En EleFanT ovan molnen
Inom en snar framtid lyfter de första kommersiella elflygplanen från våra flygplatser. Kanske drivs de då av eldriven fläkt i stället för den konventionella propellern – i alla fall om forskaren Nenad Glodic får bestämma.
Snart kommer de, elflygplanen. Utvecklingen går snabbare än vad många tror. Med målet att Europas flygindustri ska nå netto-noll utsläpp till 2050 tas nu stora kliv på området. Inom några år kommer elektriska flygplan vara i drift på kortare sträckor för att transportera såväl gods som människor. Långdistansflygningar med elflyg, däremot, dröjer ett tag till.
Inte helt otippat är KTH är med i leken när den senaste tekniken ska utvecklas. En grupp forskare ska tillsammans med GKN Aerospace i Trollhättan, ta fram ett alternativ till de propellerdrivna plan som hittills varit en vanlig lösning för framdrivning av elflygplan.
– Vi utvecklar en eldriven fläkt, vilket är fördelaktigt ur fler perspektiv. Framför allt bullrar det mindre - de flesta som åkt ett propellerplan vet hur den upplevelsen är. Med en fläkt blir det också lättare att placera motorn på andra ställen på flygplanskroppen än under vingen. En fläkt som är skyddad av ett hölje är också säkrare ifall det blir ett motorhaveri, säger Nenad Glodic , som leder den just nu tre man starka forskargruppen på Institutionen för Energiteknik.
Det KTH:s forskare är riktigt vassa på är hur luftflöden interagerar med komponenter, och hur man designar, som här, fläktblad så att de blir så tåliga som möjligt. Nenads grupp ska bland annat jämföra fläktblad av komposit och aluminium. Båda är lättviktsmaterial - varje gram på varje enskild komponent räknas på ett flygplan, speciellt när det drivs på el.
– Vi vill utnyttja kompositens anisotropa egenskaper, det vill säga utnyttja att materialet har olika mekaniska egenskaper i olika riktningar. Komposit påverkas av hur man lägger fibrerna, och genom att laborera med det kan vi designa ett optimalt fläktblad som exempelvis inte vibrerar.
Nackdelen med komposit som exempelvis kolfiber, förklarar Nenad, är att det finns en sprödhet i materialet som gör det känsligt för slag och stötar. Det är något man också måste ta hänsyn till i designen.
Tekniker för bränslen och framdrivning
Runt om i världen utvecklas för närvarande olika tekniker för fossilfritt flyg, både för bränslen och framdrivning. Vilka lösningar som är mest optimala beror på vilken storlek ett flygplan har och hur långa sträckor de förväntas köra.
– Batterier kommer nog ha svårt att nå den kapacitet, eller rättare sagt den energitäthet som behövs för framtidens elflyg, åtminstone för medel- och långdistansflyg, om utvecklingen fortsätter i nuvarande takt. Det som är mest lovande just nu är vätgas – antingen direkt som bränsle för en gasturbinmotor eller omvandlat till el med hjälp av bränsleceller. I vårt fall kommer den eldrivna fläkten att fungera oavsett om elen kommer från batterier eller vätgasdrivna bränsleceller.
Nenads projekt går under det namnet EleFanT som står för Electric Fan Thruster där det tänkta planet är ett regionalflygplan med cirka 19 passagerarplatser. När vi får se KTH:s eldrivna fläktmotorer i luften vill Nenad Glodic lite hemlighetsfullt inte svara på, men ur ett forskarperspektiv är det inte långt bort i tid.
– Det är verkligen roligt att få vara med från början och påverka designen av den här typen av komponenter för elflygsindustrin.
Projektet Elefant som finansieras av Energimyndigheten startade i juli 2021 och stäcker sig över 1,5 år.
Text: Anna Gullers