramma Veilige en Concurrerende Operatie precies in?

“Het relatief kleine stukje luchtruim boven Nederland wordt heel intensief gebruikt. Denk bijvoorbeeld aan kleine vliegtuigen en helikopters, grote passagiersvliegtuigen, maar ook aan militaire toestellen, opkomende luchtvaartuigen zoals drones en nieuwe ruimtevaartuigen die in de bovenste lagen van het luchtruim opereren. Om alle gebruikers efficiënt en veilig met elkaar te laten samenwerken is onderzoek nodig. Daar zijn we bij het programma Veilige en Concurrerende Operatie (VCO) mee bezig. Wij kijken hoe men in Nederland alle gebruikers kan faciliteren om op een veilige, duurzame, efficiënte en effectieve manier gebruik te maken van het luchtruim. Zo onderzoeken we bijvoorbeeld de mogelijkheden van de inzet van machine learning en andere nieuwe technologieën en hoe deze aantoonbaar veilig in de operatie gebruikt kunnen worden.”

“Binnen het programma werken we vaak samen met de overheid, bijvoorbeeld met het ministerie Infrastructuur en Waterstaat en het ministerie van Defensie, omdat beide ministeries belang hebben bij een optimaal gebruik van het Nederlandse luchtruim voor civiel en militair vliegverkeer. Gaandeweg het proces werken we ook veel samen met het bedrijfsleven. Bedrijven zijn vaak de eindgebruikers van een product, dus het is belangrijk dat zij ook een aandeel hebben in de ontwikkeling. Zo kunnen we zorgen dat alles optimaal op elkaar aansluit.”

Heb je een voorbeeld van een project?

“De Nederlandse overheid is op dit moment bezig met een groot project rondom luchtruimherziening (het beter indelen van het gebruik van het luchtruim), onder andere om duurzaam vliegen op grote schaal mogelijk te maken. NLR is betrokken bij verschillende projecten die hier onderzoek naar doen, ook in Europees verband via Single European Sky Air Traffic Management Research (SESAR). Organisaties in heel Europa hebben waarschijnlijk met dezelfde problemen te maken als wij, dan is het heel leuk en leerzaam om samen op te trekken.”

“In een van die projecten (ITARO) hebben we gekeken naar het integreren van duurzame vliegoperaties inclusief vaste naderingsroutes. Met een optimale route kunnen vliegtuigen tijdens de landing continu dalen. Dat zorgt voor minder motorvermogen en daardoor minder brandstofverbruik en minder geluidshinder. We hebben vooral gekeken naar de bijbehorende luchtverkeersafhandeling voor Schiphol. Met experimenten op de NARSIM luchtverkeersimulator en vliegproeven met het Cessna Citation II onderzoeksvliegtuig toonden we aan hoe nieuwe innovaties veilig ingezet kunnen worden in een (gesimuleerde) operationele omgeving.”

“Nu zijn vluchten naar Schiphol grotendeels uitgestippeld, maar het laatste stukje route tot aan de baan wordt pas op het laatste moment bepaald door de luchtverkeersleiders. Dit hangt onder andere af van de drukte bij de luchthaven, de windrichting en andere weersomstandigheden. Bovendien is het natuurlijk belangrijk dat vliegtuigen niet te dicht bij elkaar in de buurt komen in verband met de veiligheid. Het onderzoek bij NLR draagt bij aan de verduurzamen van de operaties van aan operationele partijen zoals airlines en luchtverkeersleidingsoperaties.”

Digitalisering is key

“Het coördineren en bijsturen van vliegtuigen rondom de luchthaven gebeurt nu vaak handmatig. Om alles in goede banen te leiden moeten vliegtuigen regelmatig een extra stukje of bocht vliegen voordat ze toestemming krijgen om te landen. Daarmee verbruiken ze brandstof, is er extra uitstoot en geluidsoverlast – zeker wanneer vliegtuigen tussen de zeshonderd tot negenhonderd meter (relatief laag) boven de grond vliegen. Met innovaties en door het vliegproces vanaf de luchthaven planmatiger aan te pakken, kunnen we tot duurzame oplossingen komen.”

“Voor nu gaat het nog om toestellen die vliegen op kerosine. Maar in de toekomst is het natuurlijk ook belangrijk om te onderzoeken hoe we de afhandeling van elektrische of waterstofvliegtuigen het beste kunnen inrichten. Daarvoor werken we binnen NLR veel samen met het programma Klimaatneutrale Luchtvaart. In dit programma wordt onderzoek gedaan naar vliegtuigen die worden voortgestuwd door batterijen, waterstof en sustainable aviation fuel (SAF).”

‘Klimaatneutrale luchtvaart is een complexe puzzel’

De luchtvaart moet efficiënter, schoner en stiller. Nieuwe technologieën spelen daarin een toonaangevende rol.

Waarom is het van belang om onderzoek te blijven doen?

“De luchtvaartindustrie is de afgelopen decennia hard gegroeid. Dat betekent dat systemen die eerst optimaal werkten, inmiddels tegen de limieten aanlopen. Het is dus belangrijk dat we blijven vernieuwen en ontwikkelen. Denk aan de werkwijze in de luchtverkeerstoren bij het afhandelen van landende en opstijgende vliegtuigen. Tot enkele jaren geleden werden daarvoor vaak nog papieren strips gebruikt om vliegtuigen af te handelen. NLR heeft samen met luchtverkeersleidingorganisaties onderzoek gedaan naar digitale strips. Dit digitale systeem is uiteindelijk ook daadwerkelijk in gebruik genomen. Met onderzoeken naar de verbetering en verduurzaming van de luchtvaart zorgen we ervoor dat Nederland relevant en concurrerend blijft binnen Europa en binnen de wereld.”

Een plek voor nieuwe luchtvaartuigen

“Daarnaast is het heel erg belangrijk om vooruit te kijken naar mogelijke nieuwe luchtvaartuigen en de integratie in het luchtruim. Denk bijvoorbeeld aan het supersoon en hypersoon vliegtuig, een toestel dat vele malen sneller kan vliegen dan huidige vliegtuigen. Daar moeten we op een andere manier mee omgaan dan de gewone passagierstoestellen. Ook wordt er onderzoek gedaan naar het lanceren van een kleine raket met satelliet vanaf een vliegtuig. Dergelijke ontwikkelingen hebben ook gevolgen voor de bestaande luchtvaart.”

“Los van de nieuwe vaartuigen is de toename van ruimtepuin een groeiend probleem. De kans bestaat dat het deels terug naar de aarde komt. Dat heeft gevolgen voor de luchtvaartveiligheid. Daar moeten we dan wel goed op voorbereid zijn.”

Een integraal systeem voor meer impact

“2025 is het einde van de huidige strategische periode van NLR. In dat jaar willen wij een grote demonstratie geven van verschillende technieken en de integratie daarvan in het luchtruim. We kijken bijvoorbeeld naar duurzaam vliegen en de opkomst van verschillende soorten drones. Nu zijn dat vaak allemaal losse onderzoeken en demonstraties, wij willen dat samensmelten tot één geheel. Zo willen we aan overheden en bedrijven laten zien hoe de Nederlandse luchtvaartindustrie er over een paar decennia uitziet. Dat is cruciaal om innovaties uiteindelijk in de praktijk te brengen en het teweegbrengen van de nodige impact.”