NLR 100 jaar: Koninklijk en mijlpalen 1919 – 2019

Hieronder de belangrijkste mijlpalen die wereldwijd impact hebben gehad op technologisch, economisch of maatschappelijk gebied.

Oprichting NLR

Op 5 april 1919 vindt de officiële opening plaats van de Rijks-Studiedienst voor de Luchtvaart die zich richt op de Nederlandse militaire luchtvaart. De RSL is de voorloper van NLR. Onderzoek naar materialen, vliegtuigconstructies en vliegtuigmotoren zijn de eerste werkzaamheden. De eerste windtunnel wordt direct na de opening in gebruik genomen, waarmee kennis wordt verzameld over de vliegeigenschappen van vliegtuigen. Ook begint de RSL met het opstellen van regels voor het bouwen en gebruiken van vliegtuigen in Nederland.

Eerste remkleppen op vliegtuigen

In 1921 neemt NLR het eerste onderzoeksvliegtuig Fokker F.II in gebruik. De vleugels worden voorzien van remkleppen, destijds ‘klappen’ genoemd. Het vliegtuig remt na de landing daardoor sneller af. NLR is de eerste ter wereld die deze technologie ontwikkelt. In de loop der tijd worden remkleppen op veel vliegtuigen toegepast, inclusief zweefvliegtuigen.

Flutteronderzoek

Begin jaren ’20 neemt de Marine Luchtvaartdienst zes nieuwe watervliegtuigen in gebruik in Nederlands Indië. Tijdens een vlucht treedt heftige vleugeltrilling – flutter – op bij het watervliegtuig. NLR ontdekt de oplossing voor dit probleem met windtunnelonderzoek. Er wordt gewicht toegevoegd aan het rolroer, het onderdeel van de vleugel dat zorgt voor het rollen van het vliegtuig, langs de langsas. Onderzoek naar flutter leidt uiteindelijk in 1978 tot nieuwe methoden waarmee het optreden van flutter kan worden voorspeld.

Eerste Nederlandse helikopter: de Von Baumhauer helikopter

Luchtvaartpionier Von Baumhauer doet windtunnelonderzoek bij NLR met een schaalmodel van een helikopterrotor. Hij ontwikkelt niet alleen de eerste Nederlandse helikopter, maar ook de eerste helikopter ter wereld met een enkele rotor en staartrotor. Deze vervangen de tegengestelde dubbele rotor en zorgen voor een eenvoudiger besturing en minder gewicht.

Alternatieve aandrijving helikopter

NLR past voor het eerst ramjets, de simpelste versie van een straalmotor, toe op de rotorbladen van de Kolibrie-helikopter. Deze alternatieve helikopteraandrijving maakt een versnellingsbak en ingewikkelde motor overbodig. NLR is bij de ontwikkeling betrokken met windtunnelonderzoek, prestatiemetingen en certificatie. Hoewel de Kolibrie geen commercieel succes wordt, is de opgebouwde kennis de basis van het latere helikopteronderzoek, onder andere voor defensie.

Vluchtdata digitaal opslaan

NLR ontwikkelt in 1962 de eerste digitale recorder en past deze toe in de DC-8 van KLM. Terwijl de belastingen aan het vliegtuig tijdens de vlucht worden gemeten, slaat de digitale recorder real-time alle data op. Dit scheelt veel handmatige verwerking na de vlucht en veel menselijke fouten in de dataverwerking. Het betekent ook nieuwe kansen voor vliegtuigonderhoud doordat ieder vliegtuig nu op basis van eigen meetgegevens kan worden onderhouden. Dit resulteert in minder onnodig onderhoud en kosten, maar ook betrouwbaardere vliegtuigen.

Superkritieke vleugelprofielen

Bij vliegsnelheden in de buurt van de geluidssnelheid ontstaat een schokgolf op de vleugel van een vliegtuig. Dit effect is te vergelijken met de harde knal wanneer een object door de geluidsbarrière gaat. In 1966 lukt het NLR als eerste ter wereld zogenaamde superkritieke vleugelprofielen te ontwerpen waarbij de schokgolf beter verdeeld wordt over de vleugel. Dit draagt bij aan het stabieler vliegen.

Nieuwe vleugelvormen door inverse methode

NLR ontwikkelt de inverse methode, waardoor ontwerpers optimale vleugelvormen kunnen berekenen bij ieder gewenste drukverdeling op de vleugel. Hieruit blijkt dat pijlvormige vleugels dikker gemaakt kunnen worden bij de vleugelwortel, het deel waar de vleugel en de romp bij elkaar komen. Dit levert minder luchtweerstand, een lichtere constructie en meer ruimte in de vleugel op, bijvoorbeeld voor brandstof. Vliegtuigbouwers passen daarna de dikkere profielen toe en de methode wordt nog steeds gebruikt in de luchtvaart.

