Elektriske fly og private jetfly

Hvad er nutidens og fremtidens elektriske fly? Hvilke løsninger findes der for at beskytte miljøet?

I en tid med økologisk krise udvikler transportsektoren sig konstant for at finde mindre forurenende løsninger. Efter elbiler og -både er det nu flyenes og de private jetflys tur til at blive drevet af mere miljøvenlige energikilder. I 2016 afsluttede Solar Impulse 2 sin jordomflyvning efter to år drevet af solenergi. I dag er elektrisk energi i centrum for debatten.

Elektricitet dukkede første gang op i luftfarten i 1881, da brødrene Tissandier præsenterede en luftskibsmodel med en propel, der blev drevet af elektricitet. Elektriske fly blev udviklet i slutningen af Første Verdenskrig, men uden den store succes; de var ikke kraftige nok.

Et århundrede senere bygger luftfartsgiganter og visionære som Elon Musk fremtidens fly. De fleste af disse fly er elektriske, men de bruger også nye teknologier og opfordrer os til at tænke anderledes om luftfart.

Nutidens elektriske fly

Fordi en elmotor er mindre end en petroleumsmotor, har de nye fly nogle gange et revolutionerende design.

• Alpha Electro fra den slovenske producent Pipistrel har en elmotor, der eratre gange lettere end en konventionel motor, samtidig med at den er dobbelt så støjsvag. Det er det eneste elektriske fly i verden, der i øjeblikket er i serieproduktion, og det har været på markedet siden 2017. Dens litium-polymer-batterier kan oplades på 45 minutter, hvilket giver den en rækkevidde på 50 minutter. Det tosædede fly bruges til pilottræning.

• Det elektriske fly Bristell Energic gennemførte med succes sin første flyvning i 2019. Dets elektriske fremdriftssystem er designet af H55, et spin-off af Solar Impulse. Det har en rækkevidde på omkring en time, hvilket gør det ideelt til brug på flyskoler til uddannelse af piloter.

• Alice er et 100 % elektrisk fly fra den israelske opstartsvirksomhed Eviation, som blev præsenteret på Paris Air Show i 2019. Det lover at kunne transportere ni passagerer og to besætningsmedlemmer ved 450 km/t og flyve i 2022. Det har en rækkevidde på 1.000 kilometer, hvilket gør det muligt at tilbagelægge distancer som Paris-Nice eller London-Genève. Den har en Magnix-elmotor og et batteri, som i øjeblikket udgør 60 % af dens samlede vægt. Efter en eksplosion under flyvning i januar 2020 er prototypen i øjeblikket ved at blive færdiggjort.

• City Airbus er en flyvende taxa med fireatrsæder, som er resultatet af et samarbejde mellem Airbus, RATP og ADP Group. Det er et helt elektrisk, støjsvagt hybridfly, som kan lette og lande lodret. Det er designet til byrejser mellem bycentre og lufthavne og kan være klar til OL i 2024. Lilium er også i gang med at udvikle en ultramoderne taxadrone. Andre virksomheder, som f.eks. Uber, arbejder på prototyper af eVTOL-fly (elektrisk vertikal start og landing).

• Airbussom begyndte at udvikleE-fan i 2014, trak sig ud af projektet i 2017 til fordel forE-fan X, som brugerhybridisering. Formålet med denne teknologi er at koble en forbrændingsmotor, som er meget effektiv, sammen med en elmotor. I samarbejde med Rolls-Royce og Siemens sigter Airbus mod at flyve det første hybridfly i 2021.

• NASA arbejder også på elektriske kortdistancefly. Den første version af Mod IV, X-57, blev præsenteret i begyndelsen af 2020. Den endelige version vil have 14 motorer, to store propeller i enderne og seks små propeller på vingerne, som udelukkende vil blive brugt til start og landing. Det vil kunne flyve med en hastighed på 276 km/t og nå en højde på 4.200 meter.

Endelig er den kinesiske RX1E fra Liaoning General Aviation, hybridflyet fra Zunum Aero og Coras eVTOL også blandt de mange eksempler på elektriske fly, der stadig er under udvikling.

Udfordringen i dag

Der er allerede foretaget mange regionale flyvninger med elmotorer. Men det er generelt kun små fly over korte afstande. Udfordringen er nu at flyve større og større fly over længere afstande.

Et flys motor kræver kolossale mængder energi, og elektriske batterier er ikke nok. Et kilo paraffin indeholder 48 gange mere energi end batterier. Denne faktor kan reduceres med visse fremskridt, men at bære batterier gør også flyet tungere under hele rejsen, hvilket kræver mere fremdrift. Det er ikke tilfældet med paraffin, som forbruges under flyvningen.

Endelig handler den elektriske revolution ikke kun om fremdrift; den betyder også, at f.eks. hjulene på et fly kan udstyres med elektriske motorer. Denne praksis, der er kendt som Electric Taxiing, reducerer forbruget af paraffin, emissioner og omkostningerne i forbindelse med flyets taxifaser.

Fremtidens elektriske fly

Der er mange prototyper på vej, finansieret af store luftfartskoncerner og mindre opstartsvirksomheder. En af løsningerne til at bære flere elektriske batterier og flyve længere er at skabe fly af lettere materialer. I 2050 vil flyene være meget anderledes end dem, vi er vant til at se i dag.

Her er et par eksempler:

• Easyjet samarbejder med den amerikanske producent Wright Electric om et 100 % elektrisk fly til 2030. Forsøgene vil finde sted i 2023 med flyvninger, der varer mindre end en time og dækker afstande som London-Amsterdam, Paris-Genève og Lyon-Bordeaux. Wright 1 er designet til at transportere 186 passagerer.

