Het langetermijndoel van de samenwerking tussen Koninklijke NLR, Information Systems Delft (ISD) en GA-ASI is om de procedures te ontwikkelen die nodig zijn om MALE RPAS’s te integreren met civiel verkeer in het Europese luchtruim. Voor dit onderzoek wordt de MQ-9B SkyGuardian, die door GA-ASI is ontworpen en geproduceerd, gebruikt als voorbeeldcase. Als MALE RPAS’s net als passagiersvliegtuigen file-and-fly kunnen opereren, zijn er talloze civiele toepassingen van deze nieuwe vliegtuigtypen mogelijk, zoals infrastructuurinspectie, zoek- en reddingsoperaties en het snel in kaart brengen van gebeurtenissen zoals natuurrampen. Om de vereiste procedures voor de praktijktesten te ontwikkelen en te valideren, voeren we eerst grootschalige simulatie-experimenten uit. Hiervoor gebruikt NLR twee simulatoren, namelijk de NLR ATM Research Simulator (NARSIM) en het Multi Unmanned aerial system Supervision Testbed (MUST) van NLR. Hiermee simuleert NARSIM luchtverkeer en biedt het werkplekken voor luchtverkeersleiders en piloten. MUST fungeert als de RPAS-simulator en als het grondcontrolestation dat de piloot op afstand gebruikt om het RPAS te besturen. De combinatie van deze twee simulatoren wordt de MALE RPASReal-Time Simulation Facility (MRRF) genoemd.
Veilige afstand bewaren
Een van de belangrijkste uitdagingen bij het integreren van MALE RPAS’s in het luchtruim is om ervoor te zorgen dat ze altijd op veilige afstand blijven van ander verkeer. Dit geldt zelfs in het uitzonderlijke geval dat een luchtverkeersleider een conflict met een RPAS over het hoofd ziet. Met Detect and Avoid-technologie (DAA) kunnen RPAS-piloten op de grond een duidelijk beeld krijgen van de verkeerssituatie rond hun vliegtuig in de lucht. Het DAA-systeem, zoals dat van GA-ASI, geeft ook waarschuwingen en adviezen om optredende conflicten op te lossen met behulp van twee verschillende functies. De eerste functie wordt “remain well clear” genoemd en stelt de RPAS-piloot in staat om voldoende afstand tot ander verkeer te bewaren. Als een conflictsituatie escaleert, dan helpt de tweede functie genaamd “collision avoidance” de piloot om een ontwijkende manoeuvre uit te voeren en een botsing te vermijden.
In november 2020 heeft NLR een experiment uitgevoerd om de procedures te onderzoeken die nodig zijn om de “remain well clear”-functionaliteit van het DAA-systeem in het Europese luchtruim te kunnen gebruiken. Bij het experiment waren echte luchtverkeersleiders betrokken, evenals gebrevetteerde piloten van passagiersvliegtuigen en RPAS’s. Voor dit experiment werd de MRFF-simulatie uitgerust met een Conflict Prediction and Display System(CPDS) van GA-ASI dat DAA- en TCAS-functionaliteit (Traffic Collision Avoidance System) bevat en is ontworpen volgens de nieuwste technische normen die RTCA voor deze technologieën voorschrijft.
“Het experiment omvatte een aantal conflictscenario’s in zowel beheerde als onbeheerde luchtruimklassen”, vertelt dr. ir. Emmanuel Sunil, R&D-engineer en projectcoördinator bij NLR. “We hebben ook rekening gehouden met conflicten in deTerminal Maneuvering Area(TMA) en we zijn een van de eerste bedrijven ter wereld die de nieuwe DAA TMA Alert–functionaliteit (DTA), zoals gespecificeerd in de technische norm RTCA DO365B, testen in een grootschalige simulatie met echte verkeersleiders en piloten.”
De resultaten van de simulatie worden teruggekoppeld naar regelgevende en normalisatie-instellingen aan weerszijden van de Atlantische Oceaan om de integratie van MALE RPAS’s te versnellen. Sunil: “Het vliegtuig wordt naar verwachting binnen de komende 5-10 jaar daadwerkelijk in het Europese luchtruim geïntroduceerd, afhankelijk van wanneer de vereiste regelgeving hier wordt aangenomen. Maar het zou geweldig zijn als we met bewijs uit onze onderzoeken dit tijdsbestek kunnen verkorten.”
Toekomstig onderzoek
De samenwerking tussen NLR, ISD en GA-ASI wordt in 2021 voortgezet, wanneer de focus van het onderzoek komt te liggen op de mogelijke interacties tussen de remain well clear- en collision avoidance-veiligheidslagen van DAA. Bovendien wordt in de simulaties van volgend jaar het gebruik van het DAA-verkeersscherm gedemonstreerd, zodat de piloot het equivalent van visuele separatieprocedures op afstand kan uitvoeren. Dit maakt het voor luchtverkeersleiders naar verwachting gemakkelijker om RPAS’s te beheren in combinatie met ander verkeer in het landingspatroon.
Neem voor meer informatie contact op met dr. ir. Emmanuel Sunil, R&D-engineer en projectcoördinator bij NLR.
