Elektrische vliegtuigen en privéjets

Wat zijn de elektrische vliegtuigen van vandaag en morgen? Welke oplossingen zijn er om het milieu te beschermen?

In een tijd van ecologische crisis is de transportsector voortdurend op zoek naar minder vervuilende oplossingen. Na elektrische auto’s en boten is het nu de beurt aan vliegtuigen en privéjets om aangedreven te worden door milieuvriendelijkere energieën. In 2016 voltooide Solar Impulse 2 zijn vlucht rond de wereld na twee jaar op zonne-energie. Vandaag de dag staat elektrische energie centraal in alle debatten. Elektriciteit deed voor het eerst zijn intrede in de luchtvaart in 1881, met de presentatie door de gebroeders Tissandier van een modelvliegtuig met een propeller die werd aangedreven door elektriciteit. Elektrische vliegtuigen werden ontwikkeld aan het einde van de Eerste Wereldoorlog, maar zonder veel succes, omdat ze niet krachtig genoeg waren. Een eeuw later bouwden luchtvaartgiganten en visionairs zoals Elon Musk aan de vliegtuigen van de toekomst. De meeste van deze vliegtuigen zijn elektrisch, maar ze maken ook gebruik van nieuwe technologieën en moedigen ons aan om anders over luchtvaart te denken.

De elektrische vliegtuigen van vandaag

Omdat een elektrische motor kleiner is dan een door kerosine aangedreven motor, hebben de vliegtuigen die in opkomst zijn soms revolutionaire ontwerpen.

• DeAlpha Electro, van de Sloveense fabrikant Pipistrel, heeft een elektromotor die vier keer lichter is dan een conventionele motor en toch twee keer zo stil. Het is het enige elektrische vliegtuig ter wereld dat momenteel in serieproductie is en is sinds 2017 op de markt. De lithium-polymeerbatterijen kunnen in 45 minuten worden opgeladen, waardoor het een bereik heeft van 50 minuten. De tweezitter wordt gebruikt voor pilotentraining.

• Het Bristell Energic elektrische vliegtuig voltooide in 2019 met succes zijn eerste vlucht. Het elektrische aandrijfsysteem is ontworpen door H55, een spin-off van Solar Impulse. Het heeft een bereik van ongeveer een uur, waardoor het ideaal is voor gebruik in luchtvaartscholen om piloten te trainen.

• Alice is een 100% elektrisch vliegtuig van de Israëlische start-up Eviation, dat zal worden gepresenteerd op de Paris Air Show in 2019. Het belooft negen passagiers en twee bemanningsleden te kunnen vervoeren met een snelheid van 450 km/u, voor vluchten in 2022. Het heeft een bereik van 1.000 kilometer, waardoor het afstanden kan overbruggen zoals Parijs-Nice of Londen-Genève. Het heeft een Magnix elektromotor en een batterij die momenteel 60% van het totale gewicht uitmaakt. Na een explosie tijdens de vlucht in januari 2020 wordt momenteel de laatste hand gelegd aan het prototype.

• City Airbus is een vliegende taxi met vier zitplaatsen, het resultaat van een samenwerking tussen Airbus, RATP en ADP Group. Het is een volledig elektrisch, geluidsarm hybride vliegtuig dat verticaal kan opstijgen en landen. Het is ontworpen voor stedelijk vervoer tussen stadscentra en luchthavens en zou klaar kunnen zijn voor de Olympische Spelen van 2024. Lilium ontwikkelt ook een ultramoderne taxidrone. Andere bedrijven, zoals Uber, werken aan prototypes van eVTOL-vliegtuigen (electric vertical take-off and landing).

• Airbus, dat in 2014 begon met de ontwikkeling van deE-fan, trok zich in 2017 terug uit het project ten gunste van deE-fan X, die gebruik maakt vanhybridisatie. Het doel van deze technologie is om een verbrandingsmotor, die zeer efficiënt is, te koppelen aan een elektromotor. In samenwerking met Rolls-Royce en Siemens wil Airbus in 2021 met het eerste hybride vliegtuig vliegen.

• NASA werkt ook aan elektrische vliegtuigen voor de korte afstand. De eerste versie van de Mod IV, de X-57, werd begin 2020 gepresenteerd. De uiteindelijke versie zal veertien motoren hebben, twee grote propellers aan de uiteinden en zes kleine propellers aan de vleugels, die alleen worden gebruikt om op te stijgen en te landen. Hij zal een snelheid van 276 km/u kunnen halen en een hoogte van 4200 meter kunnen bereiken.

