Vi ser nærmere på Maxwell og elektro-flyvningens framtid.
Hvorfor har NASA begynt å arbeide med elektriske fly?
Lenge har mulighetene for elektroflyvning vært hindret av batteriers vekt og lave energitetthet, eller av vekten på andre strømkilder som turbindrevne generatorer. Nå som vi har fått betydelig lettere batterier med høyere energitetthet, er batteridrevne fly en mer reell mulighet. En klar fordel ved elektriske fly er nullutslipp, eller i det minste lavere utslipp, avhengig av hvordan ladestrømmen produseres. Men NASA er ikke bare interessert i å elektrifisere konvensjonelle fly. De integrerer det elektriske framdriftssystemet med selve flyets aerodynamikk; her ligger et nytt middel til å bedre energiøkonomien. Elmotorer har omtrent tre ganger høyere virkningsgrad enn konvensjonelle flymotorer, de er betydelig lettere, og siden de ikke bruker luft, avtar ikke effekten med høyden.
Hvilket elektrisk system bruker dere?
X-57 er et helelektrisk, batteridrevet fly. Batteriets kapasitet er 47 kWh, spenningen er 460 volt og vekten 358 kg.
Hvordan fungerer det, og hva er hensikten med den uvanlige 14-motors konstruksjonen?
De to motorene på vingespissene kalles cruisemotorene. Når de sitter der, går mindre energi tapt i vingetippvirvlene. De tolv andre motorene, seks på hver ving, kalles løftemotorene. De sitter fordelt langs vingenes forkanter og brukes bare under avgang og landing. Da blåser de luft over vingene og gir ekstra løft, en løsning vi kaller DEP. Det innebærer at vingenes form kan optimeres for marsjfart, i motsetning til konvensjonelle vinger, som må være større for å gi nok løft i den lave farten under avgang og landing. I marsjfart stopper løftemotorenes propeller og folder seg bakover langs de løftgenererende motornasellene for ikke å gi ekstra motstand. Denne integreringen av framdrift og bæreflater, sammen med elmotorenes overlegne virkningsgrad, vil trolig gi fem ganger bedre energiøkonomi enn konvensjonelle fly.
Har dere planer for andre elektriske fly?
Ja, flere konseptmaskiner vurderes for neste generasjon av elfly. En direkte etterfølger til X-57 kan bli et helelektrisk kortdistansefly som kan frakte ni passasjerer over strekninger inntil 370 km. Det finnes andre konsepter for større fly med hybridløsninger som kombinerer små konvensjonelle turbiner med elmotorer og utnytter en annen integreringsteknikk som kalles grensesjiktinnsug.
Hvilke målsettinger har dere for elektrisk ferdsel?
NASAs overordnede mål er å utvikle elektroflyteknologi, evaluere modeller med høyt energiøkonomisk potensial gjennom utprøving både på bakken og i luften, og stille teknologien til rådighet for flyindustrien slik at den kan tilpasses kommersiell luftfart. X-57 skal gjennom testflyvning demonstrere de aerodynamiske og framdriftsmessige fordelene med integreringssystemet og DEP. Andre potensielle fordeler med eldrift er reduksjon eller eliminasjon av utslippene, mindre støybelastning på miljøet og lavere driftskostnader.
Hvordan ser elflyenes framtid ut?
Elektroflyvningens framtid kan være svært lys hvis testflyvningen stadfester de energiøkonomiske fordelene vi forventer, og hvis energitettheten og sikkerheten i batterier og andre strømkilder fortsetter å øke. Systemkonsepter som DEP og grensesjiktinnsug åpner for unike konstruksjoner som ikke ville vært mulige uten elektriske systemer.
Du kan lese mer i bokasinet Årets begivenheter innen vitenskap 2017.