Betrouwbaardere informatie voor luchtverkeersleiders

Een luchtverkeersleider zorgt voor een veilig, vlot en ordelijk verloop van het luchtverkeer. Daarvoor is betrouwbare informatie nodig. Vanaf de jaren ‘80 ontwikkelt NLR de ARTAS tracker, een nieuw volgsysteem dat radargegevens verwerkt van vliegtuigen. Met statistiek en kansberekening, toegepast op de radarsignalen, maakt NLR accurate positiebepaling, grondsnelheid en richtingsinformatie mogelijk. De methode is toegepast op diverse Europese ATM-systemen.
 

Handhaving veiliger en stiller vliegen

Voor het handhaven van veiliger en stiller vliegen bij start en landingen ontwikkelt NLR een nieuw systeem voor luchthavenautoriteiten. Het systeem FANOMOS, Flight Track and Aircraft Noise Monitoring System, legt het vliegpad en het bijbehorende geluidspatroon van een vliegtuig vast. Vliegtuigen die buiten de toegewezen route vliegen en/of meer geluid veroorzaken dan bepaald door milieu eisen, worden gewaarschuwd of berispt door de luchthavenautoriteiten. Gecombineerd met geluidmeetstations op de luchthaven is het nu een volwaardig milieubeheerssysteem. Dit systeem wordt op meerdere luchthavens in Europa gebruikt.

Eerste infrarood astronomische satelliet

In 1983 wordt ‘s werelds eerste infrarood astronomische satelliet IRAS gelanceerd. De satelliet van ruim 1000 kilogram is ontworpen om de volledige hemel in zes maanden te onderzoeken. Hoewel IRAS niet meer in gebruik is, levert de data de wetenschappers tot op heden nog steeds nieuwe ontdekkingen op. Samen met Nederlandse partijen zoals Fokker ontwikkelt NLR de satelliet. NLR is ook verantwoordelijk voor de grondoperaties vanuit het Verenigd Koninkrijk.

Eerste simulator voor luchtverkeersleiding

Voor de veilige en efficiënte afhandeling van het toenemende luchtverkeer op luchthavens en in het luchtruim ontwikkelt NLR in de jaren ‘80 methoden en faciliteiten. NARSIM, NLR’s Air Traffic Control Research Simulator, is daar een resultaat van. De real-time simulator maakt het mogelijk om de werkomgeving van luchtverkeersleiders in een verkeerstoren en achter de radar realistisch na te bootsen. Zo kunnen nieuwe en bestaande Air Traffic Control-systemen/scenario’s en procedures veilig getest en geoptimaliseerd worden. Het systeem omvat een levensechte verkeerstoren, radarsysteem en werkposities voor pseudopiloten. Daarnaast wordt intensief onderzoek gedaan naar het trainen van luchtverkeersleiders.

Satellieten monitoren vegetatie in Afrika

NLR ontwikkelt in 1987 ARTEMIS, Africa Real Time Environment Monitoring using Imaging Satellites. Een grondstation dat uniek is in de wereld en data ontvangt van verschillende satellieten en daarmee vegetatie- en neerslagkaarten van Afrika maakt. Dit systeem zorgt voor vroegtijdige waarschuwingen om hongersnood en plagen van de woestijnsprinkhaan te voorkomen. Data ontvangen van Amerikaanse en Europese satellieten worden verwerkt en leveren volledig geautomatiseerd 10 daagse vegetatie- en neerslagkaarten van Afrika. Tienduizenden mensenlevens zijn hierdoor gespaard gebleven, aldus de FAO, Food and Agriculture Organization van de VN.
 

Levensduurverlenging Lynx

De Lynx-helikopter wordt in 1975 door de Koninklijke Marine in gebruik genomen. De NH90 moet deze vervangen in 2007, maar Nederland neemt de eerste pas in 2010 in ontvangst. Om de tussenliggende periode te overbruggen, is een alternatief nodig. Gedurende de hele levensduur doet NLR metingen aan de Lynx. Met de opgebouwde kennis, ervaring en instrumentatie kan NLR de operationele levensduur van de Lynx verlengen met 1000 uur, naar 7000 vlieguren. De verlenging is voldoende om de tussenliggende periode te overbruggen.

