De laatste jaren is er een grote opmars van drones te zien. Niet alleen doen ze dienst in militaire operaties, maar ook de industriesector zet ze al af en toe in. Maar wat kan en mag nu eigenlijk met drones? En zijn het nu echt technologische hoogstandjes die we in het toekomstige straatbeeld dagelijks zullen zien?  Voor een artikel in PT Industrieel Management sprak ik hierover met Jan-Floris Boer van het NLR (Nederlands Lucht- en Ruimtevaartcentrum), met  drone-operator Marko van Es, eigenaar van Deepvision en Skyvision en met drone-ontwikkelaar Ramon Haken van Avular.

Zoekt u een journalist/tekstschrijver/redacteur voor uw medium? Neem gerust vrijblijvend contact op om de mogelijkheden te bespreken.

Wat kan en mag met drones

Een onbemand vliegtuigje of drone laten vliegen en er met tape een kleine camera op bevestigen, is niet zo moeilijk, getuige de vele hobbyisten die vanuit de kofferbak van hun auto hun drone laten vliegen. Maar zij houden zich niet noodzakelijk aan de regels. ‘Op zo’n manier vliegen in een industriële en professionele omgeving voor bijvoorbeeld onderhoudswerkzaamheden of inspecties, kan absoluut niet’, stelt Jan-Floris Boer. Hij is bij het NLR (Nederlands Lucht- en Ruimtevaartcentrum) sinds 2008 bezig met onderzoek en ontwikkeling van drones, of zoals dat tegenwoordig in vaktermen heet: Remotely Piloted Aircraft Systems (RPAS), op afstand bestuurde luchtvaartuigen. ‘Men spreekt niet meer van UAV’s (Unmanned Aerial Vehicles) aangezien er altijd iemand – niet de fabrikant van de drone, maar de piloot op afstand – het toestel bestuurt en dus verantwoordelijk is voor het vliegen ermee.’

Flytime
Drones bestaan er in verschillende vormen, soorten en maten, gaat Boer verder. Ze zijn doorgaans in drie types te onderscheiden. ‘Het meest populair is de multicopter, een multirotorsysteem dat vliegt met behulp van elektrische motoren. Daarnaast zijn er de vaste vleugelvliegtuigjes, eveneens meestal vliegend op elektromotoren. Ze zijn meestal wat groter qua afmetingen en worden vaak ingezet voor militaire doeleinden. In Nederland zie je ze nauwelijks voor industriële toepassingen. Een laatste type zijn de op afstand bestuurde helikopters, aangedreven door elektrische of kleine verbrandingsmotoren.’
De huidige professionelere toestellen hebben vaak een startgewicht van ongeveer acht tot tien kilogram inclusief het gewicht van camera’s en andere randapparatuur die eraan worden gehangen om inspecties uit te voeren. ‘Met de huidige accucapaciteit moet je rekenen op een vliegtijd van ongeveer twintig tot dertig minuten. Wanneer je uitvoerige langdurige inspecties wilt doen, zul je ieder half uur moeten landen om een batterij te wisselen. Nog niet heel handig.’

Data
Een tweede aspect waar nog verder naar moet worden gekeken, is het gebruik van datalinks. Boer: ‘Op afstand luchtvaartuigen besturen betekent per definitie dat je een datalink nodig hebt tussen het grondstation en het luchtvaartuig voor de besturing, terwijl je daarnaast ook nog informatie van sensoren wilt overbrengen naar het grondstation. Op dit moment wordt er gebruik gemaakt van vrij beschikbare frequenties, maar deze zijn vaak beperkt in zendingsvermogen of bandbreedte. Agentschap Telecom, de autoriteit in Nederland die gaat over frequentieruimte, is nu aan het onderzoeken of er frequenties kunnen worden toegewezen aan drones, maar die specifieke frequenties zijn er nog niet. Dit zal nog verder moeten worden gestroomlijnd.’

