Elektrisch vliegen komt langzaam dichterbij

Kortere afstanden

De EX9 maakt gebruik van de zogenoemde DEP-techniek (distributed electric propulsion), waarbij een aantal kleinere voortstuwingseenheden (elk voorzien van vijfbladige propellers) de stuwkracht over de vleugels verspreiden. Dat verklaart het ‘vier motoren per vleugel’-principe, dat vooral bekend is geworden door de loodzware B-52-bommenwerpers van de Amerikaanse luchtmacht. Met het verschil dat bij de B-52 de motoren ónder de vleugel hangen, terwijl ze bij de E9X erbovenop liggen. De effecten van DEP op brandstofefficiency, uitstoot en geluid, maar ook op de benodigde lengte van de landingsbaan (die hoeft niet lang te zijn) zijn stuk voor stuk positief. Elysian, dat in 2021 werd opgericht door Wolleswinkel, Reynard de Vries en Daniel Rosen Jacobsen, weet zich in de rug gesteund door serieuze partners als investeerder Panta Holdings en de Franse vliegtuigbouwer Caravelle.

Wolleswinkel is heel stellig in zijn mening dat voor vliegen over kortere afstanden elektrisch de beste oplossing is. “SAF [sustainable aviation fuel, red.] en waterstof hebben hun eigen rol, maar als je batterij-elektrisch kunt vliegen, doe het dan. Al was het maar omdat hernieuwbare brandstof op dit moment nog veel te duur is.” Op zijn eigen website laat Elysian fijntjes zien dat met batterij-elektrisch vliegen het meeste rendement wordt gehaald uit hernieuwbare energie: 77 procent. Voor waterstof (brandstofcel of als pure brandstof) zijn die percentages respectievelijk 24 en 18, terwijl SAF op een schamele 13 procent uitkomt.

Waterstof 

Die cijfers nemen allemaal niet weg dat het studententeam AeroDelft juist als missie heeft om te bewijzen dat vloeibare waterstof een duurzame, alternatieve brandstof voor de luchtvaart is. Het team bestaat uit 57 studenten die een compact Sling 4-vliegtuig – 

een in Zuid-Afrika gebouwde vierzitter – willen ombouwen naar een eenzitter met waterstof­aandrijving. Daarbij wordt gekeken naar zowel (waterstof)gas als vloeibare waterstof, legt woordvoerster Wadeke Tieleman uit. “Zie het als een droom, waarbij we de kans hebben gekregen om te kunnen dromen”, zegt ze ­plastisch. “We kijken niet alleen naar alle technologie, maar houden ook rekening met regelgeving en regels. Op dit moment zijn er niet zo gek veel regels. Maar we hoeven ons toestel ook niet direct volledig te certificeren. Het gaat meer om kwalificeren.”

Volgens teamlid Stan Etman is het de bedoeling dat de Sling 4 eind dit jaar al z’n eerste proefvlucht maakt, eerst op (waterstof)gas. Daarna wordt gekeken of er ook op vloeibare waterstof kan worden gevlogen. Beide systemen hebben voor- en nadelen, zegt Etman. “Gasvormige waterstof vraagt om een relatief grote tank, met een druk van algauw 700 bar. Vloeistof kun je weer wat makkelijker meenemen, ons onderzoek richt zich dan ook zeker op efficiency”, zegt Etman, in de wetenschap dat grote partijen als KLM, Airbus, TNOP en AkzoNobel over de schouders van de studenten meekijken.

Uitdaging studententeam

Etman reageert nuchter op kritiek op ­waterstof. “Studententeams doen simpelweg dingen die anderen niet durven te doen. Wij hebben geen rivalen, we willen laten zien dat iets wat onmogelijk lijkt tóch mogelijk is.” De grootste uitdaging voor het AeroDelft-team is volgens Etman om de uit de waterstof vrijkomende energie ‘constant’ te maken. Er is sowieso een batterij aan boord om energie te kunnen leveren, mocht de waterstofaandrijving opeens uitvallen. “Een waterstofauto houdt dan op met rijden, maar een vliegtuig heeft altijd nog wat energie nodig om veilig te landen,” glimlacht Etman.  

Wat dat laatste betreft zou samenwerking met Zepp.solutions voor de hand liggen. Dit Delftse bedrijf maakt, ontwikkelt en levert alles-in-één-waterstofsystemen voor de Europese markt. Die werken allemaal met een brandstofcel en kunnen vrij eenvoudig worden geïntegreerd. Niet alleen in bouw­machines, raceauto’s en binnenvaartschepen, maar volgens Zepp.solutions ook in vliegtuigen, waarbij de systemen waterstof omzetten in bruikbare elektriciteit. “We hebben al heel veel applicaties laten varen en rijden”, zegt een woordvoerder, volgens wie het bij luchtvaarttoepassingen niet alleen om vliegtuigen gaat. Zo heeft KLM interesse getoond in een groundprovider op waterstof, een apparaat dat een stilstaand vliegtuig van energie voorziet, onder andere voor het starten van de motoren.

Compact toestel

Dat het nog wel even duurt voordat vliegtuigen van het formaat Boeing 747 of Airbus A310 elektrisch worden is duidelijk. Het Duitse Vaeridion experimenteert daarom met een volledig elektrisch aangedreven toestel, de Microliner. Deze zou maximaal negen personen moeten kunnen vervoeren, of een vergelijkbaar gewicht aan vracht. Omdat het een compact toestel is, kan het op veel meer vliegvelden landen dan de bekende, grote luchthavens. Grasbaantjes of strips waar bijvoorbeeld sproeivliegtuigen starten en landen komen dan in aanmerking. “Dat heeft als voordeel dat er altijd een vliegveld in de buurt is”, zegt vicepresident Taco Stouten van Vaeridion. “Het idee achter de Microliner is dat we gedecentraliseerde regio’s ermee kunnen verbinden, simpelweg door de capaciteit van al die kleine vliegveldjes te gebruiken.”

Vaeridion heeft het concept electric conven­tional take-off and landing (eCTOL) genoemd en verwacht in 2027 een eerste vlucht te kunnen uitvoeren. Stouten zegt de Microliner vóór 2030 volledig gecertificeerd te willen hebben. Vertrouwenwekkend is dat het daarbij samenwerkt met EASA (het Europees agentschap voor de veiligheid van de luchtvaart) en dat ADAC (Duitslands grootste autoclub) interesse heeft. Bijzonder aan de Microliner is dat het toestel modulaire batterijen in de vleugels heeft en meermotorige aandrijfsystemen de (enkele) propeller aandrijven.

Onbemande drone

Zoals Vaeridion eCTOL toepast, zo werkt AeroGridUAV aan VTOL, een afkorting voor ­vertical take-off and landing. Het bedrijf presenteerde in Delft de Variable Skew Quad Plane, een onbemande drone die verticaal kan stijgen en landen. Bijzonder is dat het in de lucht kan ‘morphen’; het heeft een vleugel die in lengterichting kan staan (dus evenwijdig aan het toestel), maar ook 90 graden kan draaien (waardoor het er meer uitziet als een vliegtuig en de prestaties in voorwaartse vlucht uitstekend zijn). Voor stijgen en landen wordt de vleugel weer in lengterichting gedraaid, wat prettig is tijdens een storm of bij barre weersomstandigheden. Volgens AeroGrid maakt dat de Variable Skew Quad Plane inzetbaar voor het leveren van lading aan bijvoorbeeld een ziekenhuis, maar zeker ook aan booreilanden en andere offshorebestemmingen. Ook Defensie zou interesse hebben, net als de kustwacht en pakketbezorgingsdiensten.