Metropolis 2: a unified approach to airspace design and separation management for U-space

R&D case

Metropolis 2: een uniforme aanpak van luchtruimontwerp en scheidingsmanagement voor U-space

Urban Air Mobility-concepten (UAM), zoals vliegende taxi’s en pakketbezorgingsdrones, worden in toenemende mate beschouwd als een essentieel onderdeel van toekomstige transportsystemen. Voordat UAM-vluchten echter op grote schaal kunnen plaatsvinden, moeten er eerst enkele uitdagingen worden aangepakt, waaronder de integratie van het luchtruim. Omdat we beseffen dat deze uitdaging moet worden aangepakt, zijn er wereldwijd verschillende initiatieven opgestart om de nieuwe Unmanned Traffic Management (UTM)-diensten te ontwikkelen die nodig zijn om UAM-vluchten te vergemakkelijken. In deze context heeft de Europese Commissie het Europese U-space UTM-systeem geïnitieerd. De ontwikkeling van U-space is verdeeld in vier afzonderlijke fasen, U1-U4 genaamd, waarbij de complexiteit van de resulterende werkzaamheden geleidelijk toeneemt.

De uitdaging

Het doel van het Metropolis 2-project was om de architectuur voor scheidingsmanagement te onderzoeken die nodig is om nauwmazige UAM- en drone-operaties in stedelijke gebieden te realiseren voor een toekomstig U-space U3/U4-systeem. Het doel was om een architectuur te ontwikkelen die rekening houdt met interacties tussen de volgende aspecten: luchtruimontwerp, vluchtplanning, strategische deconflictatie en tactische deconflictatie tussen drones in het U-space-luchtruim.

De oplossing

Er werden drie verschillende architecturen voor scheidingsmanagement getest: a) gecentraliseerd op de grond, b) gedecentraliseerd in de lucht en c) hybride. De concepten werden getest met behulp van fast-time simulaties voor een groot aantal verschillende verkeersvolumes voor de stad Wenen. Hierbij waren er gedurende een uur zo’n 5000 drones boven Wenen te zien. De simulaties werden uitgevoerd met behulp van de BlueSky fast-time simulator.

Wat doen wij?

NLR leidde het projectteam dat het hybride concept ontwikkelde en simuleerde. De resultaten van de simulaties gaven aan dat de hybride architectuur de hoogste veiligheid en capaciteit leverde. Het wordt aanbevolen dat U-space-implementaties voor stedelijke gebieden een dergelijke hybride architectuur gebruiken, waarin zowel grondgebonden gecentraliseerde controle voor vluchtplanning als luchtgebonden tactische controle voor conflictbeheersing als gevolg van onzekerheden, zoals wind, opgenomen zijn.

Het ontwerp van het luchtruim moet compatibel zijn met de acties van de onderliggende veiligheidslagen. De resultaten zijn gepubliceerd op de SESAR Innovation Days-conferentie in Boedapest in december 2022.

NLR Marknesse

Informatie

Laatste cases

Constructie en Fabricage

29 april 2025

R&D case FLAPsense

Optisch sensorsysteem voor real-time monitoring van de flapping angle van de proprotor- FLAPsense De real-time monitoring van het bewegen van de rotorhub van een Next Generation Civil Tilt Rotor (NextGenCTR) vliegtuig maakt het mogelijk om de prestaties en operationele veiligheid van de proprotor te verbeteren. Nauwkeurige metingen van de vervorming en beweging in het roterende […]
Constructie en Fabricage

20 maart 2025

R&D case: Temperatuurcontrole voor large scale additive manufacturing

De uitdaging Een van de belangrijkste uitdagingen bij large scale 3D-printen van hoge temperatuur-thermoplasten is het controleren van de interface-temperatuur, die de mate van hechting tussen opeenvolgende lagen bepaalt. Wanneer het afgezette materiaal te veel is afgekoeld, krijg je een slechte hechting tussen de lagen, wat leidt tot onvoldoende sterkte, delaminatie, barsten en scheuren van […]
Duurzaamheid en Milieu

28 januari 2025

R&D case COCOLIH2T - Composite Conformal Liquid H2 Tank

De wereldwijde luchtvaartindustrie streeft ernaar om de wereldwijde netto-koolstofemissies van de luchtvaart met 50% te verminderen tegen het jaar 2050. De Europese Commissie streeft naar een ambitieuzer doel van 75% reductie van CO2-emissies per passagierskilometer. Alternatieve brandstoffen zoals vloeibaar waterstof (LH2) worden gezien als een centrale rolspeler in een toekomst zonder emissies voor de luchtvaart. […]