Nederlands testprogramma moet weg vrijmaken voor AED- en inspectiedrones

Onlangs werd er op het NLR dronetestcentrum bij Marknesse een eerste serie tests uitgevoerd met het buiten het zicht (BVLOS) vliegen met drones. Ook vanaf Groningen Airport Eelde zijn dergelijke testvluchten uitgevoerd. De experimenten moeten de weg vrijmaken voor bijvoorbeeld de inzet van AED-drones, of voor drones die kilometerslange pijpleidingen inspecteren. Die moeten tijdens hun vlucht dan wel kunnen reageren op onverwachte situaties. We vroegen Joost Vreeken (NLR) om toelichting.

Wat wordt er precies getest tijdens de experimentele BVLOS vluchten?

“In het kader van het SESAR Horizon 2020 PODIUM project – Proving Operations of Drones with Initial UTM – voert het NLR met meerdere partners in Nederland verschillende test- en demonstratievluchten uit. Naast deze vluchten worden binnen het PODIUM-project vluchten uitgevoerd bij Bretigny, Rodez (Frankrijk) en Odense (Denemarken), waarbij iedere locatie een eigen focus heeft.

De focus bij de Nederlandse vluchten ligt op het demonstreren en testen van de wijze waarop de huidige stand van de techniek – die nodig is voor U-Space, het in ontwikkeling zijnde Europese stelsel van protocollen en technieken om drones veilig te integreren in het luchtruim – omgaat met onverwachte situaties waarbij we gebruik maken van lichtgewicht transponders.

Deze vluchten voeren we uit vanaf twee locaties; op het RPAS-testcentrum van NLR in Marknesse (NRTC) en vanaf de luchthaven Groningen Airport Eelde. Vanaf het NRTC testen we hoe de U-Space-technologie kan worden gebruikt voor het veilig en effectief ondersteunen van dronevluchten met hoge prioriteit. Dus wat moet er gedaan worden als vluchten met een hoge prioriteit (een AED-drone) de operatiegebieden van andere drones moeten doorkruisen. Hoe kan U-Space dat dan veilig en efficiënt coördineren en begeleiden.

Daarnaast testen we vanaf de luchthaven van Groningen hoe U-Space-technologie kan worden gebruikt in een gecontroleerd luchtruim (CTR) en luchthavenomgeving. Meer specifiek: hoe kan het omgaan met onverwachte situaties zoals een afwijking van de geplande vliegbaan, hetzij geïnitieerd door de drone crew dan wel door de luchtverkeersleider. Bijzonder hierbij is dat dit is gedaan voor BVLOS-vluchten om al vroegtijdig lessen te kunnen trekken voor het gebruik van U-Space binnen een BVLOS communicatie- en besturingsconcept.

In lijn met de missie van NLR voeren we dit project uit om de luchtvaartindustrie en overheid te ondersteunen. Met deze vluchten zetten we stappen in de richting van U-Space implementatie en maken we de weg vrij voor commerciële activiteiten door de drone- en U-Space-technologie verder te brengen en te demonstreren in real-life toepassingen.

Tegelijkertijd doen we veel inzichten op en leren we veel om de overheid te adviseren over operationele implementatie, waarbij we specifiek letten op veiligheid, security en de regelgeving.”

Welke partijen zijn er bij de tests betrokken? Wat is ieders rol?

“Voor de Groningen-vluchten waren betrokken:
NLR: verantwoordelijk voor het voorbereiden, uitvoeren en analyseren van de PODIUM-vluchten in Nederland;
EUROCONTROL: overall projectleider en in deze tests betrokken als ‘evaluator’;
Unifly NV: voor het leveren van het Unmanned Traffic Management (U-Space) systeem;
Airbus: voor de datafusie en analyse van de technische nauwkeurigheid;
Orange: leverde 4G-internetconnectie waarover de lokaal opgevangen transponder data (secure) naar Airbus en Unifly kan worden gestuurd;
RPAS Services: voor het leveren van de transpondertechnologie en benodigde grondstation (van uAvionix Corporation);
LVNL: begeleide de vluchten vanuit verkeersleidingsperspectief en vervulde de rol van Airspace Supervisor;
DroneHub GAE: is de gastheer van de dronevluchten en nam de veiligheid op de luchthaven voor haar rekening.

