Vanaf een ronde baan kunnen vliegtuigen altijd opstijgen

Techniek Op een ronde landingsbaan kunnen vluchten altijd doorgaan, ook bij harde zijwind. Bij voormalig vliegveld Valkenburg wordt zo’n baan ontworpen, voor drones.

Impressie van de ronde landingsbaan, met helling, zoals bedacht door Henk Hesselink. „Ik wilde een baan waarop altijd plekken zijn zonder zijwind.” Illustraties NLR.

Lelystad Airport zal naar alle waarschijnlijkheid in de komende jaren opengaan voor vakantievluchten. De luchthaven beschikt over één landingsbaan. De vliegtuigen kunnen dus maar in twee richtingen opstijgen. Die richtingen hebben daarmee alle geluidsoverlast. Bovendien kan er helemaal niet gevlogen worden als er een harde wind haaks op de baan staat. Deze problemen zou een ronde landingsbaan niet hebben. Er kan overal vanaf de cirkel gestart en geland worden. En bij harde wind zijn er altijd twee plekken op de baan waar geen zijwind is.

Een ronde landingsbaan lijkt op een autotestbaan of een flinke, ronde racebaan. Het idee ervoor komt van Henk Hesselink van het Nederlands Lucht- en Ruimtevaartcentrum in Amsterdam. Hij kwam op het idee toen hij filmpjes van ‘scary landings’ zag. Hierin zijn landingen te zien waarbij vliegtuigen, bijna altijd door harde zijwind, gevaarlijk heen en weer bewegen voordat ze tot stilstand komen. Soms raken de vleugels bijna de grond. „Ik was op dat moment bezig met onderzoek voor de Europese Commissie naar start- en landingsbanen in 2050”, vertelt Hesselink. „Ik vroeg me af hoe we ervoor kunnen zorgen dat we in 2050 niet meer zulke gevaarlijke landingssituaties hebben bij harde zijwind.”

Om de luchthavengebouwen

In het huidige ontwerp ligt de ronde baan in een cirkel om de luchthavengebouwen met de gates. Vliegtuigen kunnen op elk punt op de cirkelvormige baan landen en opstijgen. En dankzij schuin oplopende zijkanten vliegen ze niet uit de bocht. Net als bij een wielerbaan, waar de helling ervoor zorgt dat je zonder te sturen rechtdoor kunt blijven fietsen zonder van de baan te raken.

De BBC ging al eens langs bij Hesselink om over de ronde baan te praten:

De landingsbaan moet een diameter krijgen van ruim 3,5 kilometer. Voor het starten en landen is dan ongeveer een kwart van de cirkel nodig is. Hesselink: „Daardoor merk je als passagier weinig van de kromming van de baan.” Opstijgen en landen wordt dus niet ineens een achtbaanervaring.

Nu is zijwind voor vliegtuigen nog een groot probleem tijdens het starten en landen. Om te landen moet een piloot recht op de landingsbaan af vliegen. Komt er wind van de zijkant, dan kan de piloot daarvoor compenseren door het vliegtuig te rollen (beweging om de as van neus tot staart). Of hij gaat schuin vliegen (gieren). „Maar beide opties zijn vrij tricky”, zegt Hesselink. „Meestal laten piloten zich door de wind op de baan waaien. Maar dan land je niet recht.” Zodra de wielen de grond raken, moet het vliegtuig daarom een draai maken. Dat is een kritisch moment dat spannende filmpjes op kan leveren.

Als het echt hard waait, worden sommige landingsbanen daarom niet gebruikt. Hesselink: „Als er bijvoorbeeld een straffe westenwind staat op Schiphol, dan kan alleen de Buitenveldertbaan gebruikt worden.” Voor een ronde landingsbaan levert wind minder problemen op. Als het hard waait zijn er altijd twee stukken waar geen zijwind is.