Drones veilig laten vliegen tussen vliegverkeer

Een drone of RPAS, Remotely Piloted Aircraft System, kan operaties uitvoeren die niet mogelijk of te riskant zijn met een bemand vliegtuig. Denk aan het inspecteren van pijpleidingen, bosbranddetectie of militaire toepassingen. Het streven is om drones uiteindelijk op een veilige manier in het luchtruim te integreren, tussen het bemande luchtverkeer. In 2006 ontwikkelt en test NLR als één van de eersten ter wereld een detect-and-avoid-systeem in het eigen onderzoeksvliegtuig. Dit systeem combineert twee bestaande technieken: een antibotsingssysteem uit de civiele luchtvaart en een geavanceerd camerasysteem. Het veilig vliegen van drones tussen het gewone vliegverkeer is hiermee een stap dichterbij gekomen.

Trainingssimulaties in gevechtsvliegtuigen

ECATS, Embedded Combat Aircraft Training System, is een product van Airbus en NLR. Het trainingssimulatieprogramma biedt jachtvliegers de mogelijkheid om tijdens een trainingsvlucht gevechtsscenario’s te oefenen met virtuele lucht- en grondtegenstanders. Met ECATS kunnen de uitgebreide mogelijkheden van de F-35 realistischer, effectiever en goedkoper getraind worden. En trainingen kunnen vrijwel overal en op ieder gewenst moment worden uitgevoerd.

Windcondities simuleren voor helikopter start en landing op een schip

Door een helikopter mee te laten vliegen met een auto, een zogenaamde pace car, kunnen alle windcondities gesimuleerd worden die een helikopter ervaart bij het zweven boven het dek van een schip. De nieuwe simulatiemethode met de pace car, in plaats van een schip, maakt hover trials overbodig. Bij hover trials blijft de helikopter stil zweven boven een winderig schipdek. Deze methode is duurder vanwege het gebruik van een schip en minder efficiënt doordat de wind niet beïnvloed kan worden.

Antimaterie-detector koelen in de ruimte

In 2011 wordt de AMS-02, Alpha Magnetic Spectrometer, in de ruimte in gebruik genomen. Deze antimaterie-detector is gekoppeld aan het ISS, International Space Station. De AMS-02 bevat hypergevoelige sensoren die antimaterie kan onderscheiden van andere deeltjes in de ruimte. Voor betrouwbare metingen moet de detector op constante temperatuur worden gehouden. NLR is de enige partij op aarde die dit speciale koelsysteem kan maken. AMS-02 kent extreme temperatuurschommelingen doordat het afwisselend aan de zonnestraling en de ijzige kou van de schaduwzijde wordt blootgesteld.

Tiltrotor: meest geavanceerde windtunnelmodel ooit

In 2012 ontwikkelt NLR het meest geavanceerde windtunnelmodel ter wereld ooit voor NICETRIP, Novel Innovative Competitive Effective Tilt Rotor Integrated Project. Deze tiltrotor, een combinatie van helikopter en vliegtuig in één, is complex door zijn eigenschappen. Het ontwerp van het windtunnelmodel is daarom eveneens complex. Bovendien kan het model op afstand worden bediend en bezit het werkende motoren. NLR werkte hiervoor samen met andere organisaties verbonden aan Clean Sky, het Europese programma voor de ontwikkeling van schonere vliegtuigen.

Stillere en schonere landing met glijvluchten

Een nieuwe methode om vliegtuigen via glijvluchten te laten landen, met behoud van punctualiteit en capaciteit te laten landen is TEMO, Time and Energy Managed Operations. Vliegtuigen produceren minder geluid, verbruiken minder brandstof en daarmee wordt de CO2-emissie beperkt. Na herindeling van het luchtruim kan de methode in Europa ingezet worden.

NLR wordt Koninklijke Nederlands Lucht- en Ruimtevaartcentrum

Sinds 5 april 2019 bestaat NLR 100 jaar en ontvangt ter ere van het 100-jarige bestaan, het Koninklijk predicaat. De onderscheiding staat voor de kwaliteit en erkenning van NLR als toonaangevend technologisch kennisinstituut op het gebied van lucht- en ruimtevaart in Nederland. NLR mag zich nu Koninklijke NLR noemen.

Emissieloos vliegen in 2070

100 jaar NLR en 100 jaar toegepast onderzoek en innovaties onderstrepen dat NLR tot de absolute wereldtop hoort als het gaat om doorbraaktechnologie in de lucht- en ruimtevaart. Maar wij kijken vooral vooruit. Want om lucht- en ruimtevaart duurzamer en blijvend te maken moeten we onszelf nog meer uitdagen. De veeleisende en boeiende toekomst vraagt om een nog hogere snelheid van innoveren en intensieve samenwerking. We staan op de drempel van baanbrekende innovaties. Koninklijke NLR stelt zijn kennis en kunde in dienst van die toekomst. Onze missie: emissieloos vliegen in 2070.