NLR: ‘Zonder publieke acceptatie geen pakketdrone of luchttaxi’
Wie in het verleden wel eens naar The Jetsons heeft gekeken, herinnert zich vast de vliegende auto waarmee het gezin zich verplaatste. Hoe ideaal zou het zijn om nooit meer in de file te hoeven staan? Dankzij recente technologische ontwikkelingen lijken luchttaxi’s en pakketbezorgende drones werkelijkheid te worden. Onder de noemer Urban Air Mobility wordt bij Koninklijke NLR onderzoek gedaan naar de technische mogelijkheden en randvoorwaarden om deze toekomstvisie werkelijkheid te maken. En dat gaat veel verder dan alleen techniek.
Urban Air Mobility
In 2016 publiceerde Uber een whitepaper die veel stof deed opwaaien in de wereld van transport&vervoer. Onder de noemer ‘Uber Elevate’ schetste het bedrijf een toekomst waarin je via de Uber-app eenvoudig een vlucht met een elektrisch aangedreven luchttaxi kan boeken. Deze luchttaxi’s zouden de klanten tegen een geringe meerprijs over korte afstanden vervoeren. Volgens Uber is het opzoeken van de derde dimensie de beste mogelijkheid om files te omzeilen. In de paper staan afbeeldingen die sterk aan de vliegende auto’s in The Jetsons doen denken.
Dankzij de Uber Elevate-paper kreeg de term Urban Air Mobility (UAM) brede bekendheid in luchtvaartkringen. Toch is UAM niet zozeer iets nieuws, legt Rui Roosien, programmaleider UAM bij NLR, uit. “Een helikopter die een zakenman oppikt vanaf het dak van een kantoorgebouw en deze naar een luchthaven vervoert kun je ook bestempelen als UAM. Een traumahelikopter die midden in de stad landt: UAM. Het gaat feitelijk om mobiliteit door de lucht, boven stedelijk gebied. Het hoeft daarbij niet per se om personenmobiliteit te gaan, UAM slaat ook op het vervoer van goederen.”
De reden dat UAM de laatste jaren ineens zo sterk in de belangstelling staat is het gevolg van een aantal technologische ontwikkelingen die samenkomen, zoals elektrische aandrijving, toenemende autonomie en verbeterde accutechnologie. Jan-Floris Boer, specialist UAS/Drone technologies & Regulations bij NLR: “Hierdoor wordt het veel makkelijker om toestellen te maken, die verticaal kunnen opstijgen en landen (ook wel aangeduid met VTOL). Deze ontwikkeling in technologie maakt bovendien nieuwe configuraties mogelijk, anders dan de conventionele helikopter, zoals we die al jaren kennen. Daardoor zie je nu een grote diversiteit van ontwerpen van dronetaxi’s ontstaan.”
Een afgebakende definitie van UAM is lastig te geven. Jan-Floris: “Bij NLR zijn we voorstander van een ruime definitie. Alle mobiliteit van personen of goederen boven stedelijk gebied kun je zien als UAM, zowel bemand als onbemand, en of de piloot nu op de grond staat of in het toestel zit. Een helikopter, elektrische luchttaxi of delivery drone zijn dus vormen van UAM.”
Rui: “Een first responder drone die opnamen maakt van een brand of een calamiteit is volgens deze definitie dan weer geen voorbeeld van UAM, want die vervoert in principe niets. Toch deelt ook dit scenario uitdagingen met voorbeelden die we duidelijk als UAM beschouwen, zoals het vliegen boven mensen en gebouwen.”
Veel verschillende disciplines
Bij NLR houden veel verschillende afdelingen zich bezig met UAM. Jan-Floris: “Wij doen veel op dit gebied. NLR werkt van oudsher met verschillende disciplines aan luchtvaart. Nieuwe onderwerpen zijn elektrische aandrijving van luchtvaartuigen, de piloot op afstand met vliegen buiten het zicht, vergaand geautomatiseerd vliegen, regulier opereren op lage hoogte in de stedelijke omgeving en publieke acceptatie.”
