Små elhybridplan i luften 2030

De små elhybridflygplan med plats för upp till 19 passagerare kommer att förändra det regionala resandet i framtiden, menar forskarna vid Mälardalens högskola (MDH) som är med och designar luftfordonen.

Elhybridflygplan är bränsleeffektiva och de kan användas på rutter som är geografiskt svåråtkomliga, jämfört med andra transportmedel. Elektrifiering av flygplan är också en möjlig lösning för att minska koldioxidutsläpp och minska buller.

Projektet för att utveckla elhybridplanen sker i samarbete med Aristotle University of Thessaloniki, Grekland och Limmat Scientific AG i Schwiez. Konstantinos Kyprianidis, professor i energiteknik är ansvarig projektledare från MDH.

Framtidens hybridflygplan

Han menar att forskningen kring att ta fram teknik och design för de mindre elhybridflygplan, även kallade Small Air Transport (SAT), kommer ha stor betydelse för framtidens flygresande.

– Vi kommer att kunna peka ut en färdriktning för teknik som lämpar sig för framtidens passagerarflygplan. Vi kan också identifiera utmaningar som måste hanteras innan tekniken kan förverkligas i större skala. Vi bidrar på så vis till att sätta standarden för hur tekniken för framtidens hybridflygplan ska utformas, något som i sin tur bidrar till att minska flygets koldioxidutsläpp och även minska buller, säger han.

Hybridplan orsakar mindre utsläpp

Tekniken i hybridflygplanen bygger i korthet på inbyggda batterier och generatorer som är kopplade till flygplansmotorns gasturbiner. Genom elektrisk drift blir hybridkonstruktionen mindre beroende av fossilt bränsle, klarar fler mil per liter bränsle och orsakar mindre utsläpp. Fokus ligger på att koppla ihop de mest effektiva turbinmotorerna med elkraftgeneratorer och samtidigt ladda batterier.

En kritisk punkt för att tekniken ska fungera är att forskarteamet lyckas beräkna den exakta mängd motorkraft som behövs under en specifik flygrutt.

Smarta batterier att ladda ombord

– Då kommer de elektriska batterierna och generatorerna att kunna användas på ett ”intelligent sätt” för att driva flygplanet med hjälp av el vid de tidpunkter då de flesta utsläpp genereras (vid exempelvis start och landning) eller om det finns extra energi som kan lagras och användas för att ladda batterier ombord, under pågående flygtur, säger Vasilis Gkoutzamanis, energiforskare vid Aristotle University of Thessaloniki.

– Dessutom kan konstruktionen av elektriska flygplan ge upphov till andra fördelar, som till exempel förbättrat aerodynamiskt motstånd, vilket innebär att flygplanskroppen kan utformas på ett sådant sätt att det blir mindre luftmotstånd, och därmed går det även åt mindre bränsle för att flyga planet, fortsätter Vasilis Gkoutzamanis.

Elhybridplanen i drift 2030

Förhoppningen är att tekniken ska vara i drift 2030 Tekniken som forskarna fokuserar på, kompletterar den teknik för hybridelektronik som för närvarande är under utredning i andra EU-finansierade projekt.

– Genom vår forskning kommer vi att kunna beräkna prestanda och storlek på de nya komponenter som är lämpliga för denna typ av hybridflygplan, som exempelvis moderna turbomotorer, generatorer, gasturbiner och batterier. Förhoppningsvis kan den forskning kring bränsleeffektivitet som vi tar fram inom HECARRUS (projektets namn) bygga på de effektivitetsfördelar som andra EU-projekt undersöker, och därmed kunna tas i drift senast 2030, avslutar Konstantinos Kyprianidis.

Vetenskaplig artikel:

Conceptual Design and Energy Storage Positioning Aspects for a Hybrid-Electric Light Aircraft. The Journal of Engineering for Gas Turbines and Power.

Kontakt:

Konstantinos Kyprianidis, professor i energiteknik,  konstantinos.kyprianidis@mdh.se