Leo Veldhuis
Ons doel: groenere vliegtuigprestaties dankzij verbeterde voortstuwingssystemen
De luchtvaart is in toenemende mate een klimaatvervuiler. Om de sector te verduurzamen is er grote behoefte aan meer (energie)zuinige vliegtuigontwerpen. Zie hier het speelveld van Leo Veldhuis, hoogleraar Vliegtuigprestaties & Voortstuwing (FPP).
De luchtvaartsector groeit vliegensvlug: wereldwijd met ca. 5% per jaar, zonder dat er ‘groene’ oplossingen paraat zijn. “Als we niets doen, is de luchtvaart in 2050 verantwoordelijk voor wel dertig procent van de jaarlijkse CO2-uitstoot. Voor Veldhuis is dit een belangrijke trigger om energie te steken in verduurzaming. “We willen vanuit de vliegtuigaerodynamica een grote slag maken, uiteraard in samenwerking met de collega’s van aanverwante disciplines. De afgelopen jaren hebben we dan ook sterk ingezet op deelname in Europese onderzoeksprojecten in die lijn.”
Aerodynamica zit in het academisch DNA van Veldhuis. Zo was hij jarenlang docent Aerodynamica, Universitair Hoofddocent en later Hoofd van de Windtunnellaboratoria. Zijn promotieonderzoek ging over propellers en propeller-vleugelinteractie. “Het is fantastisch om een innovatief concept te bedenken, daar een model voor te maken, dan te voorspellen welke voordelen het concept oplevert en vervolgens met testen te bewijzen dat het werkt.” Veldhuis houdt verder van geschiedenis, de Hollandse Meesters en de Oostenrijkse antropoloog Heinrich Harrer. Hij leest graag boeken met reis- en expeditieverhalen.
Zijn sectie zet de kennis over aerodynamica in voor betere vliegtuigprestaties. “We kijken daarom sterk naar het ontwerp van vliegtuigen, en op dat gebied zijn momenteel een paar zaken interessant. Neem de integratie van het voorstuwingssysteem. Vergelijk het met de opkomst van de elektrische fiets. De fiets is hetzelfde gebleven, maar met elektrische én menselijke aandrijving. Wij willen toe naar elektrisch vliegen. Als tussenfase is er de hybride aandrijving: een combinatie van elektrische voorstuwing en brandstof.”
Elektrisch vliegen is ‘the way to go’ de komende jaren.
Leo Veldhuis
Met drie projecten zetten Veldhuis en zijn mensen zwaar in op hybride én elektrische voortstuwing. Bepaald geen sinecure: “In de luchtvaart zijn we allergisch voor gewicht vanwege het effect op het brandstofverbruik. Helaas zijn batterijen heel zwaar. De overstap naar elektrische aandrijving zal daarom niet zo snel gaan als in de automobielindustrie. De pijlen zijn nu eerst gericht op de kleine luchtvaart, en er zijn al ontwikkelingen. Zo werken we samen met een bedrijf dat kleine elektrische vliegtuigen op de markt brengt en zoeken we naar verdere kruisbestuiving.”
Interessant ook, met name voor vliegtuigontwerpers, is dat vliegtuigen er compleet anders gaan uitzien dan we gewend zijn. Met andere staartvlakken bijvoorbeeld en een anders geïntegreerd voortstuwingssysteem. “Er wordt wereldwijd onderzoek gedaan naar verdeelde voortstuwing. Geen twee kerosine aangedreven straalmotoren op de vleugel meer, maar elektrische motoren die her en der verdeeld zijn over het vliegtuig. Dat heeft allerlei implicaties voor het ontwerp, maar ook op de vliegmechanica: het vlieggedrag wordt anders, dus ook hoe je vliegtuigen bestuurt. We buigen ons hierover in samenspraak met andere secties.”
Trots
Propellervoortstuwing, jarenlang afgedaan als ouderwets, is weer volop in beeld, ook internationaal. “Logisch, want het is tot 30% zuiniger dan straalvoortstuwing. Helaas is wereldwijd veel van de kennis erover verdwenen. Zelf heb ik het altijd op mijn bureau gehouden. Toen ik in 2005 promoveerde deed ik de voorspelling dat we ooit grote propellervliegtuigen zouden ontwerpen. Iedereen lachte me uit, maar het gebeurt op dit moment. Mijn dissertatie ligt her en der open op de bureaus, zelfs bij NASA. Stiekem ben ik daar best trots op.”
Elektrisch vliegen is wat Veldhuis betreft ‘the way to go’. Het is alleen hopen op verdere doorbraken in de batterijtechnologie. “Hoe lichter batterijen worden, hoe langer de afstanden die we kunnen vliegen. Tegelijkertijd realiseer ik me: zélfs als we erin slagen de CO2-uitstoot in de luchtvaart met vijftig procent te verminderen, belast de sector het klimaat alsnog zwaar. We houden de enorme groei niet bij met onze technologische ontwikkelingen. Vliegen is te goedkoop. Ik wil niemand het recht op reizen ontnemen, ik vind respect voor anderen zelfs cruciaal, maar er moet iets veranderen.”
De ommekeer kan liggen in wat Veldhuis de vierdimensionale mobiliteit noemt. “Als producten lokaal ontwikkelen en halen 1D is, treinen, boten, auto’s 2D en de luchtvaart 3D, dan blijft er bewustwording (4D) over. Politiek én burger zullen zo slim mogelijk voor 2D- en 3D-mobiliteit moeten kiezen. Veel mensen besluiten al voorlopig niet meer te vliegen, ook wetenschappers. Ikzelf ook, tenzij het echt niet anders kan.”