Alhoewel UAM op het eerste gezicht vooral een kwestie van technologie lijkt, moeten we ook de maatschappelijke kant niet uit het oog verliezen, denkt Rui. Vandaar de extra aandacht voor publieke acceptatie. “Nu vliegt er bijna niets rond boven de stad, maar hoe gaan mensen het beleven als er dadelijk wel allerlei dingen rondvliegen? Wat is het effect van geluid? Ook dat zijn zaken waar we bij NLR onderzoek naar doen.”
De betrokkenheid van NLR met het thema UAM uit zich in diverse lopende projecten. Dat blijkt wel uit een opsomming van Jan-Floris: “Denk aan onze ‘Virtual Reality experience’ om de geluidsbeleving van luchtvaartuigen in de stad te simuleren. Ook bouwen we momenteel een gasturbine-aangedreven single rotor drone met een startgewicht van 100 kg om naar elektrisch, om daarna de vliegprestaties te kunnen vergelijken. Andere voorbeelden van concrete projecten zijn de ontwikkeling van de waterstofdrone en onderzoek naar luchtruimintegratie, via het – recent afgeronde – VUTURA project.”
En U-space, het systeem dat uiteindelijk op Europees niveau al het onbemande luchtverkeer in goede banen moet gaan leiden? Is U-space een voorwaarde om UAM mogelijk te maken? Volgens Jan-Floris is er een duidelijke relatie tussen die twee: “De allereerste, voorzichtige voorbeelden van UAM zullen waarschijnlijk onder de huidige regels gaan opereren en zijn niet afhankelijk van U-space. Naarmate meer en meer luchtvaartuigen gelijktijdig en dicht bij elkaar gaan rondvliegen, dan wordt U-space steeds belangrijker.”
Randvoorwaarden
Om UAM te laten slagen staat de factor veiligheid hoog bovenaan, maar ook factoren als acceptatie en hinder mogen niet vergeten worden. Rui: “Publieke acceptatie is een hele belangrijke. Tot de jaren 70 waren helikoptervluchten tussen vliegvelden en de stad relatief gewoon, maar groeiende overlast en enkele opvallende ongelukken maakten daar korte metten mee. UAM moet aantoonbaar veilig zijn en er moet maatschappelijk draagvlak bestaan, anders wordt het niets.”
Ook op het gebied van ondersteunende technologie is er nog een lange weg te gaan, denkt Jan-Floris. “Een belangrijke enabler is sowieso om buiten het zicht van de piloot te mogen gaan opereren. Dat kan alleen als er sprake is van voldoende niveau van veiligheid en gedegen oplossingen op het vlak van Detect & Avoid. UAM komt niet grootschalig van de grond zonder een volwassen UTM-systeem.”
Dan is er nog het issue van privacy. Jan-Floris: “Privacy is een heel interessante. Mensen delen van alles via social media en slaan hun intiemste geheimen op in hun smartphones, maar hebben wel bezwaren tegen drones. Op zich is dat wel begrijpelijk: bij een drone weet je niet zo goed wie er achter zit, op tv zie je militaire drones mensen met camera’s bespieden. De beste manier om UAM geaccepteerd te krijgen is via toepassingen met hoog maatschappelijk nut, zoals de AED drone. Het is misschien ook een stukje gewenning.”
En maaltijdbezorgende drones? Is dat een realistische ontwikkeling? Rui: “Het is nu heel moeilijk in te schatten of bijvoorbeeld voedselbezorging per drone geaccepteerd zal worden. Komen die drones dan sporadisch overvliegen, of juist heel vaak? Houdt de fun factor een rol van betekenis? Het probleem is dat de publieke opinie snel kan omslaan als er een keer iets misgaat met zo’n food drone.”
NLR Drone Centre
Nu al speelt het NLR Drone Centre bij Marknesse (Flevoland) een belangrijke rol bij het onderzoek naar UAM. Zo kunnen er boven het terrein testvluchten met experimentele toestellen worden gemaakt en zijn er U-space simulaties uitgevoerd. Om ook met grotere luchtvaartuigen te kunnen experimenteren is er onlangs een nieuwe start- en landingsbaan aangelegd.
