De Robotica en Mechatronica groep (UT-RaM) en de Engineering Fluid Dynamics groep (UT-EFD) van de Universiteit Twente hebben de eerste succesvolle geluidsmetingen uitgevoerd in samenwerking met het innovatiecluster voor onbemande systemen, Space53, gevestigd op Technology Base. Met behulp van een zogeheten microfoonantenne zijn de akoestische emissies van een onbemand vliegtuig, ofwel drone, gekwantificeerd tijdens verschillende vliegmanoeuvres. Het meetsysteem kan het geluid kwantificeren en lokaliseren door akoestische afbeeldingen van het geproduceerde geluid te maken. Daarnaast is het onbemande vliegtuig uitgerust met een experimenteel raamwerk, waarmee relevante vluchtparameters, zoals hoogte, snelheid en positie, gelijktijdig kunnen worden uitgelezen en gesynchroniseerd met de geluidsmetingen. Dit raamwerk stelt de onderzoekers in staat om voorgeprogrammeerde vluchttrajecten en manoeuvres uit te voeren, wat de herhaalbaarheid van de geluidsmetingen aanzienlijk verbetert.
Mike Holsheimer, programmamanager Space53, benadrukt het belang van deze metingen: “Naast dat wij innovaties op het gebied van onbemande vliegsystemen aanjagen, is de maatschappelijke acceptatie voor ons ook een belangrijk punt van aandacht. Zeker boven dichtbevolkt gebied kan geluidsoverlast weerstand opleveren. Dankzij dit soort nauwkeurige metingen kunnen we straks vliegroutes, hoogtes en snelheden aanpassen om geluidsoverlast tot een minimum te beperken. Dit is een belangrijke doorbraak in de maatschappelijke acceptatie van onbemande vliegtuigen.”
Stille luchtvaartinnovaties
Het geavanceerde meetsysteem stelt de onderzoekers in staat om geluidsemissie van vliegtuigen nauwkeurig te kwantificeren, ongeacht het type luchtvaartuig; van onbemande vliegtuigen tot elektrische luchttaxi’s en commerciële vliegtuigen. De onderzoeksgroep UT-EFD voert intensief onderzoek uit naar de aeroakoestiek van vliegtuigen, evenals windturbines, drones en scheepsschroeven. Hiervoor wordt met name experimenteel onderzoek uitgevoerd in de gecontroleerde omgeving van de stille windtunnel van de Universiteit Twente. Onderzoek naar geluidsemissies is van groot belang voor het milieu en de leefomgeving in Nederland, omdat het helpt om geluidsoverlast te verminderen waarmee bijgedragen wordt aan het creëren van een gezondere, duurzame en aangenamere leefomgeving.
Marijn Sanders, Universitair Docent in de groep UT-EFD, benadrukt de optimale testomgeving van Twent Airport: “Twente Airport is de ideale testlocatie voor geluidsmetingen in het veld. De luchthaven is uniek vanwege het lage omgevingsgeluidniveau en het beperkte vliegverkeer, wat nauwkeurige en uitgebreide testmogelijkheden biedt. Bovendien is er voldoende ruimte en flexibiliteit om experimentele innovaties te testen en waar nodig aan te passen als blijkt dat bepaalde vliegtuigontwerpen of configuraties te veel geluid produceren. Het mobiele meetsysteem kan eenvoudig worden aangepast en geoptimaliseerd, zodat herhaalde metingen kunnen worden uitgevoerd totdat de gewenste geluidsproductie is bereikt.
Onbemande vliegsystemen
De innovaties in de onbemande luchtvaart en luchtrobotica volgen elkaar snel op. Elektrisch aangedreven onbemande vliegtuigen, die volledig autonoom opereren, vinden steeds bredere toepassingen zoals vrachtvervoer, objectverplaatsing, surveillance en noodhulpverlening. Het is waarschijnlijk dat we onbemande vliegsystemen in de nabije toekomst steeds vaker zullen zien en horen in ons dagelijks leven.
In het kader van lopende onderzoeksprojecten onder leiding van prof. Antonio Franchi en dr. Chiara Gabellieri, wijdt de UT-RaM groep zich aan de ontwikkeling en controle van innovatieve multi-rotor vliegsystemen uitgerust met gekantelde en actief kantelende propellers. In deze projecten worden onbemande vliegsystemen bijvoorbeeld gebruikt voor inspectie van scheepsruimtes en controle van composiete structuren, zoals vliegtuigen en windturbines.
De geluidsproductie van een onbemand vliegsysteem is ook een belangrijk aspect in andere projecten van de UT-RaM groep, waar deze systemen worden ingezet voor het verwijderen van afval uit rivieren en het afleveren van gereedschap aan mensen die op grote hoogte werken. Chiara Gabellieri benadrukt: “Onderzoek naar het ontwerpen van besturingssystemen voor autonome luchtrobots is essentieel om efficiënte en innovatieve oplossingen te bieden voor verschillende sectoren. De akoestische beoordeling van deze luchtrobots is van groot belang, vooral gezien de focus van de UT-RaM groep op mens-robotinteractie en milieutoepassingen. Daarnaast verbetert een lage geluidsproductie de operationele efficiëntie, waardoor onbemande vliegsystemen bijvoorbeeld ook geschikter worden voor gebruik in dichtbevolkte stedelijke gebieden.”
Twente Airport als geluidstestlocatie
Twente Airport is onderdeel van Technology Base en is de kraamkamer voor duurzame luchtvaart. Elektrische aangedreven vliegtuigen staan erom bekend dat ze niet alleen duurzamer, maar ook stiller zijn.
Peter Bulckaert, luchtvaartconsulent Twente Airport: “Zowel in de ontwikkeling van de onderdelen voor elektrische vliegtuigen als bij de manier van vliegen, valt nog wel wat te winnen op het gebied van geluidsreductie. Wij stellen onze landingsbaan en de overige testfaciliteiten dan ook graag ter beschikking voor het uitvoeren van de benodigde tests voor deze verbeteringen. Ook bij de maatschappelijke acceptatie van elektrisch vliegen geldt, hoe stiller hoe beter, dus is het voor vliegtuigbouwers een goede aanvulling om zowel de onderdelen als de manier van vliegen te optimaliseren en op deze manier bij te dragen aan een duurzame én stille luchtvaart.”
