Een diepgaande blik op de engineering die helpt levens te redden vanuit de lucht

De uitdaging van het certificeren van SAR-vliegtuigen

 Misschien wel de grootste operationele uitdaging bij SAR vanuit de lucht is het ombouwen van een commercieel vliegtuig tot een search and rescue-vliegtuig. Daarvoor is een multidisciplinair engineeringteam nodig dat veel verschillende vakgebieden bestrijkt, waaronder constructieanalyse, avionica, systeemveiligheid en -betrouwbaarheid, cabineveiligheid, mechanische systemen, aerodynamica en andere specialismen. Al die vakgebieden zijn nodig om een modificatie te onderbouwen en goed te keuren. 

 Een verwante uitdaging is het ombouwen van een vliegtuig dat bedoeld is voor civiel passagiersvervoer en – belangrijker nog – het laten goedkeuren ervan voor SAR-operaties. “De civiele regelgeving is daar niet per se op ingericht”, zegt Mandatori. Daarom moet er met de verantwoordelijke toezichthouder, zoals Transport Canada, worden onderhandeld over een aanvaardbaar veiligheidsniveau. 

 De modificaties vergen wijzigingen aan vrijwel elk systeem van het vliegtuig, sommige ingrijpend. Dat vraagt om uiterst nauwe afstemming binnen de operationele groep. Het helpt bovendien als de operationele organisatie, de erkende onderhoudsorganisatie (AMO) en de erkende ontwerporganisatie (DAO) onder één dak zitten, zoals bij PAL Aerospace. 

 Een volgende uitdaging is om al die modificaties te toetsen aan de luchtwaardigheidseisen voor cabineveiligheid. Naast de basiseisen van SAR-operaties moeten dus ook zaken als zuurstofvoorziening, brandbaarheid en rookafvoer – alles wat bij een gewone civiele certificering aan bod komt – worden gecombineerd met de SAR-inzet. 

Een vliegtuig uitrusten voor SAR

Een vliegtuig wordt voor SAR vooral uitgerust door de romp aan te passen voor afwerpluiken, reddingsvlotten en andere specifieke SAR-uitrusting. Daarnaast zijn er modificaties die ook bij andere special mission-vliegtuigen voorkomen, zoals de inbouw van een antennepakket of een camera- of radarpod. De modificatie die bij het uitrusten van een vliegtuig de grootste uitdaging vormt, is echter het afwerpluik. 

Een van de vragen in de uitzending is hoe de structurele integriteit behouden blijft en de herverdeling van belastingen goed wordt beheerst wanneer er een grote opening, zoals het afwerpluik, in de romp wordt aangebracht. Zulke ingrepen in de constructie zijn namelijk een flinke uitdaging. Zonder te veel te verklappen: een van de oplossingen is volgens Kyle Corbin, projectengineer constructies, dat “de grens van de drukcabine wordt doorgetrokken tot aan de vloer van het vliegtuig, zodat er tijdens de vlucht lading kan worden gedropt of afgeworpen”. Door de grens van de drukcabine door te trekken tot aan de vloer, kan PAL Aerospace overlevingsuitrusting of noodvoorraden tijdens de vlucht sneller en veiliger afwerpen. Dat is cruciaal bij tijdkritische reddingsmissies waarin elke seconde telt. Meer inzicht in deze en andere uitdagingen krijgt u in de uitzending. 

Bij het aanbrengen van een grote opening, zoals voor een afwerpluik, moeten de kritieke lastpaden van verschillende constructie-elementen – stringers, spanten, intercostals enzovoort – daarop worden aangepast. Dat heeft gevolgen voor de kritieke belastinggevallen van het hele staartstuk en de romp. 

 Ook de naleving van luchtwaardigheidseisen speelt een cruciale rol bij het uitrusten van SAR-vliegtuigen. Zo is de cabineconfiguratie een essentieel onderdeel van de SAR-uitrusting. Hoe worden indelingen ontworpen die de bemanning efficiënt en veilig laten werken, juist tijdens operaties onder hoge druk? De SAR-capaciteit wordt in feite bepaald door het systeem waarmee de lading wordt afgeworpen. Werkplekken, het operatorstation en apparatuurrekken moeten dus allemaal samenkomen en aan alle eisen voor cabineveiligheid voldoen. PAL Aerospace heeft hier 30 jaar ervaring mee en beschikt dan ook over behoorlijk uitgekristalliseerde cabine-indelingen die goed werken. 

