KDC

Automatisch afstand bewaren 

Een drukke spits? Dan gaan op de snelwegen de doseerlichten aan. Een lange rij voor de kassa in de supermarkt? Dan gaat er een extra kassa open. Of nog beter: we rekenen zelf onze boodschappen af met de zelfscanner. In het dagelijkse leven zijn we voortdurend bezig met het ontwikkelen van manieren om efficiënter met onze tijd en ruimte om te gaan. Voor de luchtvaart geldt hetzelfde. Het drukke luchtverkeer vraagt om nieuwe manieren om dit in goede banen te leiden. Interval Management (IM) is zo’n manier om de efficiency te verbeteren.  

Hoe kunnen we zoveel mogelijk vliegtuigen laten landen via een vaste naderingsroute? Deze vraag stelde de Nederlandse luchtvaartsector (KLM, Amsterdam Airport Schiphol, LVNL) zich samen met het ministerie van Infrastructuur en Milieu. Het KDC helpt de Nederlandse luchtvaartsector om deze vraag te beantwoorden. Hiermee levert het KDC een bijdrage aan de ontwikkeling van een nieuw operationeel concept voor de Schiphol Terminal Manoevring Area (TMA).  

Nieuwe technologische oplossingen openen nieuwe deuren
Voor de Schiphol operatie is een nieuw afhandelingsconcept ontwikkeld waarin Vaste Naderingsroutes (VNRs) en Continuous Descent Approaches (CDAs) belangrijke onderdelen vormen. De luchtvaartsector is het erover eens, dat VNRs, vanaf de rand van de TMA, tot aan de landingsbaan gewenst zijn in verband met voorspelbaarheid en het mogelijk maken van CDA’s. Vaste naderingsroutes hebben echter over het algemeen een negatief effect op de capaciteit en Schiphol kan zich geen capaciteitsverlies permitteren. Daarom werd gezocht naar innovatieve manieren om het binnenkomende verkeer af te handelen, om zo hoge capaciteit in combinatie met VNRs mogelijk te maken.   

Flight Deck Interval Management is nauwkeurig en voorspelbaar
Eén van de technologieën die ontwikkeld wordt in het Single European Sky programma (SESAR) is Flight Deck Interval Management (IM). In het IM concept worden door de verkeersleider taken naar het flight deck, de cockpit, gedelegeerd. Het gaat hierbij dan met name om het nauwkeurig bewaren van onderlinge tijdsafstand tussen vliegtuigen die via een vaste route naar de landingsbaan vliegen. Dit op basis van vluchtinformatie die via ADS-B wordt uitgewisseld tussen vliegtuigen onderling. Uit eerder door het NLR uitgevoerd onderzoek is gebleken dat IM nauwkeurig en voorspelbaar genoeg om de benodigde capaciteit te realiseren tijdens de Schiphol piekuren.   

Hoe werkt IM in de praktijk?
Uitgangspunt voor de IM-operatie is dat het naderend vliegverkeer is een stabiele volgorde wordt aangeleverd aan de Schiphol TMA. Hierbij mag de afwijking van de geplande tijd niet meer dan circa 30 seconden bedragen. De ACC verkeersleiders bouwen de stabiele sequentie van vliegtuigen naar de landingsbaan op. Vanuit deze geplande sequentie worden vliegtuigparen bepaald. Elk paar bestaat uit een IM-vliegtuig en een ‘lead’ of doelvliegtuig. Het doelvliegtuig kan zich aanvankelijk op een andere route bevinden. 

Het vliegtuig krijgt een IM-klaring
Zodra het IM-vliegtuig de Schiphol TMA binnenvliegt ontvangt het een IM-klaring van de APP verkeersleider. De IM-klaring krijgt het vliegtuig via radio-telefonie. Deze klaring omvat: 

  • de identiteit en de route van het doelvliegtuig;
  • het separatie-interval met het te volgen vliegtuig;
  • het punt waar het vliegtuig dit interval moet bereiken. Dit punt ligt zo’n 10 km voor de landingsbaan. 

De piloot bevestigt dat hij de IM-klaring heeft ontvangen. Vervolgens voert hij de gegevens in de apparatuur aan boord in. En hij beoordeelt of de IM-klaring haalbaar is. Zo ja, dan begint hij de IM-operatie. Het opgedragen separatie-interval moet bereikt worden met een nauwkeurigheid van ongeveer tien seconden.

De resultaten van de IM-fast-time simulaties
Het KDC IM onderzoek bestaat uit vier fases. In de eerste fase werden de Schiphol eisen vastgesteld. Tijdens de tweede fase van de ontwikkeling van het IM-concept voor Schiphol werden IM-fast-time simulaties (FTS) uitgevoerd om zo de prestatie van IM te evalueren. De uitkomst is positief: IM-separatie kan de vereiste prestatie in de Schiphol TMA-omgeving leveren.  

De resultaten van de IM-real-time simulaties
De derde fase bestond uit real-time simulaties (RTS) om acceptatie door en werklast van verkeersleiders te onderzoeken. Daarnaast werden de IM-procedures en –supporttools geëvalueerd. De RTS-studie werd uitgevoerd in de ATC Research Simulator (NARSIM) van het NLR. Tijdens de RTS werd een aantal variaties getest, waaronder: 

  • de verkeersdichtheid (26, 32 en 36 landingen per uur per landingsbaan);
  • het percentage vliegtuigen dat uitgerust is met IM apparatuur (5%, 50% en 95%);
  • de windcondities (weinig wind, matige wind). 

Daarnaast werden verschillende afwijkende omstandigheden getest, zoals een verkeerd ingevoerd doelvliegtuig.  

Wat waren de belangrijkste conclusies van de RTS-studie? 

  • Verkeersleiders accepteren en waarderen het IM-concept. Dit was in belangrijke mate te danken aan de gepresenteerde informatie op het radar scherm. Hierdoor was men in goed staat om te beoordelen of de afhandeling veilig verliep.
  • De werkdruk die de verkeersleiders ervaren lag ruim binnen de vastgestelde targets in alle scenario’s.

De volgende stap: IM-flight trials
Het KDC en de Nederlandse luchtvaartsector gaan verder met het ontwikkelen van het IM-concept voor Schiphol. De volgende stap is het ontwikkelen van het on-board IM-systeem en vervolgens het uitvoeren van testvluchten om dit systeem in de praktijk te testen. Het doel is om de technische haalbaarheid van het IM-systeem aan boord te demonstreren. 

De ontwikkeling van een voorlopige versie van het IM-systeem is in gang gezet. Het systeem, met  algoritmes ontwikkelt door NASA, zal in NLR’s Citation II testvliegtuig worden ingebouwd en vervolgens zullen in het eerste kwartaal 2017 de eerste testvluchten plaatsvinden. Hierbij worden scenario’s getest waarbij het IM-vliegtuig en doelvliegtuig dezelfde vaste naderingsroute vliegen en waarbij de twee vliegtuigen in eerste instantie verschillende naderingsroutes vliegen en pas in een laat stadium op dezelfde route komen. De systeemontwikkeling en testen worden ondersteund door een internationaal team van experts van LVNL, KLM, NLR, TU Delft, Boeing, Rockwell Collins, NASA en EUROCONTROL. Na deze testvluchten is het plan om de daadwerkelijke IM-avionica door te ontwikkelen en te testen. 

Betrokken partijen
LVNL, NLR, TU Delft, Boeing, Rockwell Collins, NASA, EUROCONTROL

Zoeken

Opdrachtgevers

 

Partner KLM