Det s盲ger Ingo Staack, flygforskare vid Avdelningen Fluida och mekatroniska system, Link枚pings universitet.
Hittills har teknisk forskning och utveckling lett till en besparing i br盲nslef枚rbrukning f枚r flyget globalt p氓 2,6 procent per 氓r, fr氓n 1990 talet och fram till idag. 脜r 2016 motsvarade det en besparing p氓 枚ver 20 miljoner ton koldioxid, enligt en debattartikel i Dagens Nyheter, signerad fem svenska flygforskare, bland dem LiU-professor Petter Krus.
Vi flyger allt mer
De tekniska f枚rb盲ttringarna 盲ts dock upp av det 枚kande globala flygandet. Antalet flygpassagerare 枚kar i en brant upp氓tg氓ende kurva och f枚rv盲ntas enligt flygplanstillverkarna Boeing och Airbus 枚ka med mellan fyra och fem procent per 氓r fram till 2035. St枚rsta tillv盲xten st氓r flygandet i Mellan枚stern f枚r, men 盲ven i Sverige 枚kar flygandet, inte minst p氓 grund av l氓gkostnadsbolagens int氓g p氓 marknaden.
Den tekniska utvecklingen forts盲tter dock i of枚rminskad takt. P氓 EU-niv氓 finns exempelvis Horisont2020-programmet CleanSky med en budget p氓 fyra miljarder euro och deltagare fr氓n 24 l盲nder. Den senaste innovationen, d盲r Sverige och Saab spelat en aktiv roll, 盲r en f枚rb盲ttrad form p氓 vingen. Genom att utnyttja de lamin盲ra str枚mmarna runt vingprofilen minskas friktionen fr氓n vingen med 50 procent och koldioxidutsl盲ppen med fem procent.
Foto Anna Nilsen脛ven flygmotortekniken utvecklas snabbt:
鈥� Inom flyget talar vi om By Pass Ratio, BPR, som ett m氓tt p氓 framdrivningens effektivitet, ju h枚gre BPR desto k盲nsligare motor. Idag brukar BPR i ett passagerarplan ligga upp till 12, s盲ger Ingo Staack.
Det betyder att 12 kilo luft passerar runt gasturbinen f枚r varje kilo som passerar inne i den. Ju h枚gre BPR desto l盲gre br盲nslef枚rbrukning och mindre buller, men motorkonstruktionen blir ocks氓 allt st枚rre och tyngre.
Ny motorgeneration p氓 plats
En ny motorgeneration med h枚gre BPR och d盲rmed l盲gre br盲nslef枚rbrukning har tagits fram. Dessutom har 枚kad temperatur och tryck inne i motorn 枚kat den termodynamiska verkningsgraden. Det st盲ller dock h枚gre krav p氓 materialen - inte minst turbinbladen uts盲tts f枚r stora p氓frestningar. Materialutveckling f枚r turbiner 盲r ocks氓 ett omr氓de d盲r b氓de LiU och Chalmers har framst氓ende forskning.
鈥� Vi har vunnit 15-20 procent i minskad br盲nslef枚rbrukning de senaste 氓ren bara genom att byta ut motorerna p氓 gamla plan. Alla teknikbyten sker med extremt h枚ga s盲kerhetskrav, den nya motortekniken har testats i tusentals timmar innan den till氓ts att anv盲ndas i trafik, s盲ger Ingo Staack.
En annan m枚jlighet 盲r att utnyttja de lamin盲ra str枚mmarna p氓 effektivast m枚jliga vis, inte bara runt vingarna. Forskningen inom Active flow control - aktiv fl枚deskontroll, 盲r m枚jlig tack vare avancerade simuleringar i superdatorer och tester i vindtunnlar.
鈥� Titta p氓 en modern flygplansmotor s氓 ser du att det 盲r fullt av sm氓 h氓l i den del som omger inloppet till motorn. I de sm氓 h氓len dras luften in och bidrar till en lamin盲r str枚mning som ocks氓 ger en l盲gre br盲nslef枚rbrukning. Den tekniken kan vi i framtiden f氓 se 盲ven p氓 stj盲rtpartiet och vingarna, s盲ger han.
Komplext samspel
I ett flygplan finns det i stort sett bara en kraftk盲lla - flygplansmotorn. Kraften d盲rifr氓n ska ge drivningen fram氓t, men ocks氓 el till kabinen, k枚k, instrumenten i cockpit, ljus, ventilation, underh氓llningssystemet ombord med mera.
I Boeings senaste nyutvecklade flygplan B-787 Dreamliner har man dock bytt ut n氓gra av de pneumatiska systemen, system som drivs av tryckluft, mot system d盲r elen h盲mtas direkt fr氓n motorn. Dels f枚r att testa tekniken l氓ngsiktigt och dels f枚r att f氓 枚kad effektivitet och ett enklare underh氓ll.