Tot slot behoren ook de Chinese RX1E van Liaoning General Aviation, het hybride vliegtuig van Zunum Aero en Cora’s eVTOL tot de vele voorbeelden van elektrische vliegtuigen die nog in ontwikkeling zijn.

De uitdaging van vandaag

Er zijn al veel regionale vluchten gemaakt met elektromotoren. Dit zijn over het algemeen echter alleen kleine vliegtuigen over korte afstanden. De uitdaging van vandaag is om met steeds grotere vliegtuigen over langere afstanden te vliegen.De motor van een vliegtuig wordt aangedreven door kolossale hoeveelheden energie, en elektrische batterijen zijn niet genoeg. Een kilogram paraffine bevat 48 keer meer energie dan batterijen. Deze factor kan worden verminderd met bepaalde verbeteringen, maar het vervoeren van batterijen maakt het vliegtuig ook zwaarder tijdens de reis, waardoor meer voortstuwing nodig is. Tot slot heeft de elektrische revolutie niet alleen betrekking op de voortstuwing van een vliegtuig, maar maakt het bijvoorbeeld ook mogelijk om de wielen van het vliegtuig uit te rusten met elektromotoren. Deze praktijk, bekend als elektrisch taxiën, vermindert het verbruik van paraffine, de uitstoot en de kosten die gepaard gaan met de taxifasen van het vliegtuig. caption id=”attachment_16145″ align=”aligncenter” width=”404″] E-taxiën – Foto credit: Wikipedia[/caption]

Het elektrische vliegtuig van de toekomst

Er zijn tal van prototypes in de maak, gefinancierd door grote luchtvaartconcerns en kleinere start-ups. Een van de oplossingen om meer elektrische batterijen mee te nemen en langer te kunnen vliegen, is om vliegtuigen te maken met lichtere materialen. Tegen 2050 zullen vliegtuigen er heel anders uitzien dan wat we nu gewend zijn.

Hier zijn een paar voorbeelden:

• Easyjet werkt samen met de Amerikaanse fabrikant Wright Electric aan een 100% elektrisch vliegtuig voor 2030. De tests zullen plaatsvinden in 2023, met vluchten van minder dan een uur over afstanden zoals Londen-Amsterdam, Parijs-Genève en Lyon-Bordeaux. De Wright 1 is ontworpen om 186 passagiers te vervoeren.

• Transcend Air Vy 400, een hybride vliegtuig tussen een vliegtuig en een helikopter dat een kruissnelheid van 650 km/u kan bereiken, zal vanaf 2024 zijn eerste commerciële vluchten aanbieden in de Verenigde Staten.

• Volgens Elon Musk zijnsupersonische vliegtuigen de toekomst van de luchtvaart. Het Boom supersonische vliegtuig zal in 2020 het luchtruim kiezen en NASA’s X-59 in 2021. De impact op het milieu is echter zo groot dat het waarschijnlijk voorlopig geen wijdverbreid gebruik zal worden.

Biomimicry

Een ander innovatieproces is biomimicry , een techniek waarbij inspiratie uit de natuur wordt gehaald om bestaande vliegtuigen te verbeteren. Airbus heeft bijvoorbeeld het regionale vliegtuig Bird of Prey ontworpen met vleugels van adelaars en valken, omdat die snel en langdurig kunnen vliegen. Het heeft ook vervormbare veren gemaakt van composietmaterialen. Het zal waarschijnlijk nooit het daglicht zien, maar het heeft bijgedragen aan het ontstaan van nieuwe ideeën en een nieuwe manier van denken over luchtvaart. Airbus heeft in 2020 een nieuw futuristisch vliegtuig gepresenteerd, de Maverick. Zijn driehoekige structuur zou tot 20% brandstof kunnen besparen in vergelijking met de huidige vliegtuigen met één gangpad, terwijl NASA werkt aan een nieuw type vleugel die is opgebouwd uit duizenden in elkaar grijpende onderdelen, zodat hij tijdens de vlucht van vorm kan veranderen.

De terugkeer van het luchtschip

Het luchtschip zou wel eens een comeback kunnen maken. Deze anderhalve eeuw oude uitvinding is afgestemd op de uitdagingen van deze eeuw. Gemoderniseerd zou het een aantal voordelen hebben: het is milieuvriendelijk (verbruikt tien keer minder brandstof dan een vliegtuig), het kan geïsoleerde gebieden zonder infrastructuur bereiken en het kan ladingen van honderden tonnen vervoeren. Het Britse bedrijf Varialift streeft ernaar een vloot luchtschepen te lanceren die ontworpen zijn voor zwaar vrachtvervoer. Drie modellen zijn momenteel in aanbouw op een site in de buurt van Châteaudun, Frankrijk. Het Franse bedrijf Flying Whales is ook van plan om vanaf 2023 een reusachtig luchtschip in de vorm van een walvis op de markt te brengen, ontworpen om vijftig keer minder te verbruiken en te vervuilen dan een vliegtuig. De luchtschepen zullen in eerste instantie worden gebruikt om hout uit ontoegankelijke gebieden te vervoeren. https://youtu.be/VjMAWRJ4054[/embed]

Wordt de luchtvaart milieuvriendelijker?

