Første elflymotor klar til test
more_vert
close
close

Vores nyhedsbreve

close
Ved at tilmelde dig accepterer du vores Brugerbetingelser, og at Mediehuset Ingeniøren og IDA-gruppen lejlighedsvis kan kontakte dig om arrangementer, analyser, nyheder, tilbud mm via telefon, SMS og email. I nyhedsbreve og mails fra Mediehuset Ingeniøren kan findes markedsføring fra samarbejdspartnere.

Første elflymotor klar til test

Over Lofoten: Et fly som dette vil kunne ses på himmelen luften over det norske område Lofoten i 2020’erne – men det kommer ikke til at kunne høres. Foto: Zunum

Seattle-selskabet Zunum er i fuld gang med at udvikle elektriske fly. I første omgang ser de på et, som skal kunne medtage omkring 12 passagerer, og som flyver over 300 kilometer på batteridrift, eller over 1.100 kilometer ved hjælp af det, de kalder en rækkeviddeforlænger, som er en turbinebaseret generator placeret inde i flyet.

»Selve flyet og de større modeller, vi har på tegnebrættet, vil være helt elektriske. Fremdriften er de indkapslede turbiner med kraftige elektromotorer. De ser ud som jetmotorer, men virker mere som propeller,« siger grundlægger af og chef for Zunum Ashish Kumar på Skype fra Seattle.

Rækkeviddeforlængere vil være en overgangsfase, tror han. Efterhånden kommer batteriteknologien til at blive så god, at de kan droppe turbinen, men vi må nok vente til 2030, før det sker. Det vil dog være en gradvis udvikling. Han ser en fuldt ud elektrisk rækkevidde på 500 kilometer for sig om otte til ni år.

Læs også: Elektriske fly giver mulighed for nyt design og lavere forbrug

Til små landingsbaner

Det her handler ikke bare om elektrificering af fly, mener Zunum. En vigtig del af visionen er at reaktivere alle de små lufthavne, der findes rundtomkring. I USA er der f.eks. omkring 13.000 landingsbaner, men den allerstørste del af flytrafikken er koncentreret om de 100 største.

Foto: Zunum

»Der er et meget stort potentiale for at kunne flyve folk fra der, hvor de er, til der, hvor de skal hen,« siger Kumar.

»Og som jeg forstår det, er det også sådan i Norge. I modsætning til hyperloop og højhastighedstog, har vi her en fiks og færdig infrastruktur, som vi kan tilbyde hurtig og billig transport til. Det her kan blive det elektriske regionalfly,« siger han.

Ikke som elbiler

Et elektrisk fly, som skal op i marchhøjde, mangler elektricitet. Og meget mere end det, nutidens elbiler kan tilbyde. Motorerne har brug for en megawatt under opstigning, men under halvdelen, når de er oppe og skal opretholde hastigheden. Batterierne vil have en vægt på op til 20 procent af flyet.

En sådan elforsyning kræver noget helt andet end det, vi kan finde i elbiler i dag - både fra batterierne og helt ud til motorerne.

Motorer

»Elmotorerne, som driver fremdriftsturbinerne, er monteret inde i de jetmotorlignende cylindre. De opererer med meget lavere tryk end jetmotorer, men har meget højere virkningsgrad. Samtidig støjer de 80 procent mindre end selv nutidens støjsvage high bypass-jetmotorer under takeoff. Vi har folk fra Rolls-Royce, som arbejder på udformningen af de nye faneblade i motorerne. Den høje virkningsgrad, vi sigter mod, er en vigtig grund til, at vi kan flyve så langt på den strøm, vi har i batterierne,« siger Kumar.

»Alligevel vil de have kraft nok til, at vi klarer os med 40 procent kortere landingsbane. Det gør det muligt at bruge meget små lufthavne. Motorerne kan også bruges til at bremse flyet ved at fungere som vindmøller. Det gør, at de kan genvinde energi omtrent som i elbiler, når de bremser. Forudsætningen er, at vi lander lidt stejlere end andre fly i dag, men det betyder også, at vi kan konstruere flyet uden flaps. Det reducerer både omkostningen og vægten,« siger han.

Det er klart, at så kraftige motorer er store, men det er ikke noget problem, mener Kumar.

»For det første vil de blive store i længden frem for i radius, men fanebladene, de driver, er mest effektiv i periferien, så at motorerne tager en del plads i midten, gør ikke så meget. Det at fanebladene er monteret inde i en cylinder gør, at vi reducerer støjniveauet betydeligt. Det har også indvirkning på luftstrømmen omkring flyet. I et propellfly er der meget turbulens, men her bliver luftstrømmen meget mere laminar, og det giver langt mindre modstand.«

Alle, som har fløjet med små fly, kan bekræfte, at det støjer uforholdsmæssigt meget i kabinen. I Zunums nye fly skulle de elektriske motorer give et meget bedre ‘indeklima’.

Vingebatterier

De fleste fly lagrer brændstof i vingerne. Zunums fly skal ikke medbringe så meget brændstof, så der er plads til batterier i vingerne. Selskabet er klar over den hurtige udvikling, der sker inden for batterier, og har ikke bundet sig til en særlig type batterier.

