‘Te complexe veiligheidsmaatregel leidde tot crash medicijndrone in Waddenzee’

Met de invoering van de Europese drone-regelgeving ontstaan er in Nederland eindelijk mogelijkheden om een drone buiten het zicht (beyond visual line of sight, BVLOS) te laten vliegen. Dat brengt onder andere mogelijkheden met zich mee op het gebied van pakketbezorging per drone. Maar voordat het zover is, moeten er nog flink wat proefvluchten uitgevoerd worden, blijkt ook uit deze reconstructie van de crash van één van de drones waarmee testvluchten naar Schiermonnikoog gemaakt worden.

Proefproject

Wat komt er allemaal bij kijken om in de nabije toekomst spoedeisende medische goederen per drone naar een afgelegen plek zoals één van de Waddeneilanden te vliegen? Die vraag staat centraal in een pilotproject waaraan wordt meegewerkt door het ministerie van Infrastructuur en Waterstaat, de Inspectie Leefomgeving en Transport (ILT), ANWB Medical Air Assistance, NLR, UMCG Ambulancezorg en het TU Delft MAVLab.

Eind vorig jaar werd – na flink wat vertraging als gevolg van bezwaren van Natuurmonumenten en de Waddenvereniging – een eerste serie testvluchten uitgevoerd, met een drone die vanaf het vasteland naar het Waddeneiland Schiermonnikoog moest vliegen. Helaas stortte tijdens de tweede testvlucht de drone halverwege in zee.

In deze reconstructie legt Kevin van Hecke van de TU Delft uit wat er mis ging en hoe voorkomen kan worden dat deze situatie zich herhaalt.

Wat was de opzet van het experiment? Wat werd er precies getest?

“Halverwege 2020 wordt Europese regelgeving van kracht (en een jaar daarvoor gepubliceerd). De regelgeving staat dan onder voorwaarden BVLOS vliegen toe. Dat betekent dat er althans na nationale implementatie geen juridische barrière meer lijkt te zijn voor het uitvoeren van BVLOS vluchten. Dat neemt niet weg dat er op het gebied van techniek en operatie nog wel ontwikkelingen nodig zullen zijn alvorens BVLOS eenvoudig kan worden toegestaan.

De leerdoelen binnen dit BVLOS experiment gingen vooral over het met alle actoren doorlopen van het proces om te komen tot een operationeel plan en bijbehorende risicoinventarisatie plus mitigerende maatregelen. Met die combinatie moest aannemelijk worden gemaakt richting de luchtvaartautoriteiten ILT en MLA dat de vluchten voldoende veilig voor derden in de lucht en op de grond zouden kunnen worden uitgevoerd. Daarop zouden ontheffingen kunnen worden afgegeven met de condities waaronder de vluchten uitgevoerd mochten worden.

Qua context is, voor wat betreft TU Delft, gekeken naar BVLOS in SEGREGATED airspace (TGB) over NON-POPULATED area (boven zee met observers om aankomende boten tijdig te melden).”


Wat waren de operationele uitdagingen en randvoorwaarden voor deze vlucht?

“Hoe zorg je ervoor dat een RPAS bemand luchtverkeer te allen tijde ontwijkt; ook over lange afstanden? Bij certificatie van drones die binnen het zicht vliegen (VLOS) wordt gekeken of een drone binnen een halve minuut kan dalen tot de grond. Dat kan bij BVLOS op grotere hoogte en grotere afstand niet meer. Ook gegarandeerd ideale uitwijkmanoeuvres zijn theoretisch moeilijk te bewijzen omdat voorspeld moet worden wat het bemande verkeer zal doen. (vb: als een bemande heli de drone zou achtervolgen kan die hem altijd inhalen). Daarom moeten grote marges worden genomen en moeten soms rigoureuze maatregelen worden genomen zoals het uitvoeren van noodlandingen op plaatsen waar het grond (zee) risico minimaal is.

Verlies van communicatie is een groot aandachtspunt. Hoe verder je gaat, hoe moeilijker datalinks worden. Satellietverbindingen zijn traag en hebben last van grote vertragingen, 4G is vaak sneller, maar ook hiermee zijn in de praktijk soms lange vertragingen meetbaar. Daarnaast zijn procedures nodig om in geval van contactverlies de situatie op te lossen. Een normale blinde ‘return to home’ is op een traject van 10 km vaak niet de beste oplossing.