Impressie van een vliegtuig dat landt op een ronde baan. Illustratie NLR

Op papier lijkt de ronde landingsbaan bijna alleen maar voordelen te hebben. Om te testen of een normale luchthaven zo al zijn vliegverkeer kan verwerken, voerde Hesselink computersimulaties uit, met Brussels geld en samen met andere onderzoekers uit diverse Europese landen. „Daaruit bleek bijvoorbeeld dat de Boeing 747 beperkend is voor de grootte van de cirkel”, vertelt Hesselink. „De vleugels van dit toestel steken zo ver uit dat de punt van de vleugel of de motor die onder de vleugel hangt, de grond kan raken. Om een Boeing 747 te laten landen moet de cirkel daarom een diameter van minimaal 3,5 kilometer hebben.”

Testen op Charles de Gaulle

Om de capaciteit de testen simuleerden ze de drukste dag van het jaar (ergens in juni) op het Parijse vliegveld Charles de Gaulle, dat vier landingsbanen heeft. In de simulatie lukte het om met één ronde baan, met een diameter van 3,5 kilometer, met een minimum aan vertragingen al het luchtverkeer te verwerken.

En hoe bedien je een groter, drukker vliegveld? „Dat is nog wel een puntje”, geeft Hesselink toe. „Daar hebben we nog geen goede ideeën over. Het zou kunnen met meer ronde banen, maar dat kost veel ruimte. Je kan er ook een tweede of een halve cirkel omheen leggen. Dan vlieg je over elkaar heen. Dat kan in theorie wel, maar de details moeten we nog uitzoeken.”

Ook zouden piloten getraind moeten worden om te landen en te starten op ronde landingsbanen. „Hiermee is in de jaren zestig al getest”, vertelt Hesselink. „Piloten van gevechtsvliegtuigen moesten landen op een autotestbaan.” Die hebben dezelfde bochten en helling als een ronde landingsbaan. De piloten zeiden toen dat de eerste keer spannend was, omdat ze niet wisten wat ze moesten verwachten. Na een paar keer ging het landen prima.

Wel kost het tijd en geld om piloten en verkeersleiding op te leiden en om het luchtruim opnieuw in te richten voor ronde landingsbanen. Ook het aanleggen van de baan is kostbaar. „Het aanleggen van een gewone, rechte landings- en taxibaan van 2400 meter met bijbehorende systemen kost in de orde van 75 miljoen euro”, zegt Mark Voskuijl, universitair docent aan de TU Delft. „Het is de vraag of de kosten voor ronde landingsbanen opwegen tegen de voordelen.” Voskuijl is niet betrokken bij het onderzoek naar de ronde landingsbanen, maar heeft in het verleden onderzoek gedaan naar andere alternatieve start- en landingsprocedures.

Katapult

Toch is Voskuijl ook optimistisch over ronde landingsbanen. Hij vindt het een interessant concept. „Het is technisch haalbaar en kan een oplossing zijn voor plekken waar veel baanlengte nodig is om op te stijgen en te landen, zoals vliegvelden op grote hoogte met dunne, ijle lucht, zoals in Zuid-Afrika en China.” Een ronde landingsbaan is immers oneindig lang; een vliegtuig kan niet aan het eind van de baan eraf schieten.

Zelf onderzocht Voskuijl een paar jaar geleden een techniek om vliegtuigen te lanceren met een soort katapult, en bij landing weer op te vangen met een grondsysteem. Er is dan geen zwaar landingsgestel meer nodig. Dat scheelt gewicht en dus brandstof. „Maar een ronde landingsbaan lijkt me een beter idee”, zegt hij. „Dat is makkelijker te implementeren dan een katapult.”

Impressie van ronde landingsbaan. Illustratie NLR

Een andere toepassing die binnenkort werkelijkheid kan worden is een ronde landingsbaan voor onbemande vrachtvliegtuigen (drones). „We zijn nu bezig met het ontwerpen van een ronde landingsbaan voor het Drone Center bij het voormalige vliegveld Valkenburg”, vertelt Hesselink. Daar worden onderzoek en tests gedaan met drones. Hesselink: „Ronde landingsbanen komen misschien precies op het goede moment om een infrastructuur aan te leggen voor vliegvelden voor drones. Die kunnen bijvoorbeeld gebruikt worden om heen en weer te vliegen tussen distributiecentra.”