Luchtvracht staat niet bekend om het voortouw te nemen in innovatie. De vliegtuigen die vrachtvervoerders gebruiken zijn vaak ouder dan hun tegenhangers met passagiers, waarschijnlijk omdat dozen en ULD’s niet veel waarde hechten aan een verouderd interieur of motorgeluid.
Maar dit staat allemaal op het punt te veranderen.
Vrachtvliegtuigen leiden momenteel de weg naar een nieuw gedigitaliseerd tijdperk van de luchtvaart. Bedrijven zoals Merlin Labs, Reliable Robotics en Xwing ontwikkelen systemen die kunnen worden geïntegreerd in bestaande vliegtuigen om ze autonoom te laten vliegen. Allemaal richten ze zich op vrachtvluchten als hun eerste business case.
Het afschudden van die tientallen jaren oude erfenis zal echter geen gemakkelijke taak zijn. Het vereist meer dan alleen autonoom vliegende vliegtuigen om autonome luchtvaart te bereiken. In een interview met The Air Current zijn de CEO’s van alle drie de bedrijven het erover eens dat “het certificeren en implementeren van autonome technologie waarschijnlijk een gefaseerd en incrementeel proces zal zijn en evenzeer moet vertrouwen op de bijbehorende infrastructuur en operationele concepten als de technologie aan boord.” Het zal nog jaren duren voordat deze technologie gecertificeerd is voor alledaags commercieel gebruik.
Het meest cruciale aspect van het implementeren van deze nieuwe sterk gedigitaliseerde manier van vliegen is het winnen van vertrouwen bij certificeringsinstanties zoals de FAA en EASA, en het grote publiek, de mensen die tickets moeten kopen en aan boord moeten gaan. Bedrijven moeten laten zien dat hun technologie minstens zo betrouwbaar is als de operaties met meerdere piloten zoals wij die nu kennen. Door zich te richten op vracht hoeven de pioniers geen mensen te overtuigen om een ticket te kopen. Ze hoeven zich dus alleen zorgen te maken over de certificeringsinstanties.
“Kruipen, lopen, vliegen”
Reliable Robotics hanteert de volgende gefaseerde certificeringsstrategie:
- Normale procedures: het vliegtuig moet in staat zijn om alle fasen van de normale vlucht (taxiën, opstijgen en landen) op een veilige manier uit te voeren. Een menselijke piloot zal aan boord zijn om in te grijpen bij abnormale situaties en om separatie met andere vliegtuigen te garanderen.
- Noodprocedures: in staat zijn om noodprocedures uit te voeren zonder menselijke tussenkomst. Een piloot zal aan boord zijn om de separatie te garanderen.
- Detecteren en vermijden: in staat zijn om separatie met andere vliegtuigen te waarborgen in het luchtruim. Dit is de laatste fase voordat de piloot aan de grond kan blijven.
Na het voltooien van deze drie fasen zal het bedrijf relatief kleine vliegtuigen (zoals een Cessna Caravan) bedienen met een piloot op de grond, ook wel een remote pilot genaamd. Deze strategie is gericht op het zo snel mogelijk overbodig maken van de piloot, te beginnen met relatief kleine vrachtvliegtuigen (zoals te zien is in de onderstaande video).
Merlin Labs heeft ook een driedelige strategie genaamd “Kruipen, lopen, vliegen”, maar hanteert een andere aanpak:
- Kruipen: Samenwerken met de Burgerluchtvaartautoriteit van Nieuw-Zeeland en de Amerikaanse Federal Aviation Administration om Merlin Intelligence te certificeren en te integreren in commerciële vluchten in Nieuw-Zeeland. De cockpitbemanning blijft echter op volle sterkte, maar met meer technologische ondersteuning.
- Lopen: Het aantal bemanningsleden verminderden op grote commerciële vrachtvliegtuigen.
- Vliegen: Grote vliegtuigen vliegen met verminderde bemanning en kleine vliegtuigen vliegen zonder bemanning.
