De vraag naar vliegtickets stijgt explosief. Kan dat nog wel lang goed gaan? Promovendus ir.drs. Alexander de Haan denkt van niet. "Er valt te weinig te verbeteren aan de huidige vliegtuigen om duurzaam te kunnen blijven vliegen."
Behalve vliegtuigspotters die langs de baan turen naar exotische toestellen zijn de meeste experts het erover eens: grote passagiersvliegtuigen lijken allemaal erg veel op elkaar. En dat doen ze al jaren. De straalvliegtuigen zijn sinds ze voor het voor het eerst het daglicht zagen een stuk stiller geworden en wel viermaal energiezuiniger. Maar nu, na ongeveer vijftig jaar, lijkt het passagiersvliegtuig bijna uitontwikkeld.
Dit laatste concludeert ook ir. drs. Alexander de Haan van Techniek, Bestuur en Management (TBM). “Met een beetje schaafwerk, het gladder maken van het toestel en het gebruik van lichtere materialen, kunnen we nog wat procenten aan vliegefficiëntie winnen, maar het plafond is binnenkort bereikt”, aldus de onderzoeker.
Voor zijn promotie . eind deze maand – ontwikkelde De Haan een model om de duurzaamheid van de luchtvaart tot vijftig jaar vooruit te voorspellen. Zijn model is een gereedschap voor beleidsmakers van de Europese Unie (EU). Ze kunnen er allerlei aannames zelf in aanpassen. Zo kunnen ze verschillende scenario’s voor economische groei invoeren en de effecten daarvan op de luchtvaartsector met elkaar vergelijken.
Tegelijkertijd wilde De Haan met zijn promotiewerk een duidelijke onderzoeksvraag beantwoorden: kunnen we met alleen de huidige ideeën over technologische ontwikkelingen de luchtvaart duurzaam maken?
De Europese Unie wil een duurzamere luchtvaart. Ze heeft zich niet vastgepind aan concrete cijfers, maar als duurzaam onder andere inhoudt dat het totale luchtverkeer de komende decennia in ieder geval niet meer CO2 mag uitstoten dan nu, dan heeft de luchtvaartsector volgens de onderzoeker een groot probleem. De Haan: “De vraag naar vliegtickets zal de komende vijftig jaar minimaal verdubbelen en misschien zelfs wel vertienvoudigen. Zelfs bij de meest conservatieve prognose moet een revolutionair nieuw toestel gemaakt worden.”
Derde dek
Niet alleen moet de C02-emissie per passagierskilometer . de meeteenheid in de luchtvaart – omlaag als het aan de EU ligt. Vliegen moet ook minder geluidsoverlast opleveren, het moet nog veiliger worden, het verkeersnetwerk moet fijnmaziger, lijndiensten moeten frequenter en stipter, de prijs van een ticket moet omlaag en vliegvelden moeten uitbreiden en voor meer werkgelegenheid zorgen.
De Haan nam allerlei technieken onder de loep waarmee de luchtvaartindustrie nu of in de nabije toekomst duurzamer hoopt te kunnen vliegen. Zijn conclusie: geen van allen kunnen ze de ‘duurzaamheidslag’ leveren die, gezien de groeicijfers in de luchttransport, de situatie tenminste net zo goed houdt als vandaag de dag.
Als eerste ‘techniek’ noemt de TBM’er schaalvergroting. Samen met een collega en tien studenten heeft hij onderzocht wat er zou gebeuren als ze de romp van de Airbus 380 . het grootste vliegtuig dat nu bestaat . zouden verhogen zodat er een derde passagiersdek komt. Het vliegtuig zou dan plaats bieden aan duizend mensen. “Uit onze berekeningen blijkt dat je met zo’n toestel tien procent minder energie verbruikt per passagierskilometer”, zegt De Haan. “Doordat er bovendien relatief minder personeel nodig is worden de kosten vijftien procent lager.”
Maar een dergelijk toestel zou een vleugelspanwijdte hebben van meer dan tachtig meter, het maximum dat luchthavens toestaan. Bovendien zou het alleen ingezet kunnen worden tussen grote, ver van elkaar afgelegen vliegvelden, de mainports.