Wet- en regelgeving
Een derde en daaraan gekoppeld vierde aspect zijn de luchtwaardigheid van drones en wet- en regelgeving. Boer: ‘De luchtwaardigheid van de op afstand bestuurde toestellen laat vaak nog te wensen over. Voordat een (verkeers)vliegtuig mag vliegen, wordt een heel proces van luchtwaardigheidstesten doorlopen. Fabrikanten van onbemande luchtvaartuigen daarentegen, onderwerpen hun drones meestal niet aan dergelijke testen. Dus wil een operator met zo’n drone vliegen, dan zal hij deze eerst nog moeten laten keuren. Pas wanneer dit is gebeurd, mag beroepsmatig met het onbemande luchtvaartuig worden gevlogen.’ Tot op een bepaald niveau, waarschuwt Boer. ‘Momenteel mag je nog niet boven mensenmassa’s, snelwegen, spoorlijnen of boven de bebouwde kom vliegen met drones. Dit heeft vooral te maken met het ontbreken van de luchtwaardigheidscertificatie.’
Daarnaast zijn inspecties op (horizontale) afstanden groter dan 500 meter – nuttig om bijvoorbeeld spoorwegen te inspecteren – of boven 120 meter vlieghoogte wettelijk evenmin toegestaan. Zodra de afstand groter is tussen het luchtvaartuig en de piloot spreekt men over Beyond Visual Line of Sight. De piloot kan niet langer beoordelen of er andere vliegtuigen of objecten zijn die moeten worden gemeden. Een extra waarnemer op locatie of een ingebouwd detect & avoid-systeem kunnen hiervoor wellicht een oplossing bieden. Maar voor dat laatste moet ook nog wet- en regelgeving worden ontwikkeld.’

Vooruitgang
Toch is het niet allemaal kommer en kwel. Boer ziet de dronemarkt als een jonge markt met veel potentie. ‘De wetgeving verandert en ook de technologie staat niet stil. Het materiaal wordt sterker en lichter, sensoren zoals infraroodsensoren en hyperspectrale sensoren (waarmee je een bepaalde straling van objecten kunt waarnemen, red.) boeken vooruitgang en de wetgeving is ook volop bezig om de mogelijkheden en beperkingen in een concreet jasje te gieten. Inspecties van windmolens, bruggen, raffinaderijen, pijpleidingen, hoogspanningsleidingen en infrastructurele objecten zie ik op de langere termijn zeker op regelmatige basis gebeuren. Deze inspecties gebeuren nu al, maar helaas niet altijd zonder risico of volgens de huidige wet- en regelgeving.’

Tachtig procent
Marko van Es, eigenaar van Deepvision en Skyvision, operators van ROV (Remotely Operated Vehicle) en drones voor diverse werkzaamheden – onder andere inspectie, mapping, remote sensing – ondervindt aan den lijve de huidige beperkingen van het vliegen met drones. ‘De industriële sector is nog aan het zoeken naar de mogelijkheden om drones in te zetten bij het inspecteren van hun assets. Bedrijven weten vaak nog niet zo goed wat mag en wat niet, en hoe de vliegende objecten voor hen een meerwaarde kunnen zijn. Op ongeveer tachtig procent van de verzoeken die we ontvangen, moeten we dan ook NEE zeggen. Ze zijn gewoonweg niet mogelijk, puur door de huidige regelgeving en de tijdelijke sluiting van de CTR’s (een gebied rondom een luchthaven, dat door de luchtverkeersleiding wordt beheerd vanuit de verkeerstoren, red.) voor drones. Ook is het prijsverschil met de concurrenten die het minder nauw nemen met de wet vaak groot. Naast investeringen in de drone an sich, investeren wij ook in de noodzakelijke certificeringen zodat we ook worden erkend als een luchtvaartbedrijf. Er is de laatste tijd gelukkig wel een tendens dat bedrijven zich steeds vaker realiseren dat de goedkope aanbieders van drone-verrichtingen vaak niet de juiste oplossing zijn.’
Praktijk
Ondanks de beperkingen zijn er nog voldoende projecten waar drones wel kunnen worden ingezet. Van Es geeft een voorbeeld. ‘Over heel Nederland verspreid staan antennemasten van mobiele telefoons. Daarnaast telt Nederland ongeveer 4.700 masten voorzien van sirenes om iedere eerste maandag van de maand om 12 uur het luchtalarm te laten klinken. Momenteel onderzoeken we of deze masten een nieuwe bestemming kunnen krijgen in de vorm van gsm-antennes, bij afschaffing van het luchtalarm. Voorwaarde is dat de antennes allemaal met straalverbindingen onderling zijn te verbinden zonder dat er een gebouw of object tussen de masten staat. Met een drone vliegen we langs een mast omhoog, tot zo’n tien meter erboven en vervolgens gaan we na of je vrij zicht hebt naar de volgende mast. Een aantal masten staat in de bebouwde kom of nabij luchthavens waardoor we deze (nog) niet mogen bevliegen. Gelukkig is er een hoop masten die geen probleem opleveren.’

