Laagvliegende onbemande luchtvaartuigen

Nog lager vliegend, kleiner, lichter en goedkoper dan de hiervóór genoemde vliegtuigen, helikopters en motorzweefvliegtuigen zijn onbemande luchtvaartuigen. Deze unmanned aerial vehicles staan bekend onder hun acroniem uav. In deze paragraaf wordt

‘laagvliegend’ toegevoegd om ze te onderscheiden van de hoogvliegende onbemande luchtvaartuigen die in § 5.2.7 behandeld worden.

uav’s bestaan in de vorm van vliegtuigen, helikopters en – veel minder gebruikelijk – ballonnen en vliegers en kunnen allerlei afmetingen hebben.

Een qua schaalgrootte absoluut minimum, en daarom ook eerder Micro Aerial Vehicle (mav) genoemd, is de aan de tu Delft ontwikkelde DelFly (zie figuur 19). De DelFly II vliegt met door een krukas aangedreven op- en neergaande vleugels en herbergt een microcamera die onder meer wordt gebruikt om het apparaatje te stabiliseren. Hij is niet groter dan 30 cm en weegt 16 gram [15]. Deze miniaturisatie is een interessante ontwikkeling, die op zich niet tot een op korte termijn operationeel inzetbaar product leidt, maar wel het testplatform is voor allerlei technologische ontwikkelingen die op den duur tot innovatieve operationele producten kunnen leiden.

figuur 19 De lichtgewicht DelFly I, die vliegt zoals vogels en insecten dat doen en een kleine camera aan boord heeft. (© DelFly, tu Delft)

Een ander klein luchtvaartuig is het door igi in Kreuztal ontwikkelde experimentele opvouwbare helikoptertje met vier rotors, dat minder dan een kilogram weegt en een 7 Mpixelcamera aan boord heeft. Zie Grimm en Jensen [23] en figuur 20.

figuur 20 De minder dan een meter grote en een kilogram zware experimentele helikopter met vier rotors, gps en ins en een 7 Mpix digitale consumentencamera. (© igi Kreuztal)

Aan de bakermat van de remote sensing staat de vlieger. Er zijn verscheidene

semiprofessionele aanbieders van luchtfotografie per vlieger, ook wel kap genoemd (kite aerial photography). In tegenstelling tot nogal eens door jeugdervaringen gevormde oordelen, is de vlieger tamelijk betrouwbaar en stabiel. Met de ingewikkelde maar zeer stabiele Cody is reeds meer dan een eeuw militaire ervaring; de parafoil (ook wel ‘vliegende matras’ genoemd), uitgevonden door Jalbert in de jaren 1960, is stokloos en ontwikkelt een grote stijgkracht. Men is voor vliegerwaarnemingen afhankelijk van de windsterkte en windrichting, maar de kosten zijn laag en er is, in tegenstelling tot bij uavs met kleine verbrandingsmotortjes, geen geluidsoverlast.

Werkelijk van belang met het oog op de operationele inzetbaarheid, meer dan de net genoemde min of meer exotische luchtvaartuigen, is de uav die op een doorontwikkeling van de modelhelikopter is gebaseerd. Ook in Nederland zijn er verschillende aanbieders, waaronder Miramap, dat met E-producties samenwerkt (zie figuur 22), en Delft Dynamics. Alle uav’s hebben het voordeel dat ze snel inzetbaar zijn doordat ze achter in een bestelbus passen en naar een specifiek gebied vervoerd kunnen worden en daar voor zeer lokaal gebruik kunnen opstijgen om van relatief geringe hoogte kleine gebieden met een

figuur 21 Een parafoil heeft een grote stabiliteit en draagvermogen en geen frame. Een luchtanker zorgt voor extra stabiliteit. De camera is radiografisch bedienbaar. (© Merryl Martin Owen)

hoge resolutie te kunnen opnemen. De kleine omvang en het feit dat er geen mensen aan boord zijn maakt dat dit platform de zeer grote belangstelling van militairen geniet. uav’s kunnen op twee manieren worden ingezet. Bij het op afstand besturen door een operateur op de grond is zichtcontact in het algemeen noodzakelijk, wat een beperking is. Ook kunnen ze automatisch (‘autonoom’) worden bestuurd. Dit vergt, omdat de menselijke intelligentie voor besturing dan moet worden geautomatiseerd, een kostbaar

besturingssysteem (denk aan kruisraketten), tenzij het niet meer behelst dan een tevoren geprogrammeerd vluchtpad over bekend gebied, dat het vliegtuigje met gps-plaatsbepaling dient vast te houden.

De geringe omvang en laadvermogen maakt het moeilijk hooggekwalificeerde

waarneemapparatuur mee te nemen. Dit is één van de redenen dat naar miniaturisatie gestreefd wordt, bijvoorbeeld bij de ontwikkeling van Minisar door tno Defensie en Veiligheid [28].

figuur 22 De onbemande helikopter van E-producties en Miramap, waarmee van lage hoogte snel gedetailleerde beelden kunnen worden gemaakt. (© Miramap)

uav’s kunnen worden beschouwd als laagvliegende vliegtuigen, maar in sommige opzichten zijn ze beter te beschouwen als hoogvliegende ogen. Miramap voerde een rgi-project uit waarbij de mogelijkheid werd gedemonstreerd een calamiteuze (bijvoorbeeld verkeers-) situatie van boven snel geometrisch vast te leggen. In opdracht van Rijkswaterstaat agi liet Miramap zien dat een laagvliegend onbemand platform snel fotogrammetrische opnamen met hoge resolutie kan maken van een klein gebied [27]. Een belangrijk voordeel daarbij was in dit geval dat gevaarlijke of de doorstroming belemmerende situaties met landmeters langs de snelweg worden voorkomen. Delft Dynamics voert een project uit in

samenwerking met het Innovatietestcentrum van Rijkswaterstaat dww om vanuit een gestabiliseerde onbemande helikopter verkeersbeelden van boven een snelweg op te nemen en te analyseren [10].

Conclusie laagvliegende onbemande luchtvaartuigen voor inspectie waterkeringen

Waterkeringen zijn relatief lange smalle stroken waarvoor informatie met hoge dichtheid gewenst is. Onbemande luchtvaartuigen zijn minder geschikt voor dagelijkse en periodieke inspectie vanwege de lengte van de waterkeringen en de gewenste hoge beeldkwaliteit. uav’s kunnen wél interessant zijn bij calamiteiten, doordat ze zowel snel inzetbaar zijn als een klein gebied met hoge resolutie kunnen waarnemen. Een belangrijke beperking daarbij kan het weer zijn: calamiteiten gaan niet zelden gepaard met slecht weer. Denkbaar is ook dat onbemande helikopters kunstwerken vanaf ontoegankelijke posities in kaart brengen.

Andere uavs dan mini-helikopters zijn vooral interessant als platform voor technologische ontwikkelingen op het gebied van miniaturisatie, stabilisatie en besturing, die in de toekomst zouden kunnen bijdragen aan operationele producten.