Delfts onderzoek verlegt grenzen van elektrisch vliegen

Je kunt op batterijen verder vliegen dan tot nu toe werd gedacht. Dat concluderen Elysian-onderzoekers Rob Wolleswinkel en TU-alumnus Reynard de Vries. Ze schreven twee lijvige artikelen samen met de Delftse onderzoekers Maurice Hoogreef en Roelof Vos van de faculteit Luchtvaart- en Ruimtevaarttechniek. Eerder deze maand presenteerden ze die op het SciTech Forum van de American Institute of Aeronautics en Astronautics

Het eerste artikel is een herziening van het bereik voor elektrisch vliegen. De auteurs nemen twee parameters onder de loep: de verhouding tussen batterijgewicht en het maximale gewicht bij opstijgen plus de maximale verhouding tussen lift (opwaartse kracht) en wrijving. Daaruit blijkt dat er méér mogelijk is dan een tweezitter die maximaal 70 kilometer haalt.

De tweede publicatie gaat daarop door met de schets van een elektrisch oplaadbaar vliegtuig voor 90 personen met accu’s in de grote vleugels en aandrijving door een groot aantal elektrische aangedreven propellers. Speciale voorzieningen zijn opklapbare vleugeluiteinden (vanwege de enorme spanwijdte) en een gasturbine die een generator aandrijft om bij te springen als het toestel verder moet vliegen en de batterijen leegraken.

Van Amsterdam naar Milaan

Zo’n toestel zou emissievrije vluchten mogelijk maken tot een afstand van 800 kilometer, ofwel van Amsterdam naar Milaan. De helft van alle vluchten wereldwijd legt minder dan 2.000 kilometer af, stelt Elysian, en die zijn verantwoordelijk voor 20 procent van de CO₂-uitstoot door de luchtvaart. Elysian concludeert daaruit in hun persbericht: ‘Elektrische vliegtuigen hebben de potentie om de toekomstbestendigheid van de luchtvaart aanzienlijk te versnellen’.

Niet al die korte vluchten kunnen elektrisch, dus ik neem aan dat de vermindering van CO₂-uitstoot door elektrisch vliegen beperkt blijft tot een paar procent?

Melkert: “Dat tikt inderdaad niet erg aan. Voor emissiebeperking heb je het meest aan efficiëntere vliegtuigen. Ieder jaar wordt de wereldwijde luchtvloot 1,5 procent efficiënter door zuiniger motoren, betere aerodynamica, lichtere materialen en ook door minder laten omvliegen. Houd dat vol tot 2030 en je hebt zo 20 procent gewonnen in efficiëntie. Daar staat tegenover dat het aantal vluchten jaarlijks met 3,5 procent toeneemt. Dus alle emissiereductie wordt ruim tenietgedaan door de groei.”

Wat is dan de waarde van deze studies?

“We weten dat een klein vliegtuig op korte afstanden elektrisch kan vliegen. En we weten ook dat een groot toestel dat de oceaan oversteekt niet elektrisch kan. Maar waar ligt de grens? Dat hebben Wolleswinkel en De Vries fundamenteel uitgezocht en ze hebben laten zien hoe zo’n toestel dat de grens opzoekt van het elektrisch vliegen, eruitziet.”

Hoe ziet dat er dan uit?

“Er zitten best een aantal slimme dingen in dat ontwerp. Dat betekent dat het vliegtuig er ook wat anders uit gaat zien. Het heeft een vrij grote vleugel met verschillende propellermotoren erop. En ze stoppen die accu’s in de vleugel, daarmee lijkt het eigenlijk voor een behoorlijk deel op een vliegende vleugel.

De Elysian krijgt propelleraandrijving. Is dat langzamer dan met straalmotoren?

“Dat ligt een beetje aan hoe je de propellers vormgeeft. Zes, zevenhonderd kilometer per uur moet wel haalbaar zijn. Maar je haalt niet de 850 of 900 zoals een straalvliegtuig. Overigens doet het er niet zoveel toe omdat het om korte vluchten gaat en de vluchtduur nooit meer dan twee uur zal zijn. De snelheid heeft waarschijnlijk niet zoveel invloed op de inzetbaarheid, maar het opladen wel.”

Hoe bedoel je?

“Je bent meer tijd kwijt met opladen dan met bijtanken. Dat gaat ten koste van de economische haalbaarheid van elektrisch vliegen, omdat het aantal vlieguren per dag lager is. Daar zegt Elysian ook iets over, namelijk dat de brandstofprijs moet verdubbelen om elektrisch vliegen economisch haalbaar te maken.”

Dus ze zijn open over de obstakels?

“Ja, en dat vind ik eigenlijk het heel mooie erin. Dat ze feitelijk zijn gaan kijken en niet meteen hoog van de toren blazen. Veel start-ups beloven: wij gaan volgend jaar vliegen, en dat lost alle problemen in de wereld op. Deze jongens geven zichzelf tien jaar de tijd en ze noemen ook tien ‘hete aardappels’ die allemaal opgelost moeten worden voordat elektrisch vliegen op deze grootte haalbaar wordt.”