Airbus zet in op nieuwe generatie brandstof-efficiënte vliegtuigen

Terwijl de Europese vliegtuigbouwer Airbus de plannen voor het ontwikkelen van een vliegtuig op waterstof heeft geschrapt, is het bedrijf wel van plan een hightechtoestel te bouwen dat goedkoper en milieuvriendelijker is.

Business Insider is in de technologie gedoken die dat mogelijk maakt.

Tijdens een bijeenkomst onlangs op het hoofdkwartier van Airbus in Toulouse zei CEO Guillaume Faury tegen journalisten dat er in de tweede helft van het volgende decennium een nieuw ‘single aisle’-toestel in gebruik moet worden genomen als opvolger van de A320-familie.

De topman gaf aan dat het waterstoftoestel is geschrapt, vanwege het risico dat het “de Concorde van de waterstof” zou worden en commercieel niet levensvatbaar.

Volgens Faury zal er bij de nieuwe generatie toestellen geen sprake zal zijn van "incrementele optimalisatie", maar "een schone lei bij het ontwerpen." Hij voorspelt ook een harde concurrentiestrijd met de grote Amerikaanse rivaal Boeing.

Zo ontwikkelt de nieuwe technologie zich.

'Open fan'-motoren

Brandstofefficiëntie is een belangrijk thema binnen de vliegtuigindustrie, maar om dat mogelijk te maken is er "een fundamentele verandering van de vorm van de motoren nodig", zegt hoofd technologie Mohamed Ali van GE Aerospace.

De gebruikelijke turbofan-motoren nemen lucht in. Een deel van die lucht komt in de kern van de motor terecht en wordt daar gemengd met brandstof en verbrandt om de turbines aan te drijven. De rest van de lucht wordt versneld door de ventilator en stroomt langs de kern.

Motoren met een groter aandeel omgeleide lucht zijn zuiniger in brandstofgebruik. Maar die verhouding wordt beperkt door de omvang van het inlaatkanaal. "De oplossing ligt in de schoonheid van de natuurkunde", zegt Ali. "Je kan dat kanaal verwijderen en er een open ventilator van maken."

Terwijl de huidige turbofan-motoren een bypass-verhouding van 12:1 hebben, kunnen de ontwerpen voor 'open fan'-motoren dat verbeteren naar 60:1.

Airbus en CFM — een joint venture tussen GE en Safran — willen voor het eind van dit decennium 'open fan'-motoren testen in een Airbus A380.

Ze willen ook dat de nieuwe motoren volledig op duurzame vliegtuigbrandstof kunnen draaien. Die wordt gemaakt van biomassa en frituurvet, maar het gebruik daarvan is nog minimaal vanwege de hoge kosten en de beperkte beschikbaarheid.

Opvouwbare vleugels

Ingenieurs van Airbus willen graag langere vleugels, omdat die meer draagkracht creëren en de luchtweerstand verminderen. Daarmee wordt er minder brandstof gebruikt, maar de grootte van de vleugels wordt beperkt door de grootte van de gates op de luchthavens.

Als de uiteinden van de vleugels opvouwbaar zijn, dan kunnen toestellen tijdens de vlucht langere vleugels hebben, maar passen ze als ze zijn geland toch in de gates van de luchthavens.

Als dat bekend in de oren klinkt, dan kan dat kloppen want Boeing wil iets dergelijks doen bij zijn komende 777X-toestellen. Maar Airbus is de eerste vliegtuigbouwer die de techniek wil toepassen bij narrowbody-vliegtuigen.

"De nieuwe generatie 'single aisle'-toestellen zal meerdere vluchten per dag maken, 24 uur per dag en 7 dagen per week", zegt Sue Partridge, de baas van het 'Wing of Tomorrow'-programma. "Zo'n systeem voor opvouwbare vleugels moet heel betrouwbaar zijn."

Nieuwe materialen en toenemende automatisering

Een volgende stap in brandstofefficiëntie ligt mogelijk in nieuwe composietmaterialen. Moderne vliegtuigen zoals de Airbus A350 en Boeing 787 gebruiken al koolstofvezel-versterkte polymeren in de vleugels en romp. Die zijn sterker en lichter dan aluminium, maar er is nog ruimte voor verbetering.

"We werken aan de volgende generatie composietmaterialen, samen met onze materiaalleveranciers als partners," zegt Partridge tijdens de ontmoeting.

Smalle toestellen zijn populairder dan widebodies en Airbus mikt op een productie van 75 eenheden per maand. "We moeten onze vliegtuigen en vleugels kunnen produceren in een hoog tempo, en tegen een kostprijs die voor ons bedrijf houdbaar is," aldus Partridge.

Ze voegt daaraan toe dat het Wing of Tomorrow-programma kijkt naar robotica en automatisering om de productie te versnellen.

Die automatisering blijft echter niet beperkt tot de fabriek. Tijdens de ontmoeting reed Business Insider mee in een zelfrijdend busje waarin Airbus zijn nieuwe autonome technologie, Optimate, test.

Met camera’s, radar en lidar wordt getest hoe het voertuig zelfstandig de markeringen op het vliegveld kan volgen en botsingen kan vermijden. Bijna-botsingen komen de laatste jaren steeds vaker voor, en Airbus voorspelt dat het aantal vliegtuigen over twintig jaar verdubbeld zal zijn.

Ook kunstmatige intelligentie speelt hierin een rol. AI zou in de toekomst ingezet kunnen worden om verkeersdrukte te voorspellen en piloten te helpen routes aan te passen bij turbulentie of slecht weer.

Het duurt nog zeker tien jaar voordat Airbus zijn volgende generatie vliegtuigen de lucht in ziet gaan.

Topman Faury vergelijkt het proces met “een rups in een cocon die verandert in een vlinder. In die overgang zit een soort verlamming," zegt hij. "Er spelen allerlei krachten, het is pijnlijk, en pas daarna vliegt de vlinder weg. We weten niet hoe die eruitziet tot dat moment is gekomen."

"We blijven trouw aan onze missie: pioniers van duurzame luchtvaart zijn voor een veilige en verbonden wereld", aldus de topman. "Een prachtige missie, maar zeker geen gemakkelijke."

LEES OOK: Hoe de Europese vliegtuigbouwer Airbus erin slaagde om Boeing voorbij te streven