Een duik in techniek om levens te redden vanuit de lucht

De uitdaging van het certificeren van SAR-luchtvaartuigen

 Misschien wel de grootste operationele uitdaging voor SAR vanuit de lucht is het ombouwen van een commercieel vliegtuig tot een search and rescue missievliegtuig. Hiervoor is een multidisciplinair team van ingenieurs nodig dat vele verschillende vakgebieden bestrijkt, waaronder constructieanalyse, avionica, systeemveiligheid en -betrouwbaarheid, cabineveiligheid, mechanische systemen, aerodynamica en andere specialismen. Al deze vakgebieden zijn nodig om een aanpassing te onderbouwen en goed te keuren. 

 Een aanverwante uitdaging is het ombouwen van een luchtvaartuig dat oorspronkelijk is ontworpen voor civiel passagiersvervoer, en belangrijker nog, het certificeren daarvan voor de uitvoering van zoek- en reddingsoperaties (SAR). ”De civiele regelgeving is daar niet per se op ingericht,” aldus Paul. Wat dus vereist is, is het onderhandelen over een acceptabele veiligheidsstandaard met de verantwoordelijke regelgevende instantie, zoals Transport Canada. 

 De aanpassingen vereisen wijzigingen aan vrijwel elk systeem van het vliegtuig, waarvan sommige ingrijpend zijn. Dit vraagt om een uiterst nauwe samenwerking binnen de operationele groep. Het helpt ook als de operationele afdeling, de erkende onderhoudsorganisatie (AMO) en de ontwerpgoedkeuringsorganisatie (DAO) allemaal onder één dak zijn gevestigd, zoals het geval is bij PAL Aerospace. 

 Een volgende uitdaging is vervolgens het afstemmen van al deze modificaties op de luchtwaardigheidsvereisten met betrekking tot de cabineveiligheid van het luchtvaartuig. Naast de standaard SAR-operaties moeten aspecten als zuurstofeisen, brandbaarheid en rookafvoer — zaken die normaliter bij een reguliere civiele certificering worden meegewogen — worden geïntegreerd in de SAR-operaties. 

Het geschikt maken van een luchtvaartuig voor SAR-missies

De belangrijkste manier waarop een luchtvaartuig wordt aangepast voor SAR-missies, is door de romp te modificeren ten behoeve van drop-luiken, reddingsvlotten en andere gespecialiseerde apparatuur die specifiek is voor SAR-operaties. Daarnaast worden er andere aanpassingen doorgevoerd die overeenkomen met die van andere gemodificeerde missievliegtuigen, zoals het toevoegen van een antennesysteem, camera- of radaropstelling. De modificatie die echter de grootste uitdaging vormt bij het missioneren van een luchtvaartuig, is het drop-luik. 

Een van de vragen die in de uitzending aan de orde kwam, is hoe je ervoor zorgt dat de structurele integriteit gewaarborgd blijft en dat de herverdeling van de belasting effectief wordt beheerd wanneer er een grote opening, zoals het laadluik, in de romp wordt aangebracht? Het is namelijk een structurele uitdaging om vliegtuigen uit te rusten met dit soort structurele aanpassingen. Zonder al te veel te verklappen, is volgens Kyle Corbin, structureel projectingenieur, één aanpak dat „de drukgrens wordt uitgebreid tot aan de vloer van het vliegtuig om tijdens de vlucht toegang te bieden voor het laten vallen of afwerpen van lading.“ Door de drukgrens uit te breiden tot de vloer van het vliegtuig, maakt ‘ PAL Aerospace ’ een snellere en veiligere inzet van overlevingsuitrusting of noodvoorraden tijdens de vlucht mogelijk, wat van cruciaal belang is bij tijdgevoelige reddingsmissies waarbij elke seconde telt. Om meer inzicht te krijgen in deze en andere uitdagingen, raden we u aan de uitzending hier te bekijken. 

Bij het toevoegen van een grote opening, zoals die voor een drop-luik, moeten de kritieke belastingswegen van verschillende elementen (stringers, spanten, intercostals, enzovoort) worden aangepast. Dit heeft invloed op de kritieke belastingsgevallen voor het gehele staartstuk en rompgedeelte. 

 Het naleven van luchtwaardigheidseisen speelt ook een cruciale rol bij het inrichten van SAR-vliegtuigen voor missies. Zo vormen bijvoorbeeld de configuraties van de cabine een cruciaal onderdeel van de inrichting voor SAR-missies. Hoe worden indelingen ontworpen met het oog op efficiëntie en veiligheid van de bemanning, met name tijdens operaties onder hoge druk? De SAR-capaciteit wordt in feite bepaald door het systeem voor het inzetten van de lading. Er zijn dus werkplekken, bedieningsposten en apparatuurrekken die allemaal op elkaar moeten zijn afgestemd en aan alle veiligheidseisen voor de cabine moeten voldoen. PAL Aerospace heeft hier 30 jaar ervaring mee, dus zij beschikken over een aantal behoorlijk uitgekiende cabine-indelingen die goed functioneren. 

