Kommer der snart elektriske fly?

Solar Impulse 2 afslørede den 9. april 2014, ligesom Onera gjorde det den 7. april, planer om 100 % elektriske fly, som ikke har været tænkelige i flere årtier…

Det fly, der præsenteres for første gang i morgen på en schweizisk luftbase, har ikke meget til fælles med dem, vi kender. Mens vingefanget på Solar Impulse 2 er tæt på en Airbus A380 (72 meter), er vægten (2,4 tons) næppe højere end på en 4×4. Frem for alt vil det kun medbringe én person ad gangen til en virkelig ekstraordinær udfordring: den første flyvning jorden rundt – med mellemlandinger – med et helt elektrisk fly, der drives af solenergi.

I 2010 havde en første prototype af Solar Impulse allerede fløjet i 26 timer i træk. Den nye version, som er designet af Bertrand Piccard og André Borschberg, initiativtagerne til dette vanvittige projekt, vil være i stand til at holde sig i luften i fem til seks dage, afhængigt af vejrforholdene. Solar Impulse 2 er større og stærkere – forgængeren kunne ikke flyve gennem skyer, fordi dens elektriske kredsløb ikke var vandtætte nok til at begrænse vægten – og mere komfortabel, selv om forbedringen er relativ: Kabinen er ikke under tryk, og der kan kun være én pilot om bord ad gangen.

Takket være flere industrielle partnere (Solvay, Altran, SunPower, Bayer osv.) og forskere (EPFL) drager flyet fordel af de nyeste innovationer inden for materialer, batterier og solcelleeffektivitet. Men dets ultralette kulfiberstruktur minder mere om brødrene Wright eller Santos-Dumont end om moderne fly. solar Impulse er et symbol på alt det, man kan gøre med moderne teknologi ved at presse den til det yderste,” siger Bertand Piccard. Det er også en måde at vise, at vi kan løse vores energiudfordringer, i det mindste delvist, gennem teknologiske fremskridt

I dag satser producenterne først og fremmest på det “mere” elektriske fly, som f.eks. kan rulle på jorden uden brug af motorer. Men hvad med det rigtige elektrisk drevne fly? Er det en ingeniørfantasi, en teknologisk demonstrator eller et reelt koncept for fremtiden? I går aftes præsenterede et hold forskere fra Aeronautics and Space Research Centre med hjælp fra CEA Tech deres svar for omkring hundrede håndplukkede industrifolk i Aéro-Club de France. Resultatet af deres fremsynede øvelse er et rigtigt fly, ganske vist stadig på papir, men et, der meget vel kan komme til at flyve en dag.

“Vores konklusion er, at elektrisk drevne fly er teknisk gennemførlige og teoretisk mulige til kommerciel transport inden for to tilatrårtier, afhængigt af de planlagte missioner”, opsummerer Antoine Guigon, direktør for Oneras Aerospace Foresight Department. “Det er et vigtigt mål, for selv om luftfartens miljømæssige fodaftryk er ret lille sammenlignet med bilens, har den en betydelig indvirkning på mennesker, især på grund af støj”, indrømmer Pierre Duval, arrangør af aftenen for Aéro-club de France og formand for miljøudvalget i Fédération aéronautique internationale.

Hvis deadline virker så langt væk, er det fordi problemet er komplekst. Luftfarten er fortsat afhængig af paraffin, fordi olie er en koncentreret energiform, fleksibel og nem at bruge. “Med vores nuværende viden vil elektrisk fremdrift ikke være i stand til at opnå samme høje ydeevne som den nuværende fremdrift i flere årtier. Vi er nødt til at finde på banebrydende koncepter og teknologier”, forklarer Antoine Guigon. Det nytter ikke noget at forsøge at “elektrificere” et eksisterende fly: Vi er nødt til at starte helt fra bunden.

PROPELLER PÅ VINGEN

Det er, hvad Oneras forskere har gjort, forsigtigt. Mens de drømmer om et fly, der kan transportere 100 passagerer over tusindvis af kilometer, har de været mere beskedne, da de tog fat på det personlige forretningsfly, der kan transportereatre personer over 600 kilometer på mindre end to timer. Dets generelle udseende virker velkendt, men i virkeligheden ændres alt: form, fremdrift, energi, aerodynamik … Elektricitet er et gennembrud. For det første: I modsætning til nutidens motorer, hvis effektivitet stiger med størrelsen, kan deres elektriske fætre være små, men effektive. Væk er de store, klodsede motorer, som går ud over aerodynamikken. Små, strømlinede propeller er placeret bag på vingen. Som en ventilator absorberer hver propel luften og sender den bagud for at skabe fremdrift.

Det eneste, der mangler, er strømforsyningen. Det er umuligt at lade sig inspirere af Solar Impulse og dets solcellepaneler, hvis effekt stadig er alt for lav til et fly med flere passagerer. I Onera-projektet vil elektriciteten blive leveret af batterier, men først og fremmest produceret om bord af en brændselscelle. Problemet er, at det vil være nødvendigt at opbevare flere kilo brint ved højt tryk eller i flydende form, hvilket kræver en meget lav temperatur. Antoine Guigon mener derfor, at man kan forestille sig et mellemstadie med hybrid fremdrift, hvor elektriciteten produceres af energien fra forbrændingsmotorer: “For eksempel ville en turbomaskine drive en elmotor. Men det flykoncept, der vil få mest muligt ud af en kombination af forbrændings- og elkraft, er endnu ikke defineret

Forskerne har identificeret andre forhindringer, der skal overvindes, især den indbyggede elektroniks modstandsdygtighed over for de elektromagnetiske felter, som flyet selv vil producere. Flyet får også brug for avancerede navigationssystemer. “Det personlige fly forudsætter, at det kan automatiseres tilstrækkeligt til at være inden for enhver pilots rækkevidde, og at det derfor let kan integreres i lufttrafikken ved hjælp af et navigationshjælpemiddel”, forklarer Claude Le Tallec, leder af projektet for almenflyvning, UAV og automatiserede systemer hos Onera. Alle disse begrænsninger kræver en tværfaglig tilgang. “Det er tilgange, der allerede gælder for design af ethvert fly, men som bliver endnu mere nødvendige på grund af ophobningen af koncepter og disruptive teknologier”, siger Antoine Guigon, der understreger den indsats, der skal gøres lige nu for at forestille sig fremtidens løsninger. “Morgendagens industri vil være nøgen, hvis den ikke allerede nu begynder at tænke på fremtidens fly. Vi er nødt til at tænke på banebrydende løsninger, ellers vil andre lande eller kontinenter gøre det for os

Kilde: Af Benoit Georges Journalist Les Echos