Sommige deskundigen denken dat vliegen op waterstof een grotere toekomst heeft voor de duurzame luchtvaart dan vliegen op batterijen. Nu is waterstofaandrijving niet zo nieuw als u misschien denkt. Al in 1937 demonstreerde Hans van Ohain de Heinkel HeS1, een straalmotor die gebruik maakt van waterstof. Toch zijn de huidige waterstofprojecten op de vingers van twee handen te tellen. In dit artikel nemen we een kijkje bij onze oosterburen. Daar vliegt sinds 2016 een vierzitter op waterstof in gasvorm.
Hypstair
Het HY4-waterstofvliegtuig is ontwikkeld door het Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), de tegenhanger van onze koninklijke NLR. Partners zijn Duitse motor- en inverterontwikkelaar Compact Dynamics, Ulm University, Technische Universiteit Delft, Politecnico di Milano en University of Maribor. De ontwikkeling van het toestel is aanvankelijk gefinancierd door het Hypstair-programma van de Europese Unie. Vanaf 2017 valt het project onder MAHEPA.
MAHEPA
MAHEPA staat voor Modular Approach to Hybrid-Electric Propulsion Architecture. Financier is het Europese programma Horizon 2020. Het MAHEPA-project ontwikkelt twee nieuwe hybride elektrische aandrijflijnen om schonere, stillere en efficiëntere voortstuwing van vliegtuigen mogelijk te maken. Door te kiezen voor een modulaire benadering kunnen voor het eerst twee varianten van een hybride-elektrische aandrijflijn worden getest. De ene gebruikt een brandstof aangedreven generator om de batterijen op te laden en de elektrische motor van stroom te voorzien. De andere variant is de HY4, waarbij met behulp van waterstof brandstofcellen de energie produceren.
Dubbele romp
De HY4 is gebaseerd op de Pipistrel Taurus G4, een soort motorzwever met een dubbele romp. Beide rompen bieden plaats aan twee passagiers. Het toestel heeft waterstoftanks en accu’s in de romp en brandstofcellen en motor in de centrale motorgondel. De HY4 heeft een continu motorvermogen van 52 kilowatt en een piekvermogen van 120 kilowatt. De maximum snelheid bedraagt 200 kilometer per uur en de kruissnelheid 145 kilometer per uur. Afhankelijk van snelheid, hoogte en belasting kan hij een bereik van 750 tot 1.500 kilometer halen. Het maximale gewicht van het waterstofvliegtuig is 1.500 kilogram. Operator van de HY4 is de DLR spin-off H2FLY. Het bedrijf fungeert als een schakel tussen onderzoek en industrie en verzorgt ook de marketing van de HY4.
Nieuwe testen
MAHEPA heeft inmiddels een verbeterde hybride aandrijflijn geïntegreerd in de HY4 en is klaar voor het testen op de grond en in de lucht. Het brandstofcelsysteem en de aandrijfunit zijn geïnstalleerd op de middelste vleugel, in een centrale gondel, tussen de twee rompen. In de romp bevinden zich de accu’s en tanks in gescheiden ruimtes. Verder heeft de besturingssoftware in de vluchtcomputer een flinke update ondergaan. Hierdoor zijn de veiligheid en betrouwbaarheid verbeterd.
Uitdaging
Een uitdaging was de integratie van het koelsysteem van de brandstofcellen en de complete aerodynamische behuizing. De brandstofcelkoeling werd op de middelste vleugel geïntegreerd op een manier die de koelprestaties duidelijk verbeterde in vergelijking met de eerste generatie HY4-koelsystemen. Door de ontwikkeling van een nieuwe aerodynamische behuizing voor de centrale gondel kon een optimale luchtstroom worden bereikt.
Flexibel
Duitsland beschikt over meer dan 60 regionale en internationale luchthavens met de nodige infrastructuur en faciliteiten. Zeer geschikt voor het uitrollen van het elektrische luchttaxi concept, bijvoorbeeld met de HY4. Met emissievrije vliegtuigen kan een snel en flexibel vervoerssysteem worden opgezet, dat bijdraagt aan het verminderen van verkeerscongestie op de grond. Het modulaire systeem van de HY4 kan in de toekomst wellicht ook gebruikt worden voor grotere schone en stille vliegtuigen met maximaal 40 zitplaatsen.