Een ander probleem met zo’n reus is dat hij mensen afschrikt. Studenten van De Haan vroegen aan piloten of zij het toestel zouden willen besturen. “Ongeveer één op de vier vliegeniers piepte”, aldus de onderzoeker. “‘Een toestel met duizend man erin, daar stap ik niet in’, zeiden ze.”
De samenleving zou er ook niet om staan te springen. “Ruim de helft van de mensen vindt het eng, blijkt uit mijn interviews. Als er eens iets mis gaat zijn er in één klap duizend doden. Vraag is ook of het toestel op tijd geëvacueerd kan worden. Iedereen moet binnen negentig seconden buiten kunnen staan. Ook al is de angst om met zoveel mensen in een toestel een irreële angst die we indertijd ook zagen bij de introductie van de Boeing 747, het kan het een drempel zijn voor de bouw van zo’n toestel.”
Moeten we niet gewoon meer bomen planten om onze CO2-uitstoot te compenseren, zoals we nu al doen? De Haan: “Dat houdt ook al snel op. Op een gegeven moment is er geen plek meer om ze te planten.” Vliegtuigen op biobrandstof lijken de Delftenaar ook geen optie. “We zouden jaarlijks een paar maal het oppervlak van Nederland nodig hebben om het ‘voedsel’ te kweken voor de luchtvaart”, zegt De Haan. “En met de verwachte groeicijfers neemt dat oppervlak snel toe.”
Glare
Door het toestel lichter te maken kan de luchtvaartindustrie nog wel aardig wat winst boeken. In de Airbus 380 is al veelvuldig gebruik gemaakt van de in Delft ontwikkelde composiet glare. Volgens composietenonderzoekers die De Haan opvoert in zijn onderzoek, zou het toestel met meer composieten nog lichter worden en bovendien gladder en daarmee aerodynamischer. Het zou hierdoor maximaal vijftien procent minder energie verbruiken.
Door af te wijken van de gebaande vliegpaden zouden vliegtuigen rechter op hun doel af kunnen vliegen en nog eens twee procent extra aan brandstof kunnen besparen. Dit is alleen mogelijk met sterk verbeterde navigatiesystemen aan boord.
En het verbeteren van de propellermotoren? Een propellermotor zet tweemaal zo efficiënt energie uit de brandstof om in bewegingsenergie als een straalmotor. “Probleem is alleen dat een propellervliegtuig niet harder kan dan mach 0.6 (ruim de helft van de geluidsnelheid – red.)”, zegt De Haan. “Bij een hogere snelheid moeten de uiteinden van de propeller door de geluidsbarrière breken en dat kost ontzettend veel energie. Maar er zijn mensen die onderzoeken of met bijvoorbeeld heel dunne en gebogen propellerbladen de motoren wel hogere snelheden aan kunnen. Een doorbraak zou hier leiden tot toestellen die met dezelfde snelheid als straalvliegtuigen (mach 8 a’ 9) dertig procent minder energie verbruiken.”
Als laatste optie noemt De Haan het radicale concept van de blended wing body, waarbij romp en vleugels ineen vloeien. Zelfs zo’n vliegtuig zou volgens De Haan niet duurzaam genoeg zijn. “Het zou ‘slechts’ twintig procent minder brandstof verbruiken. Technisch een enorme sprong vooruit, maar verblekend bij de verwachte groeicijfers.”
Misschien moeten we wel naar heel iets anders toe, concludeert de onderzoeker. “Sinds de jaren negentig hebben luchtvaartmaatschappijen weer een beetje oog voor zeppelins. Als ze ongeveer honderd kilometer per uur vliegen, verbruiken ze minder brandstof dan vliegtuigen. Ze zouden wat snelheid betreft vooral concurreren met bussen en treinen en niet echt met vliegtuigen. Maar er zijn onderzoekers die stellen dat als mensen het als een beleving zien om in een zeppelin te vliegen, de luchtballon misschien toch wel wat marktaandeel kan overnemen van het vliegtuig. Snelheid is dan niet meer het belangrijkst. Het is een heel andere manier van denken.”
Vliegende schotel
Het staartloze vliegtuig in de vorm van een vliegende schotel, waar de onlangs opgerichte luchtvaartafdeling Delcraftworks van Luchtvaart- en Ruimtevaarttechniek aan rekent, is een revolutionair idee dat De Haan toejuicht. “Misschien zal het in het begin heel duur zijn om in zo’n vliegende schotel te reizen. Maar als mensen het als een mooie beleving ervaren is er misschien wel een markt voor. Langzaam aan zou het toestel dan ook op prijs kunnen gaan concurreren met de huidige vliegtuigen.”