Risico’s
Om ervoor te zorgen dat er geen onnodige risico’s worden genomen, doet Skyvision altijd eerst een risico-analyse voor de samenwerking met een klant tot stand komt. Van Es: ‘Wat zijn de risico’s ter plaatse? Gaat het om één gebouw of zijn er omringende gebouwen waar je dichtbij zou moeten vliegen? Kunnen alle personen die normaal gezien op het terrein aanwezig zijn tijdelijk de toegang tot het terrein worden ontzegd? Een aanvraag wordt altijd tot in detail onderzocht. We moeten zeker weten dat de situatie beheersbaar is, ook al betekent dit dat we op zondagochtend om 6 uur zouden moeten vliegen (’s nachts vliegen is nog niet toegelaten, red.). Vervolgens gaat de risico-analyse naar de klant en laten we weten wat de parameters en condities zijn. Daarbij is het ook belangrijk om aan te geven wat ze effectief van de inspecties kunnen verwachten. We hebben diverse drones in ons bezit, ieder met zijn eigen specialisme, maar het is altijd goed om vooraf goed af te tasten wat mogelijk is en wat niet. Misschien hebben klanten een ander beeld van de resultaten die een drone-inspectie kan opleveren dan wat wij kunnen bieden, dus dat moet helder worden uitgekristalliseerd.’ Indien akkoord, maakt Skyvision een planning zodat vooraf de nodige maatregelen kunnen worden genomen. Vervolgens worden de vluchten aangemeld – de zogeheten notam (notice to airmen) – en maakt Skyvision een 24-uursmelding. ‘Het is belangrijk dat we de dagen voor de vlucht het weer kritisch volgen aangezien rukwinden en felle regen de situatie onveilig maken en ook de resultaten sterk kunnen beïnvloeden. Op de vluchtdag zelf komen we met een team – één pilot en een waarnemer – samen en voeren we de vlucht uit onder toeziend oog van de opdrachtgever.’
Ondanks de huidige beperkingen zijn er voldoende cases die mogelijk zijn, en dat zal in de toekomst alleen nog maar verbeteren, vermoedt Van Es.‘ We werken samen met instanties om de wetgeving te stroomlijnen. Dit is een langdurig traject, maar ook een noodzakelijk traject. Diverse sectoren zullen in de toekomst kunnen profiteren van die professionalisering.’

Ontwikkelen
Wie ook iets in de toekomstige dronemarkt ziet, is het jonge bedrijf Avular. Deze Eindhovense start-up van oprichters Ramon Haken, Gerbert van de Ven en Albert Maas zet eind dit jaar hun eerste drone in de markt. Oprichter Ramon Haken vertelt over het ontwikkelingsproces: ‘Na ons afstuderen zijn we in 2014 met z’n drieën begonnen met een onderzoek naar manieren om drones te kunnen inzetten in een professionele omgeving. We geloofden in een toekomst van drones, maar zagen meteen dat veiligheid nog vaak te weinig aandacht kreeg. Er is een markt in de industrie en juist die markt willen we bereiken door hoog in te zetten op veiligheidseisen bij de ontwikkeling. Dat was vanaf het begin de insteek.’
‘In een eerste stap zaten we vooral om de tafel met diverse partijen’, vertelt Haken. ‘Met diverse asset owners gingen we in gesprek. Wat leeft er in de keten, met welke vragen lopen ze rond, welke wensen hebben ze en hoe kijken ze tegen onze ideeën aan. Het hielp daarbij om vooral eerlijk te zijn over onze beperkingen. Suggesties namen we ter harte en gingen we kritisch onderzoeken. Daarnaast hebben we in de beginperiode veel uitgeprobeerd met een 3D-pinter, diverse materiaalsoorten, sensoren en dergelijke en gingen we na of alles kan worden gekeurd en gecertificeerd. Al vanaf het begin hielden we rekening met de Atex-richtlijn en behandelden we de te ontwikkelen drone als een object dat aan de voorwaarden van luchtvaartuigen zou moet voldoen. Misschien in het begin wat overdreven, maar de wetgeving zien we steeds meer die richting uitgaan.’

Precisie
Hoe verder in het proces, hoe meer je zaken gaat uitkristalliseren, gaat Haken verder. ‘Door om je heen te kijken, ook naar andere drone-bouwers, merkten we al gauw dat de andere serieuze spelers zich specialiseren in een bepaald aspect. Neem een drone-producent uit Duitsland die hoog inzet op flytime. Deze producent kan met zijn drones een uur vliegen zonder batterijwissel. De systemen zijn goed, maar nadelig is wellicht dat ze iets minder stabiel zijn en ook minder nauwkeurig. Naast veiligheid zetten wij met onze drone hoog in op precisie.’
Precisie betekent dat Avular exact de locatie van de drone wil kunnen bepalen. ‘Neem een tank waar onderhoud nodig is door corrosievorming. Doordat je aan de binnenkant van de tank vliegt, zie je niet wat je doet. De drone maakt een opname van de wand en door een combinatie met diverse sensoren willen we exact kunnen bepalen op welke locatie binnen de tank de corrosie is te vinden en waar onderhoud nodig is. Met een eenvoudig gps-systeem is dit niet mogelijk. Hoe we dit doen? Door onze nauwe samenwerking met de TU Eindhoven en ervaring met sensortechnologie die in de automotive wordt toegepast, kunnen we dit meenemen in de ontwikkeling van deze drone. Op onze drone zitten nu tientallen sensoren die alles in goede banen leiden.’