鈥� De elektriska systemen blev dyra och n氓gra liknande elektriska system 盲r inte byggda efter Dreamlinern, men flygbolagen uppskattar systemet eftersom det 枚kar komforten och s盲kerheten f枚r passagerarna, konstaterar Ingo Staack.
Foto Anna NilsenEn annan id茅 som forskarna arbetar med 盲r att bygga plan med flexibel form p氓 vingarna. Flygplan har sett ut ungef盲r likadana i m氓nga 氓r och det 盲r en kompromiss mellan optimal form f枚r att kunna starta och landa och den form som 盲r mest effektiv n盲r planet ligger p氓 marschh枚jd. Kan planet 盲ndra konfiguration, forma om sig, uppe i luften finns det ocks氓 effektivitetsvinster att h盲mta.
Eldrivet flyg dr枚jer
Eldrivna flygplan ligger l氓ngt in i framtiden, annat 盲n i relativt sm氓 plan och p氓 korta str盲ckor, d盲rom 盲r flygforskarna 枚verens. Det finns ingen batteriteknik i sikte som kan klara l盲ngre flygningar 盲n n氓gon timma. Farh氓gor st盲lls ocks氓 till s盲kerheten och infrastrukturen f枚r laddning.
D盲remot kan biobr盲nslen vara ett alternativ f枚r att f氓 ner koldioxidutsl盲ppen.
鈥� Rent teknisk 盲r det inga problem att driva dagens motorgeneration med biobr盲nslen, det 盲r en fr氓ga om pris, tillg氓ng och certifiering. De fossila br盲nslena 盲r s氓 mycket billigare, s盲ger Ingo Staack.
Den ekonomiska f枚reningen FlyGreenFund, levererade f枚rra 氓ret cirka 500 ton biobaserat flygbr盲nsle till svenska flygplatser, finansierat med g氓vor och donationer. Det motsvarar 0,5 promille av flygbr盲nslef枚rbrukningen i Sverige under ett 氓r. Men n盲r det g盲ller biobr盲nslen 盲r det inte bara priset utan ocks氓 tillg氓ngen som 盲r en begr盲nsande faktor.
Allt 盲r inte teknik
贵氓驳别濒蝉迟谤盲肠办 Foto AnagrammIngo Staack pekar ocks氓 p氓 n氓gra andra konkreta 氓tg盲rder som skulle minska br盲nslef枚rbrukningen f枚r flyget: att inf枚ra hastighetsbegr盲nsningar 盲ven i luften och att flyga i formation som f氓gelstr盲cken 盲r ett par m枚jligheter. En tredje 盲r att flyga med mindre plan som visserligen inte n氓r lika l氓ngt p氓 varje tankning men som inte heller drar s氓 mycket br盲nsle f枚r att frakta br盲nsle f枚r den sista delen av resan. Att tanka i luften 盲r en annan l枚sning p氓 samma problem.
Alla 氓tg盲rder inneb盲r dock kostnader som n氓gon m氓ste vara beredd att betala och det kr盲vs internationella 枚verenskommelser.
Centrum f枚r flygforskning
Svensk flygforskning ligger l氓ngt fram inom flera teknikomr氓den och har nu samlat sig i det gemensamma forskningscentrumet Swedish Aeronautics Research Center, SARC, d盲r LiU 盲r v盲rduniversitet. Tanken 盲r att de gemensamma krafterna inom SARC nu ska hj盲lpa till att staka ut framtiden f枚r den svenska flygforskningen, i samklang med svensk flygindustri och internationell forskning.
LiU-forskarnas kompetens ligger, f枚rutom inom materialomr氓det, fr盲mst 氓t det s盲kerhetskritiska h氓llet med studier av system av system, kallat SoS (Systems of Systems).
鈥� I ett flygplan 盲r det hundratals, kanske tusentals olika delsystem som ska fungera tillsammans. Byter man ut ett av dem, eller f枚r盲ndrar n氓got i ett system, p氓verkar det m氓nga andra. Det 盲r bland annat h盲r v氓r expertis kommer in, vi arbetar med olika scenarier och analyserar vilka system som fungerar tillsammans, och vilka som inte g枚r det, s盲ger Ingo Staack.
Att inf枚ra 氓tg盲rder som g枚r flyget mera milj枚v盲nligt 盲r om枚jligt om det 盲ventyrar s盲kerheten.
鈥� S盲kerhet har h枚gsta prioritet inom flygforskningen, intygar Ingo Staack.
SARC, Swedish Aeronautics Research Center
Finansieras av Vinnovas och Flygvapnets gemensamma forskningssatsning Innovair som 盲ven driver Nationellt flygtekniskt forskningsprogram, NFFP. Programmet 盲r inne p氓 sin sjunde etapp 2017-2022. I en f枚rsta utlysning inom etappen har 180 miljoner kronor f枚rdelats.
