El­flyg­plan

El­driv­na flyg­plan är in­te läng­re en ga­len idé ur en sci­ence fic­tion-ro­man. Sto­ra flyg­plans­till­ver­ka­re som Air­bus och Bo­e­ing SAT SAR PÅ T EKNIKEN och ut­ma­nas av en väx­an­de ska­ra nya, små och in­no­va­ti­va fö­re­tag. Förs­ta lan­det med elekt­ri­fi­e­rat in­ri­kes­flyg k

Forskning & Framsteg - - Ledare - Av MA­RIE ALP­MAN Il­lust­ra­tion ZUNUM

Ser­vice­tek­ni­kern drar ut ladd­kon­tak­ten från pla­nets ena si­da. Klart för start. Ljud­löst rul­lar pla­net mot start­ba­nan. Det en­da som de 50 pas­sa­ge­rar­na hör när pla­net skju­ter fart är ett svagt vi­nan­de. Den 40 mil långa re­san kla­ras av på drygt en tim­me. Ut­släp­pen av kol­di­ox­id är noll.

För al­la som har kli­ma­tång­est över si­na flyg­re­sor lå­ter det här sce­na­ri­ot som en dröm. Tys­ta, el­driv­na flyg­plan som lad­dar si­na bat­te­ri­er med för­ny­bar el från sol och vind. År 2040 kan de va­ra verk­lig­het – i Nor­ge. Lan­det som re­dan har högst an­del el­bi­lar i värl­den vill nu elekt­ri­fi­e­ra även sin flygtrafik.

– Jag tror att det är fullt möj­ligt att kor­ta­re flyg­re­sor kan ske helt elekt­riskt till 2040, sä­ger Dag Falk-pe­ter­sen, chef för det stat­li­ga bo­la­get Avinor som dri­ver ma­jo­ri­te­ten av de nors­ka flyg­plat­ser­na.

Med stor en­tu­si­asm be­rät­tar han om pla­ner­na vid en kon­fe­rens om fram­ti­dens ut­släpps­fria flyg som hålls i Oslo i slu­tet av mars. Publi­ken, ett par hund­ra re­p­re- sen­tan­ter från bland an­nat fly­gin­du­strin, ap­plå­de­rar och lovor­dar ini­ti­a­ti­vet.

– Hat­ten av för Nor­ge. De dri­ver på tek­ni­ken som in­ne­bär en li­ka stor re­vo­lu­tion för fly­get som jet­mo­torn, sä­ger Glenn Llewel­lyn, som le­der ar­be­tet med el­drift hos flyg­plans­till­ver­ka­ren Air­bus.

Pla­ner­na på att elekt­ri­fi­e­ra den nors­ka flyg­tra­fi­ken tog sin bör­jan för ett par år se­dan och har stöd från sta­ten. Avinor har fått i upp­drag av nors­ka re­ge­ring­en att ut­for­ma ett pro­gram för att gå till kon­kret hand­ling. Hit­tills har det re­sul­te­rat i en för­stu­die och en be­ställ­ning på ett li­tet två­sit­sigt el­plan som ska le­ve­re­ras i ju­ni. Det ska ge grund­läg­gan­de kun­skap om vad som krävs för ladd­ning, drift och un­der­håll.

Inom ett till två år kan näs­ta sto­ra

steg tas. Då räk­nar Dag Falk-pe­ter­sen med att Avi­o­nor ska be flyg­plans­till­ver­kar­na om an­bud på fem till 15 el­driv­na flyg­plan med plats för tolv till 50 pas­sa­ge­ra­re.

För del­ta­gar­na på kon­fe­ren­sen är de nors­ka pla­ner­na fullt re­a­lis­tis­ka – och nöd­vän­di­ga för att mins­ka fly­gets kli­mat­på­ver­kan. Vis­ser­li­gen blir de sto­ra jet­pla­nen allt bräns­lesnå­la­re; räk­nat per pas­sa­ge­ra­re och kilo­me­ter släp­per de ba­ra ut hälf­ten så myc­ket kol­di­ox­id som för 20 år se­dan. Men ef­tersom flyg­tra­fi­ken väx­er än­nu snab­ba­re ökar ock­så ut­släp­pen.

Att gå över till biobräns­le är ett al­ter­na­tiv, men ut­veck­ling­en går trögt. Flyg­bräns­le till­ver­kat av för­ny­ba­ra rå­va­ror är be­tyd­ligt dy­ra­re än det fos­si­la bräns­let, och ut­bu­det är be­grän­sat. Än så länge finns en­dast en stör­re till­ver­ka­re i värl­den. Om fly­get ska få bukt med ut­släp­pen be­hövs nå­got an­nat – och i kon­fe­rens­sa­len i Oslo rå­der enig­het om att el­drift är den rät­ta vä­gen.