Internationale concurrentie versnelt de ontwikkeling van prototypes. Het duurt echter jaren om een nieuw type vliegtuig gecertificeerd te krijgen en bepaalde voorschriften vormen een obstakel.De meeste landen ontwikkelen de elektrificatie van hun vliegtuigen, wat helpt om de uitstoot te verminderen. Noorwegen wil zelfs dat al zijn binnenlandse vluchten 100% elektrisch zijn tegen 2040. Zoals Safran echter aangeeft in zijn perskit voor 2019, zal de luchtvaart nooit 100% elektrisch zijn, vooral niet als het gaat om langeafstandsvliegtuigen. Hoewel veel regionale vluchten vandaag de dag mogelijk zijn, is er een echte technologische revolutie nodig voordat batterijen de energie kunnen leveren die lijnvliegtuigen nodig hebben. Het rapport legt ook uit dat vluchten van meer dan 1.000 kilometer door vliegtuigen helaas verantwoordelijk zijn voor meer dan 80% van de CO2-uitstoot. Bovendien moeten we een manier vinden om de batterijen te recyclen. Maar er zijn andere oplossingen om elektrische energie aan te vullen.

Welke milieuvriendelijke oplossingen?

• Zonne-energie zou de batterijen kunnen vervangen om de elektrische motor aan te drijven. De eenzitter Solar Impulse 2 vloog 42.000 kilometer op 22.000 fotovoltaïsche cellen. SolarStratos is zijn opvolger; deze Zwitserse tweezitter wordt momenteel ontwikkeld.

• Voor een “groener” vliegtuig is een combinatie van factoren nodig: zuinigere verbrandingsmotoren, alternatieve brandstoffen die biobrandstoffen en synthetische brandstoffen combineren, enzovoort. Biobrandstoffen worden al gebruikt op sommige korteafstandsvluchten, maar tegelijkertijd leidt het gebruik ervan tot meer ontbossing.

• In Frankrijk helpt voorspellend onderhoud om brandstof te besparen. Air France gebruikt haar Prognos-software om het onderhoud van haar vliegtuigen te monitoren. Ondertussen biedt het in Toulouse gevestigde clean-techbedrijf OpenAirlines luchtvaartmaatschappijen innovatieve oplossingen voor brandstofbeheer. Met de SkyBreathe-software kunnen ze tot 5% paraffine per vlucht besparen.

• Een andere interessante benadering is het verlengen van vliegtuigvleugels, waardoor de luchtweerstand en dus het brandstofverbruik afnemen. De 777X van Boeing is bijvoorbeeld gebouwd met langere vleugels en opvouwbare vleugeltips, zodat dit geen probleem vormt.

• Vliegtuigen die worden aangedreven door waterstof is een ambitieus project, maar het zal nog vele jaren op zich laten wachten. Geen enkele fabrikant heeft zich echt in het onderwerp verdiept, omdat een vliegtuig op waterstof brandstoftanks nodig zou hebben die vier keer zo groot zijn als die van een vliegtuig op kerosine, en een zeer grote hoeveelheid elektrische energie. De hele architectuur van het vliegtuig zou opnieuw doordacht moeten worden om passagiers te kunnen vervoeren.

Concluderend kan worden gesteld dat de luchtvaart van de toekomst veelzijdig is en verschillende technologieën combineert. Terwijl elektrische vliegtuigen en privéjets snelle veranderingen en groei doormaken, zijn milieuvriendelijke vliegtuigen moeilijker te ontwerpen.AEROAFFAIRES hoopt u zeer binnenkort verhuur van de volgende generatie elektrische vliegtuigen te kunnen aanbieden. Ondertussen kunt u met ons SkyCo2-initiatief 100% van de CO2-uitstoot van uw vluchten compenseren door een herbebossingsproject te steunen.

Onze luchtvaartexperts staan 24/7 tot uw dienst op +33 (0) 1 44 09 91 82 om u te helpen de privévlucht te vinden die het beste bij uw behoeften past.