Terwijl Reliable Robotics streeft naar het vliegen van kleine vliegtuigen zonder bemanning aan boord, richt Merlin Labs zich aanvankelijk op grotere vliegtuigen met een gereduceerd aantal piloten. Het uiteindelijke doel van beide bedrijven is hetzelfde, namelijk het bouwen van systemen die het vliegen op alle soorten vliegtuigen kunnen automatiseren. De weg die ze bewandelen om daar te komen verschilt echter. Een reden hiervoor zou kunnen zijn dat Merlin Labs kunstmatige intelligentie (AI) gebruikt om het vliegtuig te bedienen, terwijl Reliable Robotics bestaande automatische piloot-technologieën gebruikt. AI is voor veel sectoren en certificeringsinstanties een nieuwe technologie. Het is daarom waarschijnlijk dat het meer tijd kost om een onbemand vliegtuig met behulp van AI te certificeren in vergelijking met het uitbreiden van bestaande technologie. Wat Merlin Labs aanvankelijk wil bewijzen is dat hun systeem kan worden gebruikt om de werklast van de piloten te verminderen, zodat single pilot operations mogelijk zijn in grote commerciële vliegtuigen. Dit is een eerste stap in het volledig autonoom vliegen.
En er is zelfs een derde optie
Terwijl Xwing, Reliable Robotics en Merlin Labs technologie ontwikkelen voor vrachtvliegtuigen met nu nog een piloot aan boord, werkt het bedrijf Pyka aan een vrachtvliegtuig dat nog nooit een persoon aan boord heeft gehad en waarschijnlijk ook nooit zal hebben. Dit komt doordat het wordt ontwikkeld als een op afstand bestuurde drone met de grootte van een regulier vier-zits propellervliegtuig. Het vliegtuig heet de Pyka Pelican Cargo en zoals te zien is in de onderstaande afbeelding is er helemaal geen ruimte voor mensen, alleen voor vracht.
Om de operationele mogelijkheden van het vliegtuig bij alle weersomstandigheden te verbeteren is de Pelican, naast de reguliere GPS, uitgerust met laser- en radarnavigatie. Deze systemen worden gebruikt om het terrein onder het vliegtuig te scannen, waardoor de remote pilot, of in de toekomst de volledig autonoom opererende computer, in staat is om op een landingsbaan te landen, zelfs zonder op de grond geplaatste navigatiesystemen of voldoende zicht.
Het moeilijkste deel
Het is moeilijk te zeggen welke strategie het meest succesvol zal zijn bij de ontwikkeling van autonome vliegtuigen voor grootschalige commerciële operaties, inclusief passagiersvluchten. Wat we wel kunnen zeggen is dat de ontwikkeling van autonoom vliegen zal voortkomen uit vrachtoperaties, simpelweg omdat er geen mensenlevens op het spel staan. Dat maakt zowel certificering als het verkopen van vluchten aan klanten gemakkelijker. En aangezien dit nog nooit eerder is gedaan, is het een goede zaak dat verschillende bedrijven verschillende manieren proberen om hun technologie gecertificeerd te krijgen voor commercieel gebruik.
Naast bedrijven die autonoom vliegende vliegtuigen bouwen, hebben we ook partijen nodig die de infrastructuur ontwikkelen om de grootschalige implementatie van deze revolutionaire vorm van transport mogelijk te maken. Het hebben van één vliegtuig dat op zichzelf vliegt is niet het moeilijkste deel – dat is al gedaan. De moeilijkheid is om een dozijn autonome vliegtuigen te hebben die het luchtruim delen met een ander dozijn door mensen bestuurde vliegtuigen, die allemaal tegelijkertijd van en naar dezelfde luchthaven opereren. Welke communicatietechnologie zal een luchtverkeersleider nodig hebben om deze twee soorten vliegtuigen te separeren? Welke cybersecurityprotocollen zijn veilig genoeg om te worden gebruikt voor autonoom vliegen? Vragen die op dit moment moeilijk te beantwoorden zijn, maar ook slechts twee van de vele vragen die beantwoord moeten worden voordat autonoom vliegen op grote schaal kan worden ingevoerd, zelfs als het gaat om vrachtoperaties.