Frå­gan är hur det ska gå till. Att dri­va en el­bil en läng­re sträc­ka krä­ver mas­sor av tunga bat­te­ri­er. Ett flyg­plan mås­te kun­na lyf­ta bå­de sig självt och al­la bat­te­ri­er upp i luf­ten. Ekva­tio­nen ver­kar omöj­lig. Jet­bräns­le in­ne­hål­ler minst 60 gång­er mer ener­gi per ki­lo än da­gens bat­te­ri­er gör.

Olaf Ot­to, mark­nads­chef på in­du­stri­kon­cer­nen Si­e­mens av­del­ning för el­flyg, är än­då op­ti­mis­tisk. Han lå­nar mitt an­teck­nings­block och ri­tar en kur­va över ef­fekt­be­ho­vet un­der en ty­pisk flyg­ning. Det blir en puc­kel i star­ten, se­dan sjun­ker kur­van och lig­ger kon­stant un­der själ­va re­san för att da­la vid land­ning­en. Den här ojäm­na pro­fi­len bi­drar till att jet­mo­to­rer­na in­te all­tid ar­be­tar op­ti­malt. Generellt har de dess­utom en verk­nings­grad på om­kring 50 pro­cent, vil­ket be­ty­der att ba­ra hälf­ten av bräns­let an­vänds till att dri­va pla­net fram­åt. Res­ten är för­lus­ter, mest i form av vär­me.

El­mo­to­rer har dä­re­mot en verk­nings­grad på upp­åt 95 pro­cent. Det be­ty­der att bat­te­ri­er­na in­te mås­te bä­ra med sig li­ka myc­ket ener­gi. Dess­utom kan de fort­fa­ran­de för­bätt­ras, och man ska in­te glöm­ma bort att det finns al­ter­na­tiv. Fle­ra för­sök på­går med att an­vän­da bräns­le­cel­ler i stäl­let för bat­te­ri­er.

En an­nan sak som skil­jer el­mo­torn från jet­mo­torn, po­äng­te­rar Olaf Ot­to, är att el­mo­to­rer­na in­te mås­te va­ra sto­ra för att va­ra ef­fek­ti­va. Det öpp­nar för helt nya sätt att kon­stru­e­ra ener­gi­ef­fek­ti­va flyg­plan.

– Vi kom­mer att få se helt nya ty­per av flyg­plan som ri­tar om kur­vor­na över ener­gi­be­ho­vet, sä­ger han och ri­tar ett plan som i stäl­let för en stor mo­tor un­der var­je vinge har fle­ra mind­re el­mo­to­rer på rad.

Ett så­dant ex­em­pel är ex­pe­ri­ment­pla­net X-57 Max­well, som ut­veck­las av den ame­ri­kans­ka rymd­sty­rel­sen Na­sa och som ut­må­las som ”en ny era inom fly­get”. På de sma­la ving­ar­na sit­ter 14 el­mo­to­rer varav en li­te stör­re vid ving­spet­sar­na. Vid star­ten hjälps al­la mo­to­rer åt för att pla­net ska kun­na lyf­ta från mar­ken. Un­der gång är det dä­re­mot ba­ra de yt­ters­ta mo­to­rer­na som ar­be­tar, me­dan de öv­ri­ga fäl­ler ihop si­na pro­pell­rar för att mins­ka luft­mot­stån­det. Bland an­nat tack va­re ving­ar­nas läg­re vikt och smar­ta ae­ro­dy­na­mik ska pla­net ba­ra krä­va en fem­te­del så myc­ket ener­gi som en tra­di­tio­nell mot­sva­rig­het, en­ligt Na­sas be­räk­ning­ar.

Finns det då någ­ra full­stän­digt elekt­ri­fi­e­ra­de flyg­plan som fak­tiskt fly­ger? Ja, se­dan om­kring tio år går det att kö­pa el­driv­na mo­tor­se­gel­flyg­plan. Och för­ra året star­ta­de se­ri­e­till­verk­ning av värl­dens förs­ta, helt elekt­ris­ka skol­flyg­plan, Alp­ha Electro. Med hjälp av sex bat­te­ri­pa­ket i nospar­ti­et kan det två­sit­si­ga pla­net hål­la sig i luf­ten i un­ge­fär en tim­me.