Het is de kunst om het Delftse toestel bestuurbaar te maken zonder staart, want die zorgt voor veel luchtweerstand. Daarvoor is controle van de stromende lucht rond de vleugel vereist. Door op bepaalde plekken lucht weg te zuigen met kleine, in de vleugel ingebouwde zuigertjes, verwachten de Delftse onderzoekers de weerstand en draagkracht van de vleugel te variëren en daarmee te sturen. Het is natuurlijk nog allemaal speculeren of het vliegtuig ooit daadwerkelijk in de lucht zal hangen. Maar van dit soort nieuwe ideeën moet de luchtvaartindustrie het volgens De Haan hebben om te overleven.
Geld moet volgens De Haan grotendeels van overheden komen, bijvoorbeeld de Europese Unie. “Luchtvaartmaatschappijen kunnen nauwelijks in revolutionaire toestellen investeren”, zegt hij. “De concurrentie is enorm en de marges zijn miniem. Slechts enkele euro’s op een ticket. Vorige week nog zei de woordvoerder van Transavia in de Volkskrant dat hij niet zeker wist of zijn bedrijf het volgende jaar nog wel winst zou maken. Door hun benarde financiële situatie hebben luchtvaartmaatschappijen een erge kortetermijnvisie.”
“Als mensen het als een beleving zien om in een zeppelin te vliegen, zou de luchtballon misschien wel wat marktaandeel kunnen overnemen van het vliegtuig.” (Foto: ANP)
Als je de romp van de Airbus 380 . het grootste vliegtuig dat nu bestaat . zou verhogen zodat er een derde passagiersdek komt, zou het vliegtuig plaats bieden aan duizend mensen. (Foto: ANP)
Het staartloze vliegtuig in de vorm van een vliegende schotel, waar de onlangs opgerichte luchtvaartafdeling Delcraftworks van Luchtvaart- en Ruimtevaarttechniek aan rekent, is een revolutionair idee dat Alexander de Haan ontzettend toejuicht. (Foto: Delcraftworks)
Behalve vliegtuigspotters die langs de baan turen naar exotische toestellen zijn de meeste experts het erover eens: grote passagiersvliegtuigen lijken allemaal erg veel op elkaar. En dat doen ze al jaren. De straalvliegtuigen zijn sinds ze voor het voor het eerst het daglicht zagen een stuk stiller geworden en wel viermaal energiezuiniger. Maar nu, na ongeveer vijftig jaar, lijkt het passagiersvliegtuig bijna uitontwikkeld.
Dit laatste concludeert ook ir. drs. Alexander de Haan van Techniek, Bestuur en Management (TBM). “Met een beetje schaafwerk, het gladder maken van het toestel en het gebruik van lichtere materialen, kunnen we nog wat procenten aan vliegefficiëntie winnen, maar het plafond is binnenkort bereikt”, aldus de onderzoeker.
Voor zijn promotie . eind deze maand – ontwikkelde De Haan een model om de duurzaamheid van de luchtvaart tot vijftig jaar vooruit te voorspellen. Zijn model is een gereedschap voor beleidsmakers van de Europese Unie (EU). Ze kunnen er allerlei aannames zelf in aanpassen. Zo kunnen ze verschillende scenario’s voor economische groei invoeren en de effecten daarvan op de luchtvaartsector met elkaar vergelijken.
Tegelijkertijd wilde De Haan met zijn promotiewerk een duidelijke onderzoeksvraag beantwoorden: kunnen we met alleen de huidige ideeën over technologische ontwikkelingen de luchtvaart duurzaam maken?
De Europese Unie wil een duurzamere luchtvaart. Ze heeft zich niet vastgepind aan concrete cijfers, maar als duurzaam onder andere inhoudt dat het totale luchtverkeer de komende decennia in ieder geval niet meer CO2 mag uitstoten dan nu, dan heeft de luchtvaartsector volgens de onderzoeker een groot probleem. De Haan: “De vraag naar vliegtickets zal de komende vijftig jaar minimaal verdubbelen en misschien zelfs wel vertienvoudigen. Zelfs bij de meest conservatieve prognose moet een revolutionair nieuw toestel gemaakt worden.”
