Vorige week vloog een vliegtuig met het merk Airbus door de lucht boven Farnborough, Engeland. Maar voor toeschouwers ter plaatse op de jaarlijkse Farnborough International Airshow ontbrak er iets: geluid.
Dat komt omdat het getoonde vliegtuig het prototype van de Airbus Group is, een volledig elektrische E-Fan 2.0. De griezelig stille tweezitter, gepland voor eind 2017, is de eerste stap in de roadmap voor alternatieve brandstoffen van het bedrijf. De ontwikkeling van de E-Fan en de daaropvolgende modellen, volgens Chief Technology Officer Jean Botti, zou rond 2030 moeten leiden tot een commercieel prototype met 80 of 90 passagiers.
Wanneer de E-Fan 2.0 op de markt komt, zal deze voornamelijk worden gebruikt voor piloottraining. Het vliegtuig van 500 kilogram wordt aangedreven door een paar 30 kilowatt elektromotoren die samenwerken om twee geleide ventilatoren aan het lichaam achter de cockpit aan te drijven. Deze elektrische aandrijving kan het vaartuig voortstuwen tot 124 mijl per uur, met een kruissnelheid van 99 mijl per uur. Met een derde, kleinere motor die aan het voorste landingsgestel is bevestigd, kan het vliegtuig tijdens taxiën en landen tot ongeveer 37 mijl per uur versnellen. CO 2 -emissies zijn natuurlijk nul.
Zoals Botti aangeeft, is het belangrijkste stuk van de puzzel de batterij. Hier staat de vermogensdichtheid centraal. "Het is niet zoals een auto, waar je 1, 2 of 1, 5 kilowatt per kilo [gram] kunt krijgen en een auto over een redelijke afstand kunt laten rijden, " zegt hij. “Het probleem dat we hebben in de luchtvaart is de zwaartekracht; je moet tot 7 tot 10 kilowatt per kilo [gram] halen. ”
Airbus werkte samen met het Koreaanse bedrijf Kokam aan de batterijen voor de huidige iteratie van de E-Fan, hoewel ze nog geen oplossing hebben gevonden voor de definitieve versie. De voeding bestaat uit 120 lithium-ion-polymeercellen die in de vleugels zijn gestopt. Samen gaan de batterijen 45 tot 60 minuten mee, met een reserve van 15 minuten; ze kunnen na ongeveer een uur worden opgeladen. Airbus ontwikkelt ook een snelwisselmechanisme zodat de cellen gemakkelijk kunnen worden verwisseld op het asfalt tussen vluchten. Er is ook een reservebatterij in geval van een noodlanding.
Ongeveer een jaar na het debuut van de E-Fan 2.0 is Airbus van plan om een versie met vier stoelen uit te brengen, de E-Fan 4.0. Om de mogelijke vliegtijd tot drie uur te verlengen, zullen ingenieurs een motor toevoegen die net zo zal werken als die van een hybride auto - behalve dat deze motor nooit zal worden gebruikt als voortstuwingsmiddel. Wanneer de batterij onder een bepaald niveau leeg raakt, zal de motor in werking treden en een generator beginnen te draaien, die op zijn beurt stroom levert aan de batterijpakketten.
De definitieve versie van de volledig elektrische E-Fan zal piloot en passagier naast elkaar zitten. (Courtesy Airbus Group) Maar Airbus, het best bekend om zijn commerciële vliegtuigen, is niet van plan zaken te doen met deze relatief kleine vliegtuigen. Er zijn nog geen prijskaartjes toegevoegd aan de twee- en vierzitter. "We doen dit allemaal om te leren en op te schalen", zegt Botti. "Het doel hier is om de technologie te ontwikkelen voor het [bouwen] van een regionaal vliegtuig, een 80- tot 90-zitter." Kleine ambachten, zoals de E-Fan 2.0 en 4.0, zullen onder de merknaam Voltair, een nieuw gevormde dochteronderneming van de Airbus Group.
Grotere vliegtuigen worden gebouwd op een hybride platform genaamd E-Thrust. Ontwikkeld in samenwerking met EADS Innovation Works (de onderzoeks- en ontwikkelingsafdeling van het Europese ruimtevaartconsortium) en Rolls-Royce, zal deze aandrijflijn zijn gasturbinemotor gebruiken voor extra stuwkracht tijdens het opstijgen, naast het leveren van stroom aan de batterijen terwijl het vliegtuig is cruisen.
Al dit werk past in een grotere inspanning van de Europese Commissie in 2011, genaamd Flightpath 2050. Twee van de belangrijkste doelstellingen van het programma zijn het verminderen van de CO 2 -uitstoot van vliegtuigen met 75 procent en het verminderen van hun geluid met 65 procent - alles tegen het jaar 2050 Hoewel Airbus op dit moment geen specifieke projecties deelt voor de efficiëntie van zijn hybriden, moeten ambachten zoals de E-Fan 4.0 deze doelen gemakkelijk bereiken, omdat ze slechts brandstof verbranden voor een fractie van de vliegtijd en elektrische motoren vrijwel stil zijn in vergelijking naar gasmotoren. Maar volgens Botti is hybride vlucht misschien niet voldoende om de voetafdruk van grotere commerciële passagiersvliegtuigen met 350 passagiers te verminderen. "We denken dat de toekomst biobrandstoffen vereist in plaats van elektriciteit", zegt hij.
Dat betekent niet dat grotere vliegtuigen hier ook niet iets te winnen hebben. Botti zegt dat wat geleerd is tijdens de ontwikkeling van deze elektrische en hybride systemen zou kunnen druppelen naar conventionele vliegtuigen. Een verhoogde batterij-efficiëntie kan bijvoorbeeld leiden tot een intelligenter stroomverbruik of nieuwe energiebronnen voor landingsgestellen.