Bakom ut­veck­ling­en står fö­re­ta­get Pi­pistrel i Slo­ve­ni­en, som nu till­ver­kar ett plan i vec­kan, be­rät­tar grun­da­ren och vd:n Ivo Bosca­rol. Som pi­on­jär inom elekt­riskt flyg finns han så klart på plats på kon­fe­ren­sen i Oslo. Det är för öv­rigt en Alp­ha Electro som Avi­o­nor har be­ställt som sitt förs­ta el­flyg­plan.

Ivo Bosca­rol kan ra­da upp för­de­lar med el­driv­na flyg­plan. För­u­tom att de blir tys­ta, ef­fek­ti­va och ut­släpps­fria – så länge de lad­das med för­ny­bar el – så blir de ock­så bil­li­ga­re i drift. Mo­to­rer­na krä­ver mind­re un­der­håll och elen är bil­li­ga­re än van­ligt flyg­bräns­le.

– Vi kan få ner kost­na­der­na för en flyg­lek­tion med över 70 pro­cent, sä­ger han och be­rät­tar att pla­net an­vän­der pro­pel­lern som en ge­ne­ra­tor un­der land­ning­en för att åter­vin­na ener­gi, un­ge­fär som el­bi­lar kan ta va­ra på brom­se­ner­gin.

Men för stör­re plan och läng­re flyg­ning­ar är bat­te­ri­er­na fort­fa­ran­de för då­li­ga. Pre­cis som bil­till­ver­kar­na sat­sar där­för fle­ra flyg­plans­till­ver­ka­re på hy­bri­der. För att av­las­ta bat­te­ri­er­na

pla­ce­ras en för­brän­nings­mo­tor om­bord f ö ratt­kun­na dri­va en ge­ne­ra­tor som ger el till el­mo­torn.

– Be­räk­ning­ar vi­sar att det kan mins­ka ener­gi­be­ho­vet med 10 till 20 pro­cent från start till land­ning, sä­ger Olaf Ot­to och för­kla­ra ratt­be­spa­ring­en kom­mer av att för­brän­nings­mo­torn kan gö­ras mind­re och dri­vas mer op­ti­malt än en van­lig flyg­mo­tor. Drivs den dess­utom med biobräns­le och bat­te­ri­er­na lad­das med för­ny­bar el blir net­to­ut­släp­pen noll.

För att ut­veck­la och tes­ta hy­brid­tek­ni­ken i luf­ten star­ta­de Si­e­mens i slu­tet av för­ra året ett stort pro­jekt till­sam­mans med Air­bus och flyg mo­tor­till­ver­ka­ren Rolls-royce. Till­sam­mans ut­veck­lar de tre fö­re­ta ge­nett slags fly­gan­de ut­veck­lings­platt­form, som be­står a vett tra­di­tio­nellt fyr­mo­to­rigt plan med plats för 100 pas­sa­ge­ra­re, som ska byg­gas om för hy­brid­d­rift. I ett förs­ta steg byts en av de van­li­ga mo­to­rer­na ut mot en el­mo­tor. Pre­miär­flyg­ning e när­pla­ne­rad till 2020. Där ef­ters­ka yt­ter­li­ga­re en mo­tor by­tas ut.

Air­bus störs­ta kon­kur­rent, Bo­e­ing, sat­sar ock­så på hy­brid­tek­nik och har in­ve­ste­rat i ame­ri­kans­ka Zunum, som grun­da­des 2013 och ut­veck­lar hy­brid­plan för kor­ta­re flyg­re­sor. Re­dan 2023 ska det förs­ta pla­net med plats för tolv pas­sa­ge­ra­re och en räck­vidd på om­kring 100 mil bör­ja till­ver­kas. Till mit­ten av 2030-ta­let hop­pas fö­re­ta­get på flyg­plan som kan fly­ga 240 mil och som har plats för 100 pas­sa­ge­ra­re. Tan­ken är att tys­ta el­plan ska tra­fi­ke­ra små flyg­plat­ser nä­ra stä­der­na.

– Även om det tar läng­re tid i luf­ten kan res­ti­den från dörr till dörr hal­ve­ras om du slip­per ta dig till en stor­flyg­plats, sä­ger Zu­nums vd, Matt Knapp. Han räk­nar med att det finns 13 000 mind­re flyg­plat­ser ba­ra i USA som kan tra­fi­ke­ras av re­gi­o­na­la el­plan.

Han hop­pas att Nor­ge ska bli en av hans förs­ta kun­der. Lan­det är på många sätt ide­a­liskt för el­flyg, med många små flyg­plat­ser re­la­tivt nä­ra varand­ra och med få pas­sa­ge­ra­re. Ber­gen och fjor­dar­na gör det svårt att fär­das på and­ra sätt. Dess­utom kom­mer 98 pro­cent av Nor­ges el från vat­ten­kraft.