Testen op operationele gereedheid

Zodra een luchtvaartuig is aangepast voor missies, moet het worden getest. Wat staat er als eerste op het programma? De aerodynamica. Dit is een doorslaggevende factor bij vliegtuigmodificaties — in het bijzonder voor SAR — en dient grondig te worden getest. Deze tests moeten allesomvattend zijn en aspecten omvatten zoals verstoringen in de luchtstroom, besturing, stabiliteit, controle en prestaties. 

 Aangezien een groot deel van de uitrusting qua vorm enigszins vernieuwend is, zijn de mogelijkheden om te testen via modelleringsmethoden beperkt, waardoor experimentele vluchttesten noodzakelijk zijn. De veiligste manier om dit aan te pakken, is via de zogenaamde “build-up”-benadering. Dit begint met een enkele modificatie, degene met het laagste risiconiveau, van waaruit via een reeks experimentele vluchttesten stap voor stap wordt opgebouwd. 

 De eerste test betreft het drop-luik, nog zonder rekening te houden met het afwerpen van lading. Het enige dat hier wordt getest, zijn de wijzigingen aan de buitenkant van het luchtvaartuig, waaronder de fairings (stroomlijnkuipen) rondom het drop-luik. Het doel van deze vluchtest is het aantonen van de naleving van de luchtwaardigheidsvereisten. Tijdens deze test worden gegevens verzameld over stabiliteit, besturing en prestaties. 

 De volgende test kan plaatsvinden met de apparatuur die nodig is voor het afwerpen van lading. Vervolgens kan een serie vluchtests worden uitgevoerd waarbij camera's en andere kritische veiligheidsitems worden geplaatst. Na die configuratie volgt een nieuwe vluchtest waarin in essentie inerte dummy-ladingen worden afgeworpen. 

 Het uiteindelijke doel is een testvlucht met het oog op certificering, waarbij gebruik wordt gemaakt van live lading en alle operationele functionaliteiten aanwezig zijn. Dit gehele proces bouwt op naar de definitieve configuratie. 

De rol van AIMS-ISR in het succes van SAR

Een belangrijke factor voor het welslagen van een SAR-missie is de nauwkeurigheid van de afworp. Een manier om daarvoor te zorgen is het gebruik van een inlichtingen-, bewakings- en verkenningssysteem (ISR). En in het geval van PAL Aerospace is dat het CarteNav AIMS-ISR . 

 Volgens hoofdpiloot Colby Mitchell: „Met het ‘ AIMS-ISR ’-systeem in deze vliegtuigen beschikten we weliswaar over procedures uit andere vliegtuigen, maar dit was natuurlijk iets nieuws. Veel van de procedures moesten dus enigszins worden aangepast aan onze operaties. Een van de belangrijkste veranderingen was natuurlijk dat we uiteindelijk slechts één afwerpbuis hadden in plaats van specifieke afwerpbuizen, bijvoorbeeld voor rookgranaten en lichtkogels. Daarvoor zijn de procedures dus aangepast.” 

 Dankzij deze aangepaste procedures kan PAL Aerospace gebruikmaken van MX-15 en EO in het ISR-systeem om doelen veel sneller te detecteren en te identificeren. Hierdoor kan de SAR-missie een maritiem vaartuig veel sneller naar het doel sturen dan wanneer er rechtstreeks over het doel zou moeten worden gevlogen om een afzetlocatie te bepalen. Op deze manier kunnen de middelen van search and rescue sneller ter plaatse zijn. En natuurlijk levert AIMS-ISR de technische gegevens die de operators op de achtergrond nodig hebben. 

PAL Aerospace’s aanpak van SAR-engineering

De engineeringgroep van de ‘ PAL Aerospace ’ houdt zich al meer dan 30 jaar bezig met het ontwerp, de engineering en de luchtwaardigheidscertificering die vereist zijn bij alle SAR-aanpassingen aan een vliegtuig. Bovendien beschikt ‘ PAL Aerospace ’ over de capaciteit om alle aanpassingen in de eigen hangars uit te voeren. 

 PAL Aerospace heeft de expertise opgebouwd om zich een weg te banen door regelgevingskaders, bijvoorbeeld wat betreft het omgaan met bijzondere voorwaarden, schadetolerantie, enzovoort. Trevor Mulder, Engineering Manager, zegt hierover: “PAL Aerospace -engineering is een DAO van Transport Canada, dus we zijn er zeer goed mee vertrouwd. We houden ons al heel lang bezig met aanpassingswerkzaamheden. We hebben verschillende bevoegde medewerkers in huis, dus we zijn behoorlijk bedreven in het navigeren door het regelgevingskader.” 

 PAL Aerospace beschikt over alle benodigde technische disciplines om het volledige traject te doorlopen – van ontwerp, analyse en testen tot onderbouwing – en zo de volledige omvang van de aanpassing aan het vliegtuig te dekken. Het bedrijf maakt niet alleen gebruik van zijn ervaring met de Canadese regelgevende instantie, Transport Canada, voor binnenlandse klanten, maar onderhoudt ook relaties met buitenlandse luchtwaardigheidsinstanties zoals de FAA, EASA en de CAA voor internationale klanten.