En als het aan NLR ligt blijft het daar niet bij. Jan-Floris: “Een volgende stap zou kunnen zijn om een Drone Port te ontwikkelen bij de vestiging van NLR in Amsterdam, om te onderzoeken hoe UAM in een stedelijke omgeving zou kunnen werken. Dan krijg je met tal van uitdagingen te maken, zoals vliegen in een CTR nabij een luchthaven, boven bebouwing, buiten zicht van de piloot (BVLOS), starten en landen nabij gebouwen. Daarvoor moeten we dan wel in overleg met partijen als de ILT, LVNL Schiphol, en de gemeente Amsterdam.”
Ook hier komt publieke acceptatie weer om de hoek kijken. Rui: “Daar kan een mooie kans voor zo’n Drone Port liggen. Stel je voor: Nu nog komt er na iedere plofkraak een lawaaiige politiehelikopter boven het plaats delict hangen. Als je daar een veel stillere drone voor in kan zetten, dan zou dat veel minder verstorend zijn. En denk ook aan het sneller vervoeren van spoedeisende medische goederen. Je moet de gelegenheid aangrijpen om aan het publiek te laten zien dat je er goede dingen mee kunt doen.”
UAM over 5 jaar
Een vraag die al snel opkomt, is in welk tempo de ontwikkelingen zullen gaan. Waar staan we over 5 jaar met UAM als het aan NLR ligt? Kunnen we dan al elektrische luchttaxi’s verwachten in het Nederlandse luchtruim? Rui: “Ik denk dat we eerst een aantal wat meer zichtbare pilotprojecten zullen zien. Denk aan medische transportdrones. Maar er zal best veel tijd zitten tussen eenmalige pilots en reguliere diensten. Sowieso is de vraag of het verdienmodel achter veel UAM-toepassingen wel houdbaar is. BVLOS en Detect & Avoid, gecertificeerde toestellen die boven mensen mogen vliegen: dat allemaal komt wel. Techniek is niet het grootste struikelblok, maar wel de business case, veiligheid en acceptatie.”
Daar komt bij dat de veiligheid geborgd moet worden middels certificering. Daar moet men niet te makkelijk over denken, stelt Jan-Floris: “Een elektrische luchttaxi is goedkoper om te maken en te onderhouden dan een conventionele helikopter, maar certificering kost jaren in de bemande luchtvaart. Als je commercieel mensen wilt vervoeren zijn de regels strenger dan de regels die nu worden toegepast voor drones.”
Dan is er nog de kwestie van het veel bredere ecosysteem waar je met UAM mee te maken krijgt. Rui: “In de luchtvaart zijn we gewend om met een beperkt aantal luchtvaartpartijen te werken, dit zijn vrij gesloten systemen. Maar met UAM krijg je ineens te maken met stadsbesturen, traditionele vervoerders, noem maar op. Nu ziet men de drone nog te vaak als bedreiging. Mede daarom zit Koninklijke NLR ook in het UAM / Smart Cities initiatief, om draagvlak te creëren.”
GoFlyPrize
Om teams van over de hele wereld te stimuleren elektrisch aangedreven VTOLs te ontwikkelen heeft vliegtuigfabrikant Boeing samen met een serie andere partners de GoFlyPrize ingesteld. Het eerste team dat erin slaagt om met hun eVTOL een persoon over een afstand van zo’n 30 km te vervoeren, wint een miljoen dollar aan prijzengeld.
Eind februari vond de eerste editie van de wedstrijd plaats. Er deden twee teams uit Nederland mee: Silverwing en Talaria. Jan-Floris: “Beide teams komen voort uit de TU Delft. NLR heeft de teams op allerlei vlakken ondersteund. Denk aan het beschikbaar stellen van ons testcentrum, prototypes beoordelen, het reviewen van flight manuals, veiligheidsanalyses, het opstellen van eisen voor testvluchten en het regelen van ontheffingen.”
Ondanks tegenslagen (Talaria is inmiddels gestopt en Silverwing greep net naast de hoofdprijs) is de GoFlyPrize in zekere zin toch geslaagd, vindt Jan-Floris: “Het doel was om het onmogelijke mogelijk te maken en personen elektrisch te laten vliegen. Om een kans te geven aan revolutionaire ontwerpen. Die hebben we zeker teruggezien.”
(bron coverfoto: Airbus)