Testen op operationele gereedheid

Zodra een vliegtuig voor de missie is uitgerust, moet het worden getest. Wat komt eerst? De aerodynamica. Die is bij vliegtuigmodificaties – en zeker bij SAR – van cruciaal belang en moet dus worden getest. De tests moeten allesomvattend zijn: van verstoringen van de luchtstroming tot vliegeigenschappen, stabiliteit, bestuurbaarheid en prestaties. 

 Omdat veel van de uitrusting een vrij nieuwe vorm heeft, kan er maar beperkt met modelleringsmethoden worden getest en zijn experimentele vliegproeven nodig. De veiligste manier daarvoor is de zogeheten build-up: een stapsgewijze aanpak die begint met één modificatie, die met het laagste risico, en van daaruit verder opbouwt via een reeks experimentele vliegproeven. 

 De eerste vliegproef betreft het afwerpluik zelf, nog zonder het afwerpen van lading. Hier wordt alleen de gewijzigde buitenvorm van het vliegtuig getest, waaronder de fairings rond het afwerpluik. Het doel van deze vliegproef is aan te tonen dat aan de luchtwaardigheidseisen wordt voldaan. Tijdens de proef worden gegevens verzameld over stabiliteit, bestuurbaarheid en prestaties. 

 Een volgende vliegproef kan plaatsvinden met de apparatuur die nodig is om lading af te werpen. Daarna volgt mogelijk een reeks vliegproeven waarbij de camera’s en andere veiligheidskritische onderdelen worden ingebouwd. Na die configuratie volgt nog een vliegproef waarbij in feite inerte dummylading wordt afgeworpen. 

 Het einddoel is een certificeringsvlucht met echte lading en alle functies aan boord. Alles bouwt stap voor stap op naar de definitieve configuratie. 

De rol van AIMS-ISR bij succesvolle SAR-missies

Een sleutelfactor voor een geslaagde SAR-missie is de afwerpnauwkeurigheid. Een systeem voor inlichtingen, surveillance en verkenning (ISR) helpt die te waarborgen. Bij PAL Aerospace is dat AIMS-ISR van CarteNav. 

 “Met het AIMS-ISR-systeem in deze vliegtuigen hadden we wel procedures van andere toestellen, maar dit was natuurlijk iets nieuws”, zegt Colby Mitchell, Chief Pilot. “Veel procedures moesten dus wat worden bijgesteld voor onze operaties. Een van de grootste veranderingen was natuurlijk dat we uiteindelijk één afwerpbuis hadden in plaats van aparte afwerpbuizen voor bijvoorbeeld rookmarkeerders en fakkels. Daar zijn de procedures dus op aangepast.” 

 Dankzij deze aangepaste procedures kan PAL Aerospace de MX-15 en EO-sensoren van het ISR-systeem gebruiken om doelen veel eerder te detecteren en te identificeren. De SAR-missie kan daardoor een schip veel sneller naar het doel leiden dan wanneer het vliegtuig eerst recht over het doel moet vliegen om een afwerppositie te bepalen. Zo zijn SAR-eenheden sneller ter plaatse. En natuurlijk levert AIMS-ISR de technische gegevens die de operators achter in de cabine nodig hebben. 

De aanpak van PAL Aerospace bij SAR-engineering

De engineeringgroep van PAL Aerospace verzorgt al meer dan 30 jaar het ontwerp, de engineering en de luchtwaardigheidscertificering die bij elke SAR-modificatie van een vliegtuig nodig zijn. Bovendien kan PAL Aerospace alle modificaties in de eigen hangars uitvoeren. 

 PAL Aerospace heeft de kennis opgebouwd om de weg te vinden in regelgevingskaders, bijvoorbeeld bij speciale voorwaarden, schadetolerantie enzovoort. “De engineeringafdeling van PAL Aerospace is een DAO van Transport Canada, dus we zijn er goed mee vertrouwd”, zegt Trevor Mulder, Engineering Manager. “We doen al heel lang modificatiewerk en hebben verschillende gemachtigden in huis. We weten dus goed de weg in het regelgevingskader.” 

 PAL Aerospace beschikt over alle engineeringdisciplines die nodig zijn om de volledige reikwijdte van een vliegtuigmodificatie af te dekken: van ontwerp en analyse tot tests en onderbouwing. Voor binnenlandse klanten benut het bedrijf zijn ervaring met de Canadese toezichthouder Transport Canada, en voor internationale klanten onderhoudt het relaties met buitenlandse luchtwaardigheidsautoriteiten zoals de FAA, EASA en de CAA.