25-06-2015 12:29 | Door: Willemien Groot

De Amerikaanse ruimtevaartorganisatie Nasa heeft zes concepten gepresenteerd die de luchtvaart kunnen verduurzamen. Een van de opvallende ideeën is een vliegtuigromp als energieopslag.

De Nasa spreekt van ‘wilde en gekke’ ideeën voor de luchtvaartindustrie. De centrale vraag is hoe het vliegtuig van de toekomst eruit ziet met een maximale efficiëntie en een minimale milieu-impact.

“Het kan zijn dat geen enkel idee iets oplevert”, zegt Doug Rohn, manager van het Transformative Aeronautics Concepts Program. "Het onderzoek kan ook nieuwe inzichten opleveren, die leiden tot verder onderzoek voor de langere termijn." 

Het project Convergent Aeronautics Solutions (CAS) moet oplossingen aandragen voor het brandstofverbruik, de milieu-impact en de wereldwijde groei in de luchtvaart. De zes concepten zijn bedacht door het eigen personeel. En hoewel de ideeën klinken als science fiction, investeert de ruimtevaartorganisatie maximaal $ 30 mln in de verdere uitwerking.

Elektrische vliegtuigen

Ondanks de moeizame wereldreis van het elektrische vliegtuig Solar Impulse 2, dat op zonne-energie vliegt, ziet de Nasa toekomst in vliegtuigen met een elektrische motor. Boeing voerde begin dit jaar een succesvolle test uit met een hybride vliegtuig, maar geschikt als toepassing in de luchtvaart is het prototype nog lang niet. Airbus zoekt de oplossing voor schonere toestellen in brandstofcellen.

Digitale kopie van een vliegtuig, Nasa

Een elektrisch toestel moet voldoende opslagcapaciteit aan boord hebben voor lange vluchten. Tot dusver zijn bestaande accupakketten te zwaar en te groot om mee te nemen. De Nasa onderzoekt of een vliegtuigromp kan fungeren als accupakket. Volgens de ruimtevaartorganisatie bieden de snelle ontwikkelingen in de nanotechnologie en materiaalwetenschappen een mogelijke uitkomst.

Nieuwe materialen

De luchtvaart kan profiteren van de snelle ontwikkelingen in de productie en toepassingen van lichtgewicht composieten. Die nieuwe bouwmaterialen maken toestellen lichter, met de bijbehorende voordelen van een lager brandstofverbruik. Een trend die in de auto-industrie al langer gaande is. Composieten kunnen ook grote invloed hebben op het vliegtuigdesign.

Begin mei voerde de Nasa een succesvolle testvlucht uit met vliegtuigvleugels die van vorm kunnen veranderen. Dat leverde een brandstofbesparing op van 12 procent. In een van de Nasa-concepten zijn nieuwe materialen zo flexibel dat het hele vliegtuig in staat is van vorm te veranderen als de omstandigheden daarom vragen.

Computertechnologie

In het ideale geval kunnen computermodellen nauwkeurig voorspellen hoe snel een vliegtuigonderdeel slijt of veroudert. Een digitale kopie van een bestaand toestel laat de problemen zien, nog voor ze optreden. Vliegtuigfabrikanten en onderhoudsploegen kunnen daarop inspelen door een beter alternatief te ontwikkelen, of revisies af te stemmen op de noodzaak. Een eerdere of latere onderhoudsbeurt levert kostenbesparingen op.

Computertechnologie kan ook bijdragen aan een efficiëntere productie. Het ontwerp en de bouw van een nieuw type toestel nemen vele jaren beslag en zijn kostbaar. Het is volgens de Nasa de moeite waard te onderzoeken of de luchtvaart met de huidige kennis over aerodynamica en ontwerp in staat is die productietijd te verkorten. Bijvoorbeeld door zoveel informatie te halen uit simulaties, dat uitgebreide pilots op de grond niet nodig zijn.

De Nasa heeft voor elk van de zes concepten maximaal 2,5 jaar uitgetrokken om het idee verder uit te werken. De organisatie investeert maximaal $ 30 mln in het hele project.

Bron: Nasa | Foto's: Nasa