Nasa vliegt zuinig, stil én elektrisch dankzij 12 extra motoren

Leaptech-prototype, via Nasa

De Amerikaanse Nasa experimenteert met vliegverkeer binnen de dampkring. Met vleugels vol kleine elektromotoren komt volledig elektrisch en emissievrij vliegen volgens de ruimtevaartorganisatie binnen handbereik.

Minivliegtuig met 3,5 motor per persoon

Nasa bouwt een prototype van een bemand vliegtuig dat volledig op accu vliegt. Als basis dient een vierpersoons-propellervliegtuig van Italiaanse producent Tecnam.

In de transformatie van dit vliegtuig sloopt Nasa niet alleen de twee plofmotoren en brandstoftanks uit het toestel maar moet ook de gehele vleugel er aan geloven. Nasa vervangt de conventionele vleugelsectie door een veel smallere variant, met een minimaal oppervlak én liefst 14 motoren.

Minder luchtweerstand voor 40 procent kostenreductie

Het kost veel meer kracht om een vliegtuig in de lucht te krijgen dan om hem daar te houden. Eenmaal op kruishoogte ligt het brandstofverbruik van een vliegtuig tot twee derde lager dan tijdens het opstijgen en klimmen. De energie-efficiëntie op kruissnelheid kan volgens Nasa echter nog veel beter. De vleugelvorm en motorkracht die nodig zijn om een toestel op hoogte te krijgen, zitten de brandstofefficiëntie van vliegtuigen tijdens de rest van de vlucht in de weg.

Nasa heeft zijn innovatieve vliegtuig juist geoptimaliseerd voor een laag energieverbruik op kruishoogte. Twaalf van de veertien motoren gebruikt het toestel alleen tijdens opstijgen en landen. Door met de kleine motoren, verspreid over de volle spanwijdte, actief lucht over de smalle vleugel te ‘trekken’ is de opwaartse lift toch groot genoeg. Een maal op hoogte klappen de vleugelmotoren in en is de luchtweerstand minimaal.

Op kruissnelheid draaien alleen de twee iets grotere motoren op de uiteinden van de vleugels. Alle 14 motoren van het X-57 Maxwell gedoopte toestel zijn individueel aan te sturen voor een optimaal rendement. Nasa verwacht dat het vliegtuig zo’n 150 kilometer op een acculading kan vliegen. Het basistoestel, de Tecnam P2006T, komt ongeveer tien keer zo ver op een volle tank conventionele vliegtuigbrandstof (twee keer 100 liter). De capaciteit van het accupakket is niet bekend gemaakt maar Nasa verwacht in toekomstige prototypes de reikwijdte wel op te schroeven.

Doorbraak in duurzaam vliegen

Vliegtuigingenieurs spelen al decennia met het idee om de stuwkracht over de vleugel te verspreiden. Hoog-efficiënte en lichtgewicht elektromotoren maken dit nu eindelijk mogelijk. “Het maakt niet uit of je motoren met 10, 100 of 1.000 paardekracht maakt”, zei Nasa-ingenieur Mark Moore bij een presentatie over het vliegtuig. “De compactheid, betrouwbaarheid en efficiëntie is op elke schaal gelijk.”

P2006T-40
Het Italiaanse basisvliegtuig voor Nasa’s X-57 Maxwell-prototype (Bron: Tecnam)

Daarmee is het Leading Edge Asynchronous Propeller (LEAPtech)-concept ook interressant voor vliegtuigen die niet per se volledig elektrisch of zelfs maar hybride vliegen. Elektrische hulpvoorstuwing tijdens vertrek biedt zijn voordelen volgens Moore op elke schaal. Ook voor lijn- of vrachtvliegtuigen.

Dankzij de 95 procent efficiënte elektromotoren, geïntegreerd in de dunne LEAPtech-vleugels, gebruikt het prototype op zijn kruissnelheid 20 procent van de energie van een traditioneel vliegtuig. De verbruiksreductie plus de beperkte slijtage van elektromotoren ten opzichte van conventionele plofmotoren drukken de operationele kosten van vliegen volgens Nasa met 40 procent.

De ruimtevaartorganisatie werkt in het project samen met de bedrijven Joby Aviation en ES Aero. In 2018 verwachten de partners de eerste testvluchten met het omgebouwde propellervliegtuigje te maken. Een jaar later hoopt Nasa een eigen elektrisch vliegtuig met plek voor negen personen te presenteren.

Bron: Nasa / Imagecredit: Nasa

Dit vind je misschien ook leuk...