Project BrightSky verbindt onderzoek met de industrie

Innovatief onderzoek voor een groenere luchtvaart

De uitstoot van broeikasgassen terugdringen, materiaalverspilling beperken en tegelijkertijd onderhoud en reparatie verbeteren: de luchtvaartindustrie staat voor grote uitdagingen. Uitdagingen die volgens lector Stamoulis alleen op te lossen zijn met innovatief denken en praktijkgericht onderzoek.

‘Er zijn nieuwe technologieën beschikbaar, maar die moeten voldoen aan strenge internationale eisen voor veiligheid en certificering. En we moeten aantonen dat ze echt werken voordat de sector er mee verder kan.’

Kloof tussen productie en onderhoud verkleinen

Daarnaast is er in de luchtvaartindustrie een kloof tussen productie en onderhoud als het gaat om efficiëntie. ‘Bij de productie van vliegtuigonderdelen wordt gebruik gemaakt van de modernste automatisering, zoals robotsystemen en productiemethoden. Terwijl het werk in de hangar vaak arbeidsintensief en handmatig is’, legt Stamoulis uit.

‘Als lectoraat willen wij de kloof dichten tussen fundamenteel onderzoek, methoden die in de productie-industrie worden gebruikt, en onderhoud. Door op al deze niveaus kennis te delen en gericht toegepast onderzoek te doen, versnellen we innovatie.’

Samenwerking met de industrie in project BrightSky

Daarom werken Stamoulis en zijn team veel samen met andere hogescholen, en met allerlei universiteiten en onderzoeksinstituten in Europa. Een van de projecten waaraan zij deelnemen is BrightSky. Dit doen ze samen met ruim tien partners uit de Nederlandse luchtvaartindustrie, waaronder KLM Engineering & Maintenance, JetSupport en Delft University of Technology.

Doel van BrightSky: vooroplopen in Europa als het gaat om duurzaamheid, digitalisering en sociale innovatie in hun vakgebied. ‘Vanuit de HvA dragen we binnen dit project bij aan meerdere thema’s. Zo doen we onderzoek naar nieuwe technologieën voor vliegtuiginspectie en -reparatie. Ook kijken we naar beslissingsondersteuning op basis van data en digitale training met virtual reality. We leggen zo de verbinding tussen fundamenteel onderzoek en oplossingen die voldoen aan de eisen van de industrie’, legt Stamoulis uit.

Automatische schadedetectie van vliegtuigen

BrightSky, nu in zijn derde jaar, laat veelbelovende resultaten zien. Bijvoorbeeld als het gaat om data-driven technieken die het mogelijk maken om schade aan vliegtuigen geautomatiseerd op te sporen en te classificeren.

‘We zien een potentiële precisie in schadedetectie van tachtig procent en meer’, vertelt de lector. ‘Momenteel zijn dergelijke systemen te gebruiken voor prototyping en onderzoek. Dat is uiteraard niet voldoende, want er is nog uitgebreid integratie- en validatiewerk nodig. Maar er zijn nog veel meer mogelijkheden voor verbetering.’ Nieuwe technieken worden momenteel gevalideerd, aan de hand van een use-case voor vliegtuigmotorbladen van KLM Engineering & Maintenance.

Onderhoud voorspellen

‘Daarnaast onderzoeken we nieuwe methoden voor het gebruik van data, in nauwe samenwerking met KLM Engineering & Maintenance’, vervolgt Stamoulis. ‘Hiermee kan de industrie nauwkeurig het optimale moment van onderhoud voorspellen, en zo geld, tijd en arbeid besparen.’

Studenten dragen bij aan onderzoek

Studenten met verschillende achtergronden, waaronder luchtvaarttechniek, mechatronica en datawetenschappen, dragen bij aan het onderzoek. ‘Dit zijn onder meer studenten, docent-onderzoekers en postdoctorale onderzoekers van onze faculteit. Daarnaast verwelkomen we regelmatig bezoekende masterstudenten van technische universiteiten in heel Europa,’ illustreert Stamoulis.

In lijn met BrightSky zijn Stamoulis en zijn team binnen de HvA een ​​samenwerking aan het opzetten met het recent opgerichte L.INT-lectoraat Industrial Digital Twins. ‘We gaan datamethoden onderzoeken voor de analyse van historische data van vliegtuigonderdelen. Hierbij houden we rekening met gebruik, bedrijfsomstandigheden en andere aspecten’, legt hij uit.

Hoog Technology Readiness Level

De volgende stap in BrightSky is het dichten van de kloof tussen prototypes die in het laboratorium zijn gevalideerd, en tools die klaar zijn om in te zetten in de praktijk. ‘Wij hanteren een ‘meerlagenbenadering’ in ons onderzoek, zodat de verbeteringen te integreren zijn met andere innovatieve technologieën. Daarmee kunnen ze holistische oplossingen opleveren. Voor ons is dit een voor de hand liggende aanpak, omdat onze kennis en expertise de hele levenscyclus van vliegtuigen bestrijkt’, legt Stamoulis uit.

Digitale tools en de toekomst van onderhoud

Stamoulis heeft er vertrouwen in dat de luchtvaartindustrie binnen de komende twintig jaar de huidige uitdagingen zal overwinnen. ‘De ontwikkeling van digitale tools, zoals geautomatiseerde schadedetectie’ heeft waarschijnlijk de grootste invloed op ontwikkelingen in de sector,’ zegt hij.

‘Binnen tien jaar sluiten we de cyclus voor onderhoud, met behulp van digital twins. En op een gegeven moment krijgen we zelfs de beschikking over slimme autonome systemen die kunnen samenwerken met technici. Om dat te bereiken moeten we ons werk methodisch doorzetten en de hoge veiligheidsstandaarden in de luchtvaartindustrie blijven handhaven.’

Stapsgewijs naar duurzame vliegtuigen

Volgens de lector worden binnen enkele decennia ook duurzame vliegtuigsystemen werkelijkheid, zij het in fases. ‘Eerst zien we een opkomst van hybride vliegtuigen. Sommige vliegtuigen vliegen straks nog steeds op reguliere of duurzame vliegtuigbrandstof (SAF), terwijl vluchten over korte afstanden mogelijk verzorgd worden door elektrische of waterstofvliegtuigen.’

De introductie van meer geavanceerde elektrische en op waterstof gebaseerde langeafstandsvliegtuigen zal langer op zich laten wachten. ‘Dit komt doordat eisen aan het systeem en configuratieontwerpen drastisch zullen veranderen. Denk bijvoorbeeld aan een mogelijke herpositionering van motoren en passagiers.’

Een lange weg naar innovatie in de luchtvaartindustrie

Innovatie in de luchtvaartindustrie vergt een lange adem. Het maakt Stamoulis en zijn team niet minder enthousiast. ‘In lijn met BrightSky hebben we de afgelopen tijd meerdere voorstellen ingediend voor vervolgonderzoek. Stap voor stap ontdekken we spannende nieuwe bestemmingen.’