KDC

Krabben voor take-off? Innovatief verwachtingssysteem voor ijsvorming op vliegtuigvleugels   

Net als automobilisten hebben piloten last van ijsvorming. Niet op hun voorruit, maar op de vleugels van hun vliegtuig. Dit ijs moet eraf voordat een vliegtuig kan vertrekken. Tijdens de wintermaanden is dit vaak een bottleneck voor vertrekkende vliegtuigen. Met vertraging en hoge kosten als gevolg. 

Stichting KDC vroeg MeteoGroup een model te ontwikkelen dat een betrouwbare verwachting geeft van de hoeveelheid en het type ijsvorming. De eerste ervaringen van het KLM-de-icing-team zijn positief.   

Regeren is vooruitzien
KLM is op Schiphol verantwoordelijk voor het ijsvrij maken van de vliegtuigvleugels van 90% van alle vliegtuigen op Schiphol. Dit wordt de-icing genoemd. Grofweg kun je hierbij stellen: hoe meer ijs, hoe meer capaciteit het de-icing-team paraat moet hebben. Op dit moment werkt het KLM-de-icing team vooral op basis van de verwachting van de luchttemperatuur én op basis van jarenlange ervaring. Lukt het om deze verwachting nauwkeuriger te maken? Dan verbetert dit het planningsproces voor het de-icen: het voorkomt vertraging door onderbezetting van het team, en bespaart kosten door overbezetting van het team te voorkomen. Bovendien draagt een betrouwbare de-icing-planning bij aan een stabiele planning van de Schiphol-operatie.   

Een verwachtingssysteem voor ijsvorming
In opdracht van Stichting KDC ontwikkelde MeteoGroup samen met KLM een prototype verwachtingssysteem voor ijsvorming op vliegtuigvleugels. Dit prototype moet voor een periode van tien dagen een verwachting per uur geven voor de conditie van de vliegtuigvleugel.   

Het testobject: een losstaande vliegtuigvleugel
Projectleider Ingeborg Smeding van MeteoGroup: “Voor dit project gebruikten we een losstaande vliegtuigvleugel (zie figuur 1). Hierop installeerden we temperatuursensoren. Deze sensoren gaven inzicht in het precieze gedrag van de vleugeltemperatuur. De testvleugel plaatsten we op een strategische plek: vlakbij de plek waar het de-icing-team het ijs van de vleugels verwijdert, niet te dicht bij gebouwen”.  

Een belangrijke factor: de temperatuur van de vleugel
IJsvorming is sterk afhankelijk van het weer. Hierbij spelen vele factoren en parameters een rol. Natuurlijk de luchttemperatuur en de aanwezigheid van vocht door bijvoorbeeld neerslag, mist of condensatie. Maar minstens zo belangrijk is de temperatuur van het oppervlak: de temperatuur van de vleugel kan veel lager liggen dan de temperatuur van de lucht. Projectleider Ingeborg Smeding: “In het project deden we zelfs een meting waarbij de vleugeltemperatuur 8 graden lager was dan de luchttemperatuur, een veel groter verschil dan we vooraf dachten!” Dit verschil in temperatuur ontstaat doordat een vleugel een kleine warmtecapaciteit heeft en door uitstraling extra afkoelt. Het verschijnsel was bij bijvoorbeeld asfalt al bekend. Maar voor de luchtvaartsector was het effect hiervan op een vliegtuigvleugel wel verrassend.   

De basis voor het verwachtingssysteem: een simulatiemodel
Tijdens dit project ontwikkelde MeteoGroup een prototype model dat ijsvorming op een vleugel simuleert. Hiervoor gebruikte MeteoGroup vergelijkbare fysische en statistische technieken die zij al toepassen in gladheidsbestrijding op wegen en start- en landingsbanen. Dit model verwacht op uurlijkse basis de vleugeltemperatuur en -conditie. Het KLM de-icing-team heeft tijdens de afgelopen winterseizoenen gegevens bijgehouden van de momenten dat gede-iced is. Met deze gegevens is het model gecontroleerd en gekalibreerd.   

De eerste reacties zijn positief
Een prototype van het verwachtingssysteem is via een website beschikbaar gemaakt voor KLM. De eerste reacties zijn positief. Tijdens de komende winterseizoenen voert MeteoGroup opnieuw metingen uit en ontwikkelen zij samen met KLM het verwachtingssysteem verder. Voorlopig draait het pilot alleen op Schiphol. Maar het is niet ondenkbaar dat andere luchthavens en luchtvaartmaatschappijen baat hebben bij de uitkomsten. Daarom gaan KDC en MeteoGroup door met het verder ontwikkelen van de modellen. Bijvoorbeeld door te kijken of het met aangepaste meetapparatuur mogelijk is om op verschillende plekken op een luchthaven metingen uit te voeren.

Tijdens de afgelopen winter heeft MeteoGroup KLM voorzien van locatie-specifieke vleugel temperatuur en vleugel ijs verwachtingen voor Schiphol. De winter van 2015 - 2016 was de op één na warmste winters ooit, zonder sneeuwval van betekenis in het Schiphol gebied. De winter begon met een record milde maand december zonder enige de-icing gebeurtenis. Januari en februari waren ook mild, maar minder mild dan december. In januari werd Noord-Nederland getroffen door extreem winter weer met grote hoeveelheden ijzel. Zoals verwacht door MeteoGroup heeft dit weer Schiphol niet bereikt, hoewel het heel dichtbij kwam. In tegenstelling tot eerdere maanden was maart kouder dan normaal, waardoor de paasdagen zelfs kouder waren de kerstdagen. Deze koude periode resulteerde in een aantal verraderlijke "clear-ice" condities.  

Betrokken partijen
LVNL, KLMMeteoGroup

Zoeken

Opdrachtgevers

 

Partner KLM