Samenwerking
Eindhoven is een goede locatie voor een start-up, vindt Haken: ‘Het helpt bijvoorbeeld dat ASML bij ons ons in de buurt zit en dat er daarom veel kennis en ervaring is in Eindhoven over nauwkeurige regeltechniek. De regeltechniek die ASML gebruikt om zijn machines nauwkeurig te bewegen, is erg interessant. Die technologie hebben we – weliswaar minder nauwkeurig dan bij ASML – gebruikt in onze drone. Zo worden de bewegingen van de drone niet op basis van correcties uitgevoerd, maar op basis van voorspellingen over de toekomstige gevolgen van regelacties. Als je weet welk pad je wilt volgen, kun je op basis daarvan de route bepalen in plaats van op basis van voortdurende correctie. Dit kost meer rekenkracht, maar het gaat ook veel sneller. Daarbovenop zorgt de flight controller ervoor dat de algoritmes drie keer worden gecontroleerd. Dit om de stabiliteit en betrouwbaarheid te garanderen. Het maakt onze drone vrij uniek.’

Radiostilte
Na ontwikkeling volgde het maken van een prototype. ‘In februari dit jaar hebben we een eerste prototype getest. Dit was nog een vrij zwaar model. In april, tijdens de beurs Maintenance Next konden we alvast ons tweede veel lichtere prototype tonen aan de industrie. Het was een heel effectieve bijeenkomst waaruit veel feedback en positieve reacties kwamen. Velen wilden al meteen aan de slag met de drone hoewel het nog een prototype betrof.’
Na de beurs trok Avular zich bewust terug en volgde een radiostilte. Dat was nodig om de exacte specificaties op papier te zetten en te werken aan het eerste echte model. ‘Eind dit jaar willen we onze eerste drone in de markt zetten dus tot die tijd gaat de deur op slot om de nodige meters te kunnen maken. Vanaf 2016 zijn we klaar om op locatie de eerste inspecties uit te voeren. Waar dit zal gebeuren, kan ik nog niet zeggen, maar tot nu toe ziet het er naar uit dat we onze planning – met de vereiste benodigde certificeringen – wel zullen halen. Het is een spannende tijd.’

Voorwaarden om te mogen vliegen met een onbemand luchtvaartuig

Wil een bedrijf gebruik maken van drones, dan is het belangrijk dat het zich goed laat informeren bij een operator wat mogelijk is en wat niet. Hieronder een aantal tips:

• Breng goed in kaart wat de wensen zijn en wat je wilt bereiken met de inzet van drones.
• Informeer naar de mogelijkheden en ook beperkingen van het onbemande luchtvaartuig. Exacte locatiebepaling van een onregelmatigheid in een groot object kan voor sommige drones bijvoorbeeld lastig zijn om te bepalen.
• Houd rekening met de volgende voorwaarden waaraan een operator zal moeten voldoen om de drone te kunnen/mogen besturen:
  • Er moet altijd voorrang worden verleend aan ander luchtverkeer, de koers en hoogte van de drone moet te allen tijde kunnen worden gewijzigd
  • Een operator heeft de benodigde certificering, en opereert nooit zonder een observant
  • De gezagvoerder is verantwoordelijk voor de uit te voeren operatie
  • Er wordt alleen gevlogen op een vooraf gedefinieerde locatie. Hiervan kan op het ogenblik zelf niet worden afgeweken.
  • Een geldig bewijs van luchtwaardigheid en een geluidscertificaat zijn noodzakelijk
  • De weersomstandigheden – vrij zicht, geen mist, windstoten of zware regen – moeten goed zijn
  • Er mag niet worden gevlogen boven mensenmassa’s, constructies, aaneengesloten bebouwing, vaar- en voertuigen.
  • Er kan alleen binnen gezichtsveld (max. 500 meter lateraal en 120 meter vlieghoogte) worden gevlogen gedurende daglichtperiodes
  • Er moet een risicoanalyse (met zo nodig mitigerende maatregelen) worden uitgevoerd voor de vlucht zal plaatsvinden
  • Verzekeringspapieren moeten in orde zijn
  • Voorvallen en beperkingen moeten worden gemeld.
  • Het bedrijf moet in het bezit zijn van een zogenaamde ontheffing of ROC

 

Meer weten over drones?

• Rijksoverheid: Inzetten van drones, privé en zakelijk 
• NLR: Beroepsmatig vliegen met een drone (RPAS)
• Avular
• Skyvision