• Transcend Air Vy 400, et hybridfly mellem et fly og en helikopter, der kan nå en marchhastighed på 650 km/t, vil tilbyde sine første kommercielle flyvninger fra 2024 i USA.

• Ifølge Elon Musk repræsenterersupersoniske fly luftfartens fremtid. Boom Supersonic-flyet skal gå på vingerne i 2020, og NASA’s X-59 i 2021. Men dets indvirkning på miljøet er så stor, at det sandsynligvis ikke vil blive udbredt foreløbig.

Biomimik

En anden innovationsproces er biomimicry , en ingeniørteknik, der søger at hente inspiration fra naturen til at forbedre nuværende fly. Airbus har f.eks. designet Bird of Prey regional jet ved hjælp af ørne- og falkvinger, da de er i stand til at flyve hurtigt og i lange perioder. Det har også deformerbare fjer lavet af kompositmaterialer. Det kommer nok aldrig til at se dagens lys, men det har bidraget til nye ideer og en ny måde at tænke luftfart på.

Airbus i 2020 blev der præsenteret et nyt futuristisk fly, Maverick, hvis trekantformede struktur kan spare op til 20 % brændstof sammenlignet med de nuværende single-aisle-fly.

NASA arbejder også på en ny type vinge, der er bygget af tusindvis af dele, der griber ind i hinanden, så den kan ændre form under flyvningen.

Luftskibets tilbagevenden

Luftskibet kan meget vel få et comeback. Denne halvandet århundrede gamle opfindelse er i tråd med vores århundredes udfordringer. Moderniseret har det en række fordele: Det er miljøvenligt (bruger ti gange mindre brændstof end et fly), det kan få adgang til isolerede områder uden infrastruktur, og det kan bære laster på flere hundrede tons. Det britiske firma Varialift har som mål at lancere en flåde af luftskibe, der er designet til tung godstransport. Tre modeller er i øjeblikket under konstruktion på et sted nær Châteaudun i Frankrig. Fremdrevet af helium vil de kun forbruge 15 % af det brændstof, som et fly med samme last skal bruge.

Det franske firma Flying Whales planlægger også at markedsføre et gigantisk hvalformet luftskib fra 2023, som er designet til at forbruge og forurene halvtreds gange mindre end et fly. Luftskibene skal i første omgang bruges til at transportere tømmer fra utilgængelige områder.

Bliver luftfarten mere miljøvenlig?

International konkurrence fremskynder udviklingen af prototyper. Men det tager år at få en ny flytype certificeret, og visse regler er en hindring.

De fleste lande er i gang med at udvikle elektrificeringen af deres fly, hvilket er med til at reducere udledningen. Norge ønsker endda, at alle deres indenrigsflyvninger skal være 100 % elektriske i 2040.

Men som Safran påpeger i sit pressekit fra 2019, vil luftfarten aldrig blive 100 % elektrisk, især ikke når det gælder langdistancefly. Mens mange regionale flyvninger er mulige i dag, vil det kræve en reel teknologisk revolution, hvis batterierne skal kunne levere den strøm, som passagerflyene har brug for. Rapporten forklarer også, at det er flyvninger på over 1.000 kilometer med passagerfly, der desværre står for over 80 % af CO2-udledningen. Desuden er vi nødt til at finde en måde at genbruge batterierne på. Der er dog andre løsninger, som kan supplere elkraften.

Hvad er de økologiske løsninger?

• Solenergi kan erstatte batterier til at drive den elektriske motor. Den ensædede Solar Impulse 2 fløj 42.000 kilometer drevet af 22.000 fotovoltaiske celler. SolarStratos er dens efterfølger; denne tosædede schweizer er i øjeblikket under udvikling.

• Et “grønnere” fly vil kræve en kombination af faktorer: mere brændstofeffektive forbrændingsmotorer, alternative brændstoffer, der kombinerer biobrændstoffer og syntetiske brændstoffer, og så videre. Biobrændstoffer bruges allerede på nogle kortdistanceflyvninger, men samtidig øger brugen af dem skovrydningen.

• I Frankrig hjælper forebyggende vedligeholdelse med at spare brændstof. Air France bruger sin Prognos-software til at overvåge vedligeholdelsen af sine fly. I mellemtiden tilbyder den Toulouse-baserede clean-tech-virksomhed OpenAirlines flyselskaberne innovative løsninger til brændstofstyring. Deres SkyBreathe-software gør det muligt for dem at spare op til 5 % paraffin pr. flyvning.

• En anden interessant tilgang er at forlænge flyets vinger, hvilket reducerer luftmodstanden og dermed brændstofforbruget. 777X fra Boeing er bygget med længere vinger og foldbare vingespidser, så dette ikke udgør et problem.

• Brintdrevne fly er på den anden side et ambitiøst projekt, men vil ikke blive en realitet før om mange år. Ingen producenter har rigtig beskæftiget sig med emnet, fordi et brintdrevet fly ville kræve tanke, deratre gange større end dem til petroleumsfly, og en meget stor mængde elektrisk energi. Hele flyets arkitektur skal gentænkes for at gøre det muligt at transportere passagerer.

Konklusionen er, at fremtidens luftfart er mangesidet og kombinerer flere teknologier. Mens elektriske fly og private jetfly ændrer sig og vokser hurtigt, er miljøvenlige fly sværere at designe.

AEROAFFAIRES vi håber meget snart at kunne tilbyde udlejning af den næste generation af elektriske fly. I mellemtiden giver vores initiativ SkyCo2dig mulighed for at udligne 100 % af de CO2-emissioner, der genereres af dine flyvninger, ved at støtte et skovrejsningsprojekt.

Vores luftfartseksperter står til rådighed på +33 (0) 1 44 09 91 82 24 timer i døgnet, 7 dage om ugen, for at hjælpe dig med at finde den privatflyvning, der passer bedst til dine behov.