Last but not least moet er met heel veel mensen worden overlegd. Van natuur-observatie-teams, over weg-afzettings-teams tot aan schip monitoring teams, de vaartijden monitor, meteorologische omstandigheden schermpje, TGB’s activeren, afstemmen met eventuele militaire oefeningen en de piloot + observer op zowel de take-off als landingsplaats laten afstemmen met de gezagvoerder. Veel van deze communicatie gebeurt tijdens of kort voor de vlucht.”


Met welk toestel werd er door TU Delft gevlogen? Wat zijn de bijzonderheden van dit toestel?

“De DelftaCopter is een experimenteel platform vol technische snufjes zoals satelliet modems en stereo camera’s. De DelftaCopter is vooral bijzonder licht voor het bereik/snelheid dat hij heeft. (ca 4kg voor 60km range aan 30m/s electrisch). Deze range-per-gewicht maakt hybride UAVs lichter en daarbij veiliger en uitermate geschikt bij grotere afstanden. Wel was deze oversteek van 7 km ofwel circa 240 seconden erg kort voor de DelftaCopter. Er was genoeg energie mee om minstens 8 overtochten te maken of zware tegenwind te trotseren of in ieder geval genoeg marge te hebben om later wel spoedmedicatie te kunnen vervoeren.”

De DelftaCopter van de TU Delft



Wat ging er precies mis? Waardoor stortte de drone in zee? Hoe had dit voorkomen kunnen worden?


“De succesvolle eerste, maar zeker ook de minder succesvolle tweede vlucht leverden belangrijke kennis en ervaring op, die je alleen in een experimentele setting kunt opdoen. Voor de BVLOS vluchten is ervoor gekozen om het risico van zowel een ongecontroleerde fly-away als het ontwijken van bemand verkeer dat ondanks alles toch te dichtbij komt, te mitigeren met het gecontroleerd snel laten neerkomen van de drone met behulp van de zogenaamde “flight termination-systeem”. Dit termination-systeem heeft een afzonderlijke batterij en processor en heeft de allerhoogste prioriteit. Het systeem houdt ook de harde geofence in de gaten en zal automatisch de vlucht beëindigen als de normale en backup navigatie er niet in slagen om wegvliegen te voorkomen. Omliggende procedures zoals het te allen tijde vrijhouden van het vlieggebied zorgen voor minimale risico’s voor derden in de lucht en op de grond.

Merk op dat het inbouwen van een flight termination-systeem een tijdelijke ontwerpkeuze is die boven zee te verantwoorden is, maar zeker niet standaard is voor drones. Een tweede niet-standaard keuze, als extra veiligheidsmaatregel, was het toevoegen van een tweede piloot op de remote landingsplaats. Die remote pilot moet – ook dit is ongebruikelijk – zijn zender pas aanzetten als de drone reeds in de lucht is. Dit betekent o.a. dat alle schakelaars al in de goede stand moeten staan. Helaas stond één schakelaar in de verkeerde stand. Hierdoor werd, ondanks training en mondeling dubbelchecken bij het aanzetten van de tweede transmitter, per ongeluk de vlucht-beëindiging geactiveerd.

De overschakeling van piloot was conform procedures op een bekende veilige plek circa 1 km voor het eiland waar geen schepen, mensen of dieren waren. Er is een uitgebreid rapport naar ABL gestuurd, en er is een intern veiligheidsrapport opgesteld van alle ontwerpkeuzes en procedurele beslissingen die ertoe hebben geleid dat dit kon optreden, waarbij de eerste reeks maatregelen zoals verdergaande standaardisering van zendapparatuur reeds zijn geïmplementeerd. Ook zijn de procedures voor het vliegen met meerdere zenders bijgewerkt en wordt vanuit het veiligheidsmanagementsysteem onderzocht welke bedrijfskeuzes anders moeten.

De volgende technologische stap is de technologie verder brengen naar het punt dat ook in het geval van een fly-away de risico’s acceptabel worden, zonder dat daar direct een vluchtbeëindiging voor noodzakelijk is.”

Vluchtmonitoring vanuit het UAV Mobile Ground Station

Werd de drone snel teruggevonden? Hoe ging de berging in zijn werk?

“Een schip van de Waddenunit was gevraagd de enroute vogelmonitoring voor zijn rekening te nemen. De GPS-coördinaten waren bekend, en vanwege de lichte vleugels dreef de drone en was deze relatief goed zichtbaar. Samen met de bemanning van de Waddenunit was de drone snel uit het water gehaald.”


