Onderzoekers van de Universiteit van Illinois leiden een nieuw gefinancierd project van NASA om een ​​nieuwe benadering voor volledig elektrische vliegtuigen te ontwikkelen.

Hoewel verbeteringen in voertuigconfiguraties en motorsystemen de vluchtefficiëntie de afgelopen decennia hebben verhoogd, de aanhoudende afhankelijkheid van koolwaterstofbrandstoffen maakt de exploitatiekosten van vliegtuigen volatiel. Het betekent ook dat de commerciële luchtvaart een aanzienlijke bijdrage zal blijven leveren aan de uitstoot van broeikasgassen in de nationale en internationale transportsector. En de voorspelling voor vliegreizen in de Verenigde Staten zal naar verwachting de komende 20 jaar met 90 procent toenemen, leidt tot een nog grotere uitstoot.

In een poging om deze problemen aan te pakken, dit onderzoek stelt een fundamentele verschuiving voor van vliegtuigbrandstof naar meer duurzame energiebronnen voor de luchtvaart, en de introductie van nieuwe elektrisch aangedreven voortstuwingssystemen voor commerciële vliegtuigsystemen.

Het heet CHEETA - het centrum voor cryogene hoogefficiënte elektrische technologieën voor vliegtuigen. NASA zal in de loop van drie jaar $ 6 miljoen verstrekken.

"Eigenlijk, het programma richt zich op de ontwikkeling van een volledig elektrisch vliegtuigplatform dat cryogene vloeibare waterstof gebruikt als energieopslagmethode, " zei Philip Ansell, assistent-professor bij de afdeling Luchtvaart- en Ruimtevaarttechniek van Urbana-Champaign en hoofdonderzoeker van het project.

"De chemische waterstofenergie wordt omgezet in elektrische energie via een reeks brandstofcellen, die het ultra-efficiënte elektrische aandrijfsysteem aandrijven. De lage temperatuurvereisten van het waterstofsysteem bieden ook mogelijkheden om supergeleidende, of verliesloos, energietransmissie en krachtige motorsystemen.

"Het is vergelijkbaar met hoe MRI's werken, magnetische resonantie beeldvorming, " voegde Ansell eraan toe. "Echter, deze noodzakelijke elektrische aandrijflijnsystemen bestaan ​​nog niet, en de methoden voor het integreren van elektrisch aangedreven voortstuwingstechnologieën in een vliegtuigplatform zijn nog niet effectief vastgesteld. Dit programma probeert deze kloof te dichten en fundamentele bijdragen te leveren aan technologieën die volledig elektrische vliegtuigen van de toekomst mogelijk zullen maken."

De co-hoofdonderzoeker van het project is universitair hoofddocent Kiruba Haran in U of I's Department of Electrical and Computer Engineering.

"De vooruitgang van de afgelopen jaren op het gebied van niet-cryogene machines en aandrijvingen heeft de elektrische voortstuwing van commerciële regionale jets dichter bij de realiteit gebracht, maar praktische cryogene systemen blijven de 'heilige graal' voor grote vliegtuigen vanwege hun ongeëvenaarde vermogensdichtheid en efficiëntie, "Zei Haran. "De partnerschappen die voor dit project tot stand zijn gebracht, stellen ons goed in staat om de belangrijke technische hindernissen op dit pad aan te pakken."