Achter de schermen bij het vliegtuig zonder staart

“Moet je het gewicht van deze vliegtuigmotor eens voelen.” Onderzoeker Malcom Brown haalt voorzichtig een van de meest cruciale onderdelen van het vliegtuig uit een kast tevoorschijn. Behalve deze motor, voelt ook het landingsgestel degelijk en zwaar aan. “Het wordt nog een hele uitdaging om het vliegtuig zo licht te krijgen dat het in september kan vliegen.”

Brown is een van de onderzoekers bij de faculteit Luchtvaart- en Ruimtevaarttechniek (L&R) die samen met studenten werkt aan het schaalmodel van de Flying-V. De contouren van dit V-vormige vliegtuig zijn al zichtbaar in een grote mal in de vliegtuighal van de faculteit. Met een robotarm, die met uiterste precisie de positie van alle onderdelen in het toestel kent, assembleert Brown stap voor stap het gevaarte.

Haast is geboden. In oktober wordt het toestel met een spanwijdte van 3 meter en een lengte van 2,5 meter (schaal 1 op 20) gepresenteerd tijdens de KLM Experience Dagen op Schiphol. Deze dagen worden georganiseerd naar aanleiding van de honderdste verjaardag van KLM. Voor die tijd moet het radiografische vliegtuig al hebben gevlogen. Beelden daarvan zullen dan ook te zien zijn op Schiphol, evenals een segment van het interieur op ware grootte.

‘Het is een financieel steuntje in de rug’

Een paar weken geleden maakten de TU Delft en KLM bekend dat de luchtvaartmaatschappij investeert in het Delftse project. Hoeveel geld KLM in het onderzoek steekt, wil projectmanager dr. Roelof Vos (L&R) niet zeggen. “Het is een financieel steuntje. Tot nu toe voerden alleen studenten dit onderzoek uit en was de studie louter op papier, nu hebben we ook de middelen om technici aan het werk te zetten en een schaalmodel te maken.”

‘Ons vliegtuig kan makkelijk verlengd of verkort worden’

Vos legt uit dat het ontwerp op een cruciaal punt afwijkt van het al decennia oude blended wing-concept. “Ons vliegtuig kan makkelijk verlengd of verkort worden. De vleugels hebben constante doorsnedes. Net als bij een conventioneel passagierstoestel kun je in de fabriekshal tussenstukken plaatsen en een familie aan vliegtuigen maken van diverse groottes. Dat is noodzakelijk om zo’n nieuw type vliegtuig rendabel te krijgen. Bij een blended wing kan dit niet zo makkelijk omdat elke sectie van het vliegtuig anders is.”

Het ontwerp is niet honderd procent Delfts. De ingenieurs borduren voort op een patent van Airbus. In 2014 had een derdejaars student van de TU Berlijn, die stage liep bij Airbus, een leuk idee. Op de tekentafel plakte hij twee A320-rompen in een V-vorm aan elkaar en gaf de hele constructie een wat meer gestroomlijnde vleugelvorm. Hij plaatste ook nog twee kleine extra vleugeltjes aan de tips. Airbus zag wel wat in het ontwerp en patenteerde het.

Vos was geïntrigeerd. “Ik zag dat ontwerp en dacht ‘dat is leuk’. Maar is het wel echt zo veelbelovend? Met een gezonde academische kritische houding zijn we een onafhankelijk onderzoek gestart. We zijn gaan rekenen en hebben de vorm wat aangepast; we hebben de vleugels wat ovaler gemaakt.”

Doordat dit toestel een betere aerodynamische vorm heeft en een lager gewicht, zou het twintig procent minder brandstof moeten verbruiken dan de Airbus A350. De Airbus A350 dient als referentie. De Flying-V moet ongeveer hetzelfde aantal passagiers gaan vervoeren (314)  en dezelfde hoeveelheid vracht (160m3).

‘Passagiers zullen op zijn vroegst tot 2040 moeten wachten’

Het zal nog wel een hele tijd duren voordat een vliegtuig als deze passagiers vervoert. Als het hele feest al doorgaat. “Passagiers zullen tot op zijn vroegst 2040 moeten wachten”, zegt Vos. In het persbericht dat de TU heeft doen uitgaan na de ondertekening van de samenwerkingsovereenkomst met KLM klinkt het dan ook enigszins bescheiden:  ‘het vliegtuig is oorspronkelijk ontworpen als een mogelijk vliegtuigontwerp voor de toekomst’.

Brown ziet een grote uitdaging in de stabiliteit van het vliegtuig. “Dat is een punt van aandacht. Bij een traditioneel vliegtuig staat het roer ver naar achteren, bij de staart. Bij dit toestel moet er met de vleugels gestuurd worden. Dat is een stuk lastiger.”

Op technologiewebsite arstechnica.com wordt kritisch gereageerd op de Flying-V. Het zal voor passagiers voelen alsof ze in een achtbaan zitten, stelt de site. Doordat reizigers relatief ver van de middenlijn van het vliegtuig zitten, ervaren ze hogere g-krachten op momenten dat het toestel draait. Dit zou zeker gelden voor economyclass passagiers omdat zij verder naar achteren en naar de zijkanten zitten.

Volgens Vos valt dit wel mee. “Airbus heeft er indertijd onderzoek naar gedaan door mensen in een simulator te stoppen. Tot 11 à 12 meter van de middenlijn hadden passagiers nergens last van. Die afstand houden wij aan in ons ontwerp.”

In de oorspronkelijke tekening van Airbus gingen de passagiersstoelen een stuk verder naar achteren richting de vleugeltippen. In het Delftse ontwerp bevindt de bagage zich in achterste helft van vliegtuig.

Belangrijke vraag is verder hoe snel de passagiers het toestel kunnen verlaten in geval van nood. Alle passagiers moeten het vliegtuig binnen 90 seconden hebben verlaten, gebruikmakend van slechts de helft van het aantal nooduitgangen. “Dat zullen we nog uitproberen”, zegt Vos. “Daar hebben we niet het echte toestel voor nodig. We gaan experimenteren met proefpersonen in een ruimte met hetzelfde formaat. Mogelijk zullen we het toestel moeten aanpassen om aan de evacuatie-eisen te voldoen. Maar ik verwacht niet dat dit een show stopper zal zijn.”