»Vi bygger modulære batteripakker, som vi let kan skifte ud, hvis der kommer bedre batterier, og vi indlægger ledninger, som gør, at vi forbereder flyene til fuldelektrisk drift, når den tid kommer. Så er det bare at tage turbinegeneratoren og tankene ud og indsætte flere af de nye batterier, som kommer,« siger han.

Billigere

Zunum mener, at de nye fly vil blive mellem 60 og 70 procent billigere i drift end almindelige fly. Halvdelen af dette kommer fra den elektriske drift og halvdelen af den langt bedre aerodynamik, de sigter mod.

En del af grunden til, at traditionelle fly er så kostbare, er, at de er designet med tanke på distancen, de skal flyve. Meget ofte opererer de på ruter, som er mindre end halvt så lange som det, de faktisk kan flyve.

Foto: Zunum

»Det gør flyene tungere og dyrere. Derfor har vi designet flyet til de korte distancer. De kan flyve højt, men vil typisk flyve under 18.000 fod og med en hastighed på mach 0,4.«

Ønsker produktionspartnere

Kumar ser ingen grund til at etablere egen produktion. Der findes omkring 15 producenter af fly i denne størrelsesorden, som kan tage sig af den del. De vil hellere være udviklingspartnere og støtte producenterne.
Den første flyvning er planlagt til 2019, men det vil være et modificeret konventionelt fly. Den første motor skal testes allerede i næste måned.

Foto: Zunum

Selskabet forestiller sig mellem fire og fem prototyper, før de går i produktion omkring 2022. De første fly vil blive produceret i USA, men det er intet i vejen for, at de kan produceres andre steder i verden senere.

Højaktuelt i Norge

»Vi mener at elektriske fly, som dem Zunum foreslår, er højaktuelle her i landet. Vi har fulgt udviklingen over tid sammen med Norges luftsportsforbund,« siger seniorrådgiver for strategi og udvikling i Avinors koncernledelse, Olav Mosvold Larsen.

Avinor har længe arbejdet med udfordringerne omkring elektrificering af luftfarten og haft kontakt med både de firmaer, der bygger fly, og komponentleverandører. Nu mener de, at tiden er ved at være inde. Meget af teknologien er på plads, men det vil nok tage nogle år, før de første fly bliver kommercielt tilgængelige. Særligt batterikapaciteten er en udfordring. Og så skal flyene lige bygges, testes og certificeres. Og det sker ikke fra den ene dag til den næste.

»Vi begyndte at se på dette ud fra et klimaperspektiv, hvor elfly er en åbenlys løsning. Men nu ser vi, at også mindre, elektriske fly kan åbne en række nye muligheder – specielt på vi ser på det norske kortbanenet. Med dem vil man kunne tilbyde billigere transport, og så er de også meget støjsvage. Det kan give mulighed for at flyve oftere og give trafik til de små landingsbaner – hvilket giver nye muligheder for både private, erhvervslivet og turismen,« siger han.

Mosvold Larsen antager, at de første fly vil være mindre – med et passagerantal under 19. Det kan være en god størrelse, når det handler om at betjene kortbanenettet. Flere aktører på markedet antyder, at de kan have prototyper i luften før 2020, og at de kan være kommercielt tilgængelige nogle år senere.

»Det giver mulighed for, at de første ruter kan komme i luften i Norge i 2025, men vi tror, at der vil ske rigtig meget på det her område mellem 2025 og 2030.«

Ikke så langt i første omgang

Når Zunum påstår, at deres første 12-sædersfly vil have en rækkevidde på lidt over 300 kilometer, så ligger det tal inden for, hvad den norske lufthavnsoperatør Avinor vurderer, at mange ruter i Norge har behov for. Mosvold Larsen peger på, at der er mindre end 350 kilometer fra Gardermoen til Flesland i luftlinje.

»Ren batteridrift er selvfølgelig at foretrække, men det er ikke sikkert, at rækkevidden bliver noget problem i Norge. Når Zunum og andre kan udstyre flyene med rækkeviddeforlængere i form af turbiner eller brændselsceller, vil det føre til, at man kan betjene længere ruter.«

Undersøger anden teknologi

Zunum er ikke bundet af batterier og turbiner. De undersøger også, om de kan udnytte brint i brændselsceller, og om de kan drage nytte af superkapacitorer ved særligt højt strømforbrug.

»Brint kan blive interessant, og på den front sker der meget hvert eneste år. Men i dag er en turbine, der kan drives af ikke-fossile brændstoffer, det bedste bud. Ikke mindst fordi det er en teknologi, som flyindustrien allerede kender. Turbiner kan også være vigtige i forhold til sikkerheden, fordi de vil være kraftige nok til at generere strøm, hvis noget skulle gå galt med batterierne,« siger han.

Ingeniøren har for nylig skrevet en hel serie om elfly. Du kan finde links til alle artiklerne i serien her.

Denne artikel blev først publiceret på tu.no.

Fly

Behøver al flyets "motorkraft" nødvendigvis at være i selve flyet?
Bortset fra svævefly er det normen, men det forøger jo flyets samlede vægt betragteligt med maskineri og batterier eller brændstof.

  • 11
  • 1