10.000 meter boven zeeniveau met een draaiende motor

In passagiersvliegtuigen nemen talloze kleine elektromotoren taken over die vroeger mechanisch of hydraulisch uitgevoerd werden. Dit is een snel groeiende trend. Welkom aan boord!

We hebben ingecheckt, de geur van kerosine hangt in de lucht, een rappe blik op de instapkaart bevestigt het stoelnummer. Passagiers staan in het gangpad en zetten hun handbagage in de bagagevakken. Onzichtbaar voor het oog doen krachtige micromotoren hun werk wanneer een medewerker van het cabinepersoneel de klep van het vak omhoog duwt om het te sluiten. Welkom aan boord, en welkom in de onzichtbare wereld van elektrische aandrijfsystemen.

Automatische systemen voor de luchtvaart

De piloot stuurt het vliegtuig naar de startbaan, duwt de gashendel naar voren en de machine gaat de lucht in. Zijn joystick is uitgerust met kleine elektrische motoren die een terugkoppeling geven. Hierdoor weet de piloot effectief en in realtime wat er met de vleugels aan de buitenkant van het vliegtuig gebeurt. De tijden dat de stuurknuppel via kabels rechtstreeks met de stuurvlakken verbonden was zijn al lang voorbij. Wanneer de kruishoogte bereikt en de automatische piloot geactiveerd wordt, beweegt de gashendel automatisch (autogas). Deze wordt door een gelijkstroommotor aangestuurd.

Achterin de cabine draait de airconditioning van het vliegtuig op volle toeren. Het systeem moet ervoor te zorgen dat de passagiers zich op 10.000 meter hoogte goed voelen. Talrijke kleine kleppen en actuators, meestal borstelloze platte motoren, regelen temperatuur, zuurstof en lucht. De airconditioning van een Boeing Dreamliner bevat bijvoorbeeld bijna 50 platte EC 45 motoren van maxon.

Als de natuur roept

Elke passagier moet vroeg of laat naar het toilet. Elektrische aandrijfsystemen op de achtergrond zorgen voor schone processen en regelen onder andere de watertoevoer en het spoelen. Om voor nog meer gemak te zorgen, zijn in de toekomst aanraakloze functies gepland. Bij het verlaten van het toilet, dwaalt een jaloerse blik af naar de businessclass en first class. Het idee is: Hoe meer elektrische motoren, hoe meer comfort. In de praktijk zie je dat aan de stoelen. Ze kunnen met een druk op de knop - elektrisch aangedreven en automatisch - worden versteld en zelfs uitgeschoven tot een bed. Nieuw is dat de passagier de mogelijkheid heeft om de hardheid van het zitkussen aan te passen door de luchtdruk te veranderen. Zo worden zelfs langeafstandsvluchten aangenaam. Voor de kleppen gebruikt de fabrikant Lantal borstelloze maxon motoren. Als de zon tijdens een dutje in het gezicht schijnt, kan de zonwering van het raam worden neergelaten door op een knop te drukken. Dit wordt wederom mogelijk door - u raadt het al - maxon precisiemotoren.

Ononderbroken internetverbinding

Terug in de economyclass kunnen passagiers tenminste van entertainment genieten. Om veiligheidsinstructies of films te tonen, worden de beeldschermen boven de stoelen tegelijkertijd uitgeschoven. Voor degenen die liever op internet surfen, is een toenemend aantal passagiersvliegtuigen uitgerust met communicatieantennes die continu en automatisch de optimale richting kiest om het beste satellietsignaal op te vangen. Voor elke antenne zijn drie EC 4-polige aandrijvingen met bijpassende HD-overbrengingen nodig.

Op een bepaald moment daalt het vliegtuig voor de landing, en wordt het landingsgestel uitgeklapt. Een door een motor-tandwielcombinatie van een DCX 22 en GP 32 HD aangedreven borgpen zorgt ervoor dat het gestel uitgeklapt blijft. Zoals zoveel functies aan boord van een vliegtuig die elektrisch worden aangedreven, blijft ook dit onzichtbaar voor de passagiers. Middelgrote en langeafstandsvliegtuigen zijn uitgerust met enkele honderden van zulke aandrijvingen, en het aantal neemt toe naarmate hogere kwaliteitsnormen hun intrede doen en het mogelijk maken dat hydraulische of pneumatische systemen door elektrische aandrijvingen vervangen kunnen worden. Tegelijkertijd worden elektrische aandrijvingen in nieuwe toepassingen gebruikt die een comfortverhoging voor de passagiers tot gevolg hebben.  

In vergelijking met hydraulische systemen besparen elektrische systemen veel gewicht. Daarom spelen ze een belangrijke rol bij het milieuvriendelijker en kosteneffectiever maken van passagiersvliegtuigen. Andere methodes draaien om energie-efficiëntere motoren en lichtgewichttechnologieën voor rompconstructies. Elektrische motoren zullen niet snel ingeburgerd zijn, maar het luchtverkeer neemt continu met 5 procent per jaar toe. Om te voorkomen dat de vervuiling in hetzelfde tempo toeneemt, moeten de vliegtuigen van de toekomst snel, stil en milieuvriendelijk zijn. Ingenieurs werken hieraan.

Overal zijn elektrische aandrijvingen aan boord - bijvoorbeeld in de airconditioning, waar ze voor aangename temperaturen en frisse lucht zorgen (boven). Daarnaast worden ze ook gebruikt als handige sluitingshulp voor de bagagevakken boven de zitplaatsen.

De lange weg naar elektrische vliegtuigen

Het zal waarschijnlijk nog tientallen jaren duren voordat we in volledig elektrisch aangedreven vliegtuigen gaan reizen. Hoewel zowel grote fabrikanten als start-ups wereldwijd aan concepten en prototypes voor elektrische vliegtuigen werken, is er nog geen toestel op de markt dat meerdere passagiers kan vervoeren.

De belangrijkste ontbrekende factor is meestal onvoldoende energiedichtheid van de accu’s. De accudichtheid zou vijf keer zo hoog moeten zijn om zelfs een klein passagiersvliegtuig de lucht in te krijgen. Daarom richten veel ontwikkelaars zich op hybride motoren die enerzijds door accu’s en anderzijds door turbinemotoren of gasturbines worden aangedreven. 

Desondanks bestaan er projecten voor volledig elektrische microvliegtuigen, waaronder die van Joby Aviation of Ampaire. Beide bedrijven hebben voor de komende twee jaar prototypes en testvluchten aangekondigd.

maxon aandrijvingen in de luchtvaart

maxons hoogwaardige standaardproducten kunnen in de meest uiteenlopende lucht- en ruimtevaarttoepassingen geïntegreerd worden. Tegelijkertijd biedt het bedrijf ondersteuning bij maatwerkoplossingen en complete mechatronische systemen. maxon is sinds 2012 gecertificeerd volgens ISO 9100 (norm binnen de luchtvaart). Aandrijvingen worden in eigen laboratoria getest op trillingen, schokken, koude, hitte en vacuüm.

Ga voor meer informatie naar: aerospace.maxongroup.com