Wat zijn de belangrijkste lessen uit deze proef? Wat worden de vervolgstappen?

“Er zijn talloze dingen geleerd, ook al ging het slechts om een eerste stap: namelijk BVLOS in segregated airspace over non populated area. Eén van de punten die toch lastiger bleek dan gevreesd was de benodigde hoeveelheid communicatie en afstemming. Een belangrijke nieuwe vraag in is in hoeverre het toevoegen van veiligheidsmaatregelen de complexiteit – en daarmee de kans op problemen – vergroot. Ook zullen voor andere soorten BVLOS ook andere maatregelen nodig zijn.

Verder zijn nog veel mogelijkheden te onderzoeken hoe tactisch gesepareerd moet worden in luchtruim klasse G indien procedurele separatie niet voldoende is, en wat de drone moet doen indien op grotere afstand alle contact wordt verloren.

De uitkomsten van het experiment worden onder andere gebruikt voor het opstellen van standaard scenario’s, die het vliegen met BVLOS, na invoer van Europese regelgeving, moeten vereenvoudigen.”

Wat is er nodig om in Nederland succesvol BVLOS vluchten te kunnen oefenen?

“Op dit moment is BVLOS vliegen nog verboden volgens de nationale regelgeving. Ontheffingen zijn mogelijk, maar die worden niet standaard verleend om te oefenen. Oefenen kan dus alleen op basis van een door ILT geaccepteerde SORA en andere documentatie en dan uitsluitend experimenteel.

Zodra de Europese regelgeving van kracht is wordt dit iets eenvoudiger. Degene die een vlucht wil uitvoeren in de zgn specific categorie, moet tevoren aantonen dat die vlucht veilig kan worden uitgevoerd. Uitgaande van een scenario in de specific categorie, wordt dan nog steeds een SORA verlangd. De Europese landen stellen (nu al) standaard scenario’s op, zodat aanvraag voor eenvoudige missies eenvoudiger wordt gemaakt. Na EASA acceptatie, worden deze scenario’s Europees gestandaardiseerd.

Wanneer sprake is van hogere risico’s kom je uit bij de certified categorie. De eisen daarvoor zijn ook nog volop in ontwikkeling, zowel Europees als mondiaal (ICAO).”

Wiebe de Jager

Wiebe de Jager

Wiebe de Jager (@wdejager) is oprichter van Dronewatch en auteur van de boeken Dronefotografie en Dronevideo's maken. Wiebe is gecertificeerd (RPA-L) dronepiloot en beschikt over het ROC-light. In het najaar van 2018 was Wiebe als coach&jurylid verbonden aan het tv-programma 'Drone Masters'.

3 gedachten over “‘Te complexe veiligheidsmaatregel leidde tot crash medicijndrone in Waddenzee’

  • 1 februari 2019 om 15:52
    Permalink

    Operator error ipv de te verwachten technische problemen. Stel voor geheel automatisch te maken zonder menselijke interventie.

    Beantwoorden
  • 4 februari 2019 om 21:46
    Permalink

    Paar kanttekeningen, BVLOS vliegen is, in Nederland, verboden voor civiele drone vliegers. Militaire drone vliegers doen veelal niet anders en niet alleen met de Raven en Scan Eagle. Bij Defensie is ervaring genoeg, alleen wordt hier civiel weinig mee gedaan. Terwijl groundrisk en airrisk nagenoeg hetzelfde zijn.
    Als je gaat oefenen met BVLOS vliegen waarom ga je dan op de meest onzalige locatie doen die je kunt bedenken en dan ook meteen op de grootst mogelijke afstand? Beginnen op 2 km boven land was eenvoudiger en bouw dit dan langzaam uit i.p.v. meteen boven de Waddenzee. Een gebied met intensief militair gebruik , verboden wetlands, vogels van allerlei pluimage en als het mis gaat ligt de drone in het water. Dat je uiteindelijke doel medicijnen naar Ameland brengen is wil toch niet zeggen dat je dit bij de eerste vlucht moet realiseren? 90% van de leerdoelen waren ook op een korte BVLOS vlucht te realiseren.

    Beantwoorden

Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *

Meld je nu aan voor onze nieuwsbrief!

Vul hieronder je gegevens in en blijf op de hoogte.