In aanvulling hierop zijn de volgende partijen betrokken in de NRTC-scenario’s:
Wageningen University Research (WUR): als een van de drie operating crews;
RPAS services: als een van de drie operating crews;
Acecore Technologies: als leverancier en operating crew van de AED-drone.”

Met wat voor systemen wordt er gevlogen? Wat zijn de eigenschappen en bijzonderheden van deze systemen, ook qua integratie in het luchtruim?

“Op het NRTC wordt gevlogen met een DJI Inspire, DJI S1000 en een Zoe van Acecore Technologies. De Groningen-vluchten worden uitgevoerd met een door het NLR zelf samengestelde MTD-drone.

Alle drones zijn voorzien van lichtgewicht transponders waarvan het transpondersignaal lokaal wordt opgevangen en (via een 4G-internetverbinding) wordt doorgestuurd naar de project servers van Airbus en Unifly.”

Wat zijn de specifieke uitdagingen? Ging de eerste testen volgens plan, of waren er onvoorziene omstandigheden en zo ja, hoe is daar mee omgegaan?

“Qua regelgeving bleek een aanpassing in de maximale vlieghoogte binnen een CTR van 45m vereist voor een veilige vluchtuitvoering. Dit is middels een aanpassing op de ROABL voor bepaalde vluchten in de CTR van Groningen mogelijk gemaakt.

Daarnaast is een traject doorlopen om tot de benodigde ontheffingen en toestemmingen te komen (beschikkingen voor het uitvoeren van een BVLOS-vlucht, voor het uitvoeren van vluchten met niet gecertificeerde transponders, en uitbreiding van het ROC voor vluchten vanaf de luchthaven) waarbij zeer constructief met toezichthouder ILT is samengewerkt.
Ook op technisch vlak zijn er verschillende uitdagingen, waaronder een goede en stabiele videoverbinding voor de piloot en elektrische interferentie van drone componenten, datalinks en de transponders.

Aangezien het doel van het PODIUM-project het testen van de huidige stand van de techniek betreft zijn dit waardevolle lessen die in de komende tijd verder geanalyseerd worden om te komen tot conclusies over de volwassenheid van U-space-services en technologieën en aanbevelingen te doen over toekomstige inzet en bijbehorende regelgeving.”

Wat is de maatschappelijke relevantie van het experiment? Voor wat voor praktische drone-toepassingen is dit experiment relevant?

“Met deze vluchten is waardevolle kennis opgedaan over U-Space toepassingen binnen een gecontroleerd luchtruim zowel ten aanzien van huidige regelgeving, operationele procedures en de technische staat. Het is de verwachting dat de uitgevoerde PODIUM-vluchten verder bijdragen aan het mogelijk maken van veilige en efficiënte commerciële dronevluchten, zowel VLOS als BVLOS in een CTR en luchthaven omgeving.

De praktische toepassingen die hiermee gemoeid zijn, zijn legio. Hierbij kan op een luchthaven gedacht worden aan ‘ramp’ inspecties van bemande vliegtuigen, (taxi)baan inspecties, navigatie apparatuur kalibratie. Maar ook daarbuiten in een CTR liggen BVLOS inspecties (zoals pijplijnen of hoogspanningskabels) in het verschiet.”

Hoe ziet de internationale samenwerking eruit? Zijn er vergelijkbare testen gedaan in andere Europese landen?

“De uitgevoerde vluchten zijn uitgevoerd in het kader van het SESAR Horizon 2020 raamwerk. Hierbinnen worden door heel Europa verschillende U-Space validatie- en demonstratievluchten gehouden die onderling coördineren middels het European Network of U-space Demonstrators.

Dit voorjaar en deze zomer zullen vele van deze projecten demonstratievluchten uitvoeren waarbij deze PODIUM-vluchten een van de eerste waren. Een eindpresentatie (gezamenlijk met alle PODIUM-testsites) volgt in oktober bij Eurocontrol.”

Joost Vreeken is expert op het gebied van regelgeving en veiligheid en is de safety en compliance manager van de NLR RPAS operator organisatie. Hij is actief op het gebied van veiligheidsanalyses en dronevluchten op luchthavens en binnen CTR’s.