Men det finns sto­ra hin­der på vä­gen. Ett stort så­dant är cer­ti­fi­e­ring. För att få fly­ga med pas­sa­ge­ra­re krävs ri­go­rö­sa sä­ker­hets­test som kan ta många år. Sä­ker­he­ten är för öv­rigt ett an­nat frå­ge­tec­ken. En el­bil som blir stå­en­de vid väg­kan­ten för att bat­te­ri­er­na har ta­git slut är ingen­ting jäm­fört med ett el­flyg­plan vars bat­te­ri­er tar slut up­pe i luf­ten. Än vär­re är det om bat­te­ri­er­na bör­jar brin­na.

Det är in­te svårt att hit­ta fors­ka­re som är skep­tis­ka till att ut­veck­ling­en av el­driv­na flyg­plan går så snabbt som fö­re­språ­kar­na hop­pas. En av dem är Ulf Ring­ertz, pro­fes­sor i flyg­tek­nik på Kung­li­ga tek­nis­ka hög­sko­lan, KTH. Han tror att det blir svårt att ska­la upp tek­ni­ken.

– Pro­ble­met är bat­te­ri­er­na, som har all­de­les för låg ener­gi­tät­het. Det är svårt att se att det ska gå att gö­ra lön­samt i jäm­fö­rel­se med det flyg vi har i dag, sä­ger han.

Även In­go Staack, flyg­fors­ka­re vid Lin­kö­pings uni­ver­si­tet, har svårt att se hur bat­te­ri­er skul­le kun­na an­vän­das för läng­re flyg­ning­ar.

– Ke­min sät­ter grän­ser för hur bra bat­te­ri­er­na kan bli. Dess­utom mås­te pla­net bä­ra med sig bat­te­ri­er­na även när de är tom­ma. Det är en stor nack­del.

För mind­re flyg­plan finns dä­re­mot in­te sam­ma tek­nis­ka hin­der. Inom det­ta om­rå­de rå­der feb­ril ak­ti­vi­tet. Runt om i värl­den på­går ett 70-tal pro­jekt som ut­veck­lar oli­ka ty­per av fly­gan­de tax­i­plan med plats för upp till fy­ra pas­sa­ge­ra­re. Tan­ken är att kor­ta res­ti­der­na i sto­ra stä­der med hjälp av bil­li­ga, tys­ta och el­driv­na far­kos­ter, som tar pas­sa­ge­ra­re från håll­plat­ser på ett hus­tak till ett an­nat. På sikt ska re­sor­na till och med ske ut­an pi­lot.

Bland dem som in­ve­ste­rar i tek­ni­ken finns Air­bus. Fö­re­ta­get ut­veck­lar två små bat­te­ri­driv­na far­kos­ter. Den ena, som har fått nam­net Va­ha­na, lyf­te från mar­ken i ja­nu­a­ri i år och hov­ra­de nå­gon mi­nut in­nan den lan­da­de igen. Den and­ra far­kos­ten, döpt till Ci­ty Air­bus, är en så kal­lad mul­ti­kop­ter med fy­ra ro­to­rer. Pre­miär­flyg­ning­en ska ske se­na­re i år.

Även när det gäl­ler fly­gan­de taxi är pla­ner­na op­ti­mis­tis­ka. Om­kring 2025 spås tra­fi­ken va­ra i gång. Det gäl­ler då att myn­dig­he­ter­na har gett till­stånd och att de kun­nat vi­sa att pla­nen är till­räck­ligt säk­ra. Vad bil­jett­pri­set slut­li­gen lan­dar på är än­nu ett stort frå­ge­tec­ken. l

HÖGTFLYGANDE PLA­NER År 2022 pla­ne­rar ­ame­ri­kans­ka Zunum att sät­ta sitt förs­ta hy­brid-el­plan i tra­fik. Pla­net ska ha plats för 12 pas­sa­ge­ra­re och en max­fart på 500 kilo­me­ter i tim­men. Näs­ta steg är ett hy­brid­plan för 50 pas­sa­ge­ra­re. Des­sa plan ska...

Tys­ka Li­li­um (t.v.) och ki­ne­sis­ka Ehang (ovan) är två av de cir­ka 70 fö­re­tag i värl­den som ut­veck­lar nya ty­per av el­driv­na tax­i­flyg med plats för två till fy­ra pas­sa­ge­ra­re.

Newspapers in Swedish

Newspapers from Sweden

© PressReader. All rights reserved.