Elflyg med mindre buller
Inom en snar framtid lyfter de första kommersiella elflygplanen från våra flygplatser. Kanske drivs de då av eldriven fläkt i stället för den konventionella propellern – i alla fall om energiteknikforskaren Nenad Glodic får bestämma.
Utvecklingen av elflygplanen går snabbare än vad många tror. Med målet att Europas flygindustri ska nå netto-noll utsläpp till 2050 tas nu stora kliv på området. Inom några år väntas elektriska flygplan vara i drift på kortare sträckor för att transportera såväl gods som människor.
KTH är med i utvecklingen av den senaste tekniken. En grupp forskare ska tillsammans med GKN Aerospace i Trollhättan, ta fram ett alternativ till de propellerdrivna plan som hittills varit en vanlig lösning för framdrivning av elflygplan.
– Vi utvecklar en eldriven fläkt, vilket är fördelaktigt ur fler perspektiv. Framför allt bullrar det mindre – de flesta som åkt ett propellerplan vet hur den upplevelsen är, säger Nenad Glodic , som leder den just nu tre man starka forskargruppen på Institutionen för Energiteknik.
Med en fläkt blir det också lättare att placera motorn på andra ställen på flygplanskroppen än under vingen. En fläkt som är skyddad av ett hölje är även säkrare vid ett motorhaveri.
Lättviktsmaterial jämförs
Forskningen är inriktad på hur luftflöden interagerar med komponenter, och hur man designar fläktblad så att de blir så tåliga som möjligt. Bland annat jämförs lättviktsmaterialen komposit och aluminium. Varje gram på varje komponent räknas på ett flygplan, speciellt när det drivs på el.
– Vi vill utnyttja kompositens anisotropa egenskaper – att materialet har olika mekaniska egenskaper i olika riktningar. Komposit påverkas av hur man lägger fibrerna, och genom att laborera med det kan vi designa ett optimalt fläktblad som exempelvis inte vibrerar.
Nackdelen med komposit som exempelvis kolfiber, förklarar Nenad Glodic, är att det finns en sprödhet i materialet som gör det känsligt för slag och stötar. Det är något man också måste ta hänsyn till i designen.
Runt om i världen utvecklas för närvarande olika tekniker för fossilfritt flyg, både för bränslen och framdrivning. Vilka lösningar som är mest optimala beror på flygplanens storlek och hur långa sträckor de förväntas köra.
Användas för regionalflygplan
– Batterier kommer nog ha svårt att nå den kapacitet, eller rättare sagt den energitäthet som behövs för framtidens elflyg, åtminstone för medel- och långdistansflyg, om utvecklingen fortsätter i nuvarande takt, säger Nenad Glodic som i nuläget tror mer på vätgas.
– Antingen direkt som bränsle för en gasturbinmotor eller omvandlat till el med hjälp av bränsleceller. I vårt fall kommer den eldrivna fläkten att fungera oavsett om elen kommer från batterier eller vätgasdrivna bränsleceller.
Nenad Glodics projekt, Electric Fan Thruster (EleFanT), finansierat av Energimyndigheten, är tänkt att tillämpas på ett regionalflygplan med cirka 19 passagerarplatser. När vi får se KTH:s eldrivna fläktmotorer i luften vill Nenad Glodic inte svara på, men ur ett forskarperspektiv är det inte långt bort i tid.
– Det är verkligen roligt att få vara med från början och påverka designen av den här typen av komponenter för elflygsindustrin, säger han.
Text: Anna Gullers