Derde dek
Niet alleen moet de C02-emissie per passagierskilometer . de meeteenheid in de luchtvaart – omlaag als het aan de EU ligt. Vliegen moet ook minder geluidsoverlast opleveren, het moet nog veiliger worden, het verkeersnetwerk moet fijnmaziger, lijndiensten moeten frequenter en stipter, de prijs van een ticket moet omlaag en vliegvelden moeten uitbreiden en voor meer werkgelegenheid zorgen.
De Haan nam allerlei technieken onder de loep waarmee de luchtvaartindustrie nu of in de nabije toekomst duurzamer hoopt te kunnen vliegen. Zijn conclusie: geen van allen kunnen ze de ‘duurzaamheidslag’ leveren die, gezien de groeicijfers in de luchttransport, de situatie tenminste net zo goed houdt als vandaag de dag.
Als eerste ‘techniek’ noemt de TBM’er schaalvergroting. Samen met een collega en tien studenten heeft hij onderzocht wat er zou gebeuren als ze de romp van de Airbus 380 . het grootste vliegtuig dat nu bestaat . zouden verhogen zodat er een derde passagiersdek komt. Het vliegtuig zou dan plaats bieden aan duizend mensen. “Uit onze berekeningen blijkt dat je met zo’n toestel tien procent minder energie verbruikt per passagierskilometer”, zegt De Haan. “Doordat er bovendien relatief minder personeel nodig is worden de kosten vijftien procent lager.”
Maar een dergelijk toestel zou een vleugelspanwijdte hebben van meer dan tachtig meter, het maximum dat luchthavens toestaan. Bovendien zou het alleen ingezet kunnen worden tussen grote, ver van elkaar afgelegen vliegvelden, de mainports.
Een ander probleem met zo’n reus is dat hij mensen afschrikt. Studenten van De Haan vroegen aan piloten of zij het toestel zouden willen besturen. “Ongeveer één op de vier vliegeniers piepte”, aldus de onderzoeker. “‘Een toestel met duizend man erin, daar stap ik niet in’, zeiden ze.”
De samenleving zou er ook niet om staan te springen. “Ruim de helft van de mensen vindt het eng, blijkt uit mijn interviews. Als er eens iets mis gaat zijn er in één klap duizend doden. Vraag is ook of het toestel op tijd geëvacueerd kan worden. Iedereen moet binnen negentig seconden buiten kunnen staan. Ook al is de angst om met zoveel mensen in een toestel een irreële angst die we indertijd ook zagen bij de introductie van de Boeing 747, het kan het een drempel zijn voor de bouw van zo’n toestel.”
Moeten we niet gewoon meer bomen planten om onze CO2-uitstoot te compenseren, zoals we nu al doen? De Haan: “Dat houdt ook al snel op. Op een gegeven moment is er geen plek meer om ze te planten.” Vliegtuigen op biobrandstof lijken de Delftenaar ook geen optie. “We zouden jaarlijks een paar maal het oppervlak van Nederland nodig hebben om het ‘voedsel’ te kweken voor de luchtvaart”, zegt De Haan. “En met de verwachte groeicijfers neemt dat oppervlak snel toe.”
Glare
Door het toestel lichter te maken kan de luchtvaartindustrie nog wel aardig wat winst boeken. In de Airbus 380 is al veelvuldig gebruik gemaakt van de in Delft ontwikkelde composiet glare. Volgens composietenonderzoekers die De Haan opvoert in zijn onderzoek, zou het toestel met meer composieten nog lichter worden en bovendien gladder en daarmee aerodynamischer. Het zou hierdoor maximaal vijftien procent minder energie verbruiken.
Door af te wijken van de gebaande vliegpaden zouden vliegtuigen rechter op hun doel af kunnen vliegen en nog eens twee procent extra aan brandstof kunnen besparen. Dit is alleen mogelijk met sterk verbeterde navigatiesystemen aan boord.
