21/12/2017 - Posted in Oil & Gas

Hybrid electic flying soon possible?

Our expert's opinion

"Airbus, Rolls-Royce, and Siemens have formed a partnership that aims at developing a near-term flight demonstrator, which will be a significant step forward in hybrid electric propulsion for commercial aircraft. They announced this groundbreaking collaboration at the Royal Aeronautical Society in London, bringing together some of the world’s foremost experts in electrical and propulsion technologies."

- Yoram De Bruijn, Associate Consultant

Hybride vliegen: de lucht in met één van de vier turbines elektrisch

Airbus, Rolls-Royce en Siemens partneren voor een vluchtdemonstrator van een hybride-elektrisch passagiersvliegtuig. De E-Fan X demonstrator zou reeds in 2020 de lucht in gaan.

Eén van de vier gasturbines op het geplande BAe 146 testplatform -een 100-zitter regionaal passagiersvliegtuig- zou dan vervangen worden door een elektrische Siemens-motor van 2MW.
In het ontwerp wordt de 2MW elektrische motor gevoed door een generator die in de romp/fuselage is ingebouwd. Bij het opstijgen en klimmen komt er extra verhogen uit een stel lithiumbatterijen van elk 700 kW. De nodige voorzieningen worden getroffen om naderhand -als het systeem zich heeft bewezen- een tweede gasturbine te vervangen door een elektrische motor.

Met de E-Fan X demonstrator zullen de partners hoogvermogen aandrijfsystemen onderzoeken, de thermische effecten, het beheer van de elektrische stuwkracht, de impact van hoogte en dynamiek op de elektrische systemen en de elektromagnetische compatibiliteit van dat alles. Het programma zoekt ook te bepalen wat vereist is om elektrische vliegtuigen te certificeren en tegelijk een nieuwe generatie ontwerpers en ingenieurs op te leiden terzake."

Dit partnership moet de samenwerking, die Airbus en Siemens al sinds 2016 hadden om elektrische voortstuwingssystemen in verschillende vermogens te ontwikkelen, verder versterken. In het E-Fan X programma brengen de drie partners -Airbus, Rolls-Royce en Siemens- elk hun specifieke kennis en ervaring in.

In die taakverdeling is Airbus verantwoordelijk voor de algemene integratie, de controlearchitectuur van het voortstuwingssysteem en de batterijen, en het integreren van de vluchtcontrole. Rolls-Royce buigt zich over de asturbine motor, de 2 MW generator en de vermogenselektronica. Met Airbus zal het ook de waaier -fan- aan de bestaande motorgondel en de elektrische motor van Siemens aanpassen. Siemens, tenslotte, levert de 2MW elektrische motoren en hun control units, de omvormer en de voedingseenheid.

De E-Fan X is een belangrijke stap richting elektrisch vliegen”, stelde Paul Eremenko, CTO bij Airbus dat hybride-elektrische voortstuwing als een aantrekkelijke technologie ziet voor de toekomst. Ondertussen is er al veel geleerd van verschillende demo-toestellen: de Cri-Cri, de e-Genius, E-Star en onlangs nog de E-Fan 1.2. Het is Airbus’ bedoeling uiteindelijk te kunnen uitpakken met een hybride-elektrisch passagiersvliegtuig -met één gangpad- dat veilig, efficiënt en kostenefficiënt is.

Paul Stein, CTO bij Rolls-Royce, ziet zijn bedrijf hiermee de krachtigste vliegende generator ter wereld ontwikkelen terwijl ook Roland Busch, de CTO bij Siemens, in het E-Fan X partnership vooral nieuwe perspectieven ziet voor het bedrijf, klanten en maatschappij. Uitdagingen zijn er ondertussen wel bij de vleet. Zo wil Siemens het gewicht van de elektrische motor nog drastisch naar beneden halen. Vandaag halen ze bijvoorbeeld al 5.2 kW per kilogram motormassa.

De drie partners willen alvast tegemoet komen aan de milieudoelstellingen die de Europese Commissie vastlegde in zijn visiedocument ‘Flightpath 2050 Vision for Aviation’. Dat mikt op een vermindering van de CO2-uitstoot met 75%, 90% minder NOx-uitstoot en een daling van de geluidsoverlast met 65%. Met de huidige technologieën zijn die doelstellingen niet te halen. Daarom zoeken de drie nu een uitweg in elektrificatie.

 

Source: Engineeringnet.be

Other insights in Oil & Gas