En het verbeteren van de propellermotoren? Een propellermotor zet tweemaal zo efficiënt energie uit de brandstof om in bewegingsenergie als een straalmotor. “Probleem is alleen dat een propellervliegtuig niet harder kan dan mach 0.6 (ruim de helft van de geluidsnelheid – red.)”, zegt De Haan. “Bij een hogere snelheid moeten de uiteinden van de propeller door de geluidsbarrière breken en dat kost ontzettend veel energie. Maar er zijn mensen die onderzoeken of met bijvoorbeeld heel dunne en gebogen propellerbladen de motoren wel hogere snelheden aan kunnen. Een doorbraak zou hier leiden tot toestellen die met dezelfde snelheid als straalvliegtuigen (mach 8 a’ 9) dertig procent minder energie verbruiken.”
Als laatste optie noemt De Haan het radicale concept van de blended wing body, waarbij romp en vleugels ineen vloeien. Zelfs zo’n vliegtuig zou volgens De Haan niet duurzaam genoeg zijn. “Het zou ‘slechts’ twintig procent minder brandstof verbruiken. Technisch een enorme sprong vooruit, maar verblekend bij de verwachte groeicijfers.”
Misschien moeten we wel naar heel iets anders toe, concludeert de onderzoeker. “Sinds de jaren negentig hebben luchtvaartmaatschappijen weer een beetje oog voor zeppelins. Als ze ongeveer honderd kilometer per uur vliegen, verbruiken ze minder brandstof dan vliegtuigen. Ze zouden wat snelheid betreft vooral concurreren met bussen en treinen en niet echt met vliegtuigen. Maar er zijn onderzoekers die stellen dat als mensen het als een beleving zien om in een zeppelin te vliegen, de luchtballon misschien toch wel wat marktaandeel kan overnemen van het vliegtuig. Snelheid is dan niet meer het belangrijkst. Het is een heel andere manier van denken.”
Vliegende schotel
Het staartloze vliegtuig in de vorm van een vliegende schotel, waar de onlangs opgerichte luchtvaartafdeling Delcraftworks van Luchtvaart- en Ruimtevaarttechniek aan rekent, is een revolutionair idee dat De Haan toejuicht. “Misschien zal het in het begin heel duur zijn om in zo’n vliegende schotel te reizen. Maar als mensen het als een mooie beleving ervaren is er misschien wel een markt voor. Langzaam aan zou het toestel dan ook op prijs kunnen gaan concurreren met de huidige vliegtuigen.”
Het is de kunst om het Delftse toestel bestuurbaar te maken zonder staart, want die zorgt voor veel luchtweerstand. Daarvoor is controle van de stromende lucht rond de vleugel vereist. Door op bepaalde plekken lucht weg te zuigen met kleine, in de vleugel ingebouwde zuigertjes, verwachten de Delftse onderzoekers de weerstand en draagkracht van de vleugel te variëren en daarmee te sturen. Het is natuurlijk nog allemaal speculeren of het vliegtuig ooit daadwerkelijk in de lucht zal hangen. Maar van dit soort nieuwe ideeën moet de luchtvaartindustrie het volgens De Haan hebben om te overleven.
Geld moet volgens De Haan grotendeels van overheden komen, bijvoorbeeld de Europese Unie. “Luchtvaartmaatschappijen kunnen nauwelijks in revolutionaire toestellen investeren”, zegt hij. “De concurrentie is enorm en de marges zijn miniem. Slechts enkele euro’s op een ticket. Vorige week nog zei de woordvoerder van Transavia in de Volkskrant dat hij niet zeker wist of zijn bedrijf het volgende jaar nog wel winst zou maken. Door hun benarde financiële situatie hebben luchtvaartmaatschappijen een erge kortetermijnvisie.”
“Als mensen het als een beleving zien om in een zeppelin te vliegen, zou de luchtballon misschien wel wat marktaandeel kunnen overnemen van het vliegtuig.” (Foto: ANP)
Als je de romp van de Airbus 380 . het grootste vliegtuig dat nu bestaat . zou verhogen zodat er een derde passagiersdek komt, zou het vliegtuig plaats bieden aan duizend mensen. (Foto: ANP)
Het staartloze vliegtuig in de vorm van een vliegende schotel, waar de onlangs opgerichte luchtvaartafdeling Delcraftworks van Luchtvaart- en Ruimtevaarttechniek aan rekent, is een revolutionair idee dat Alexander de Haan ontzettend toejuicht. (Foto: Delcraftworks)
Comments are closed.