Terwijl de luchtvaartsector werkt aan het behalen van netto-nul koolstofemissies tegen 2050, wordt de ontwikkeling van hybride-elektrische vliegtuigen beschouwd als een van de sleutelvoorwaarden voor succes. Om hybride-elektrische aandrijfsystemen te ondersteunen zijn echter nieuwe technologieën voor hoogspanningsdistributie vereist, omdat de elektrische vermogensniveaus toenemen van honderden kilowatts in de huidige vliegtuigen naar megawatts in de vliegtuigen van de toekomst. Het consortium HECATE gaat deze uitdaging aan voor vliegtuigen die zijn bedoeld voor regionaal vervoer. Hun specifieke doel is om tegen 2025 een hybride-elektrische architectuur van meer dan 500 kW te demonstreren in grondtesten.
“Met tientallen jaren ervaring in het leveren van elektrische energiesystemen voor de meest geavanceerde vliegtuigen ter wereld, brengt Collins deze expertise in bij de ontwikkeling van meerdere elektrische technologieën van de volgende generatie die een integraal onderdeel vormen van duurzaam vliegen”, zegt Mauro Atalla, Senior Vice President Engineering & Technology van Collins. “De belangrijkste hiervan zijn hoogspanningsdistributiesystemen, een cruciale factor voor het bevorderen van hybride-elektrische aandrijving. In samenwerking met het consortium HECATE zullen we nieuwe hoogspanningstechnologieën ontwikkelen om de weg te effenen voor toekomstige hybride-elektrische platformen en lagere koolstofemissies.”
Technische innovatie
De organisatie Applied Research and Technology (ART) van Collins in Cork, Ierland, zal de coördinatie van HECATE leiden, terwijl de faciliteiten van het bedrijf in Solihull, Verenigd Koninkrijk, en Nördlingen, Duitsland, technologieën voor stroomomzetting en secundaire distributie zullen ontwikkelen voor het project. Safran zal de primaire distributie en bekabeling leveren. Thales en Diehl Aerospace zullen gespecialiseerde oplossingen aandragen voor vermogenselektronica, systeemregeling en energiebeheer. Airbus Defence and Space en Leonardo brengen het perspectief van de cascobouwer in en ondersteunen de eisen en validatieactiviteiten.
NLR neemt deel aan twee werkpakketten voor HECATE. Het ondersteunt GKN Fokker Elmo bij de ontwikkeling van draadboomtechnologieën (bijvoorbeeld bekabeling en connectoren) voor een secundair vermogensdistributienetwerk door elektromagnetische compatibiliteit (EMC) en thermische aspecten te modelleren en te testen. Daarnaast werkt NLR nauw samen met Airbus Defence and Space, de universiteit van Granada en Collins Aerospace om kennis op te doen over de specifieke EMC-uitdagingen van hybride-elektrische vliegtuigen. Deze uitdagingen omvatten hoogspanningsaspecten zoals boogvorming, maar ook aarding/bliksembeveiliging.
“Binnen het HECATE-project kijken we naar veel hogere elektrische vermogensniveaus” – Jesper Lansink Rotgerink van NLR
Projectleider Jesper Lansink Rotgerink van NLR: “Elektrisch vliegen is al mogelijk voor kleine vliegtuigen. Binnen het HECATE-project kijken we echter naar veel hogere elektrische vermogensniveaus die grotere thermische en EMC-uitdagingen met zich mee brengen voor vliegtuigen zoals de ATR-42 of ATR-72. Deze vliegtuigen hebben een capaciteit van 19 tot 130 zitplaatsen en zijn bedoeld voor korte tot middellange routes.”
“De levering van technologische innovaties en baanbrekende vliegtuigconcepten is de spil tot het realiseren van een klimaatneutrale luchtvaart”, voegt Axel Krein, Executive Director van Clean Aviation, toe. “De lancering van het HECATE-project markeert het begin van een gezamenlijke sprint naar hogere efficiëntie en lagere emissies voor de Europese luchtvaart, in lijn met de ambities van de klimaatakkoord van Parijs en de Europese Green Deal.”
Clean Aviation
De Joint Undertaking Clean Aviation is het onderzoeks- en innovatieprogramma van de Europese Unie voor het transformeren van de luchtvaart in de richting van een duurzame en klimaatneutrale toekomst, waarmee de weg wordt geëffend voor de ambitie van de EU om tegen 2050 klimaatneutraal te zijn. Het programma stelt dat regionale vliegtuigen momenteel ongeveer 40% van het totale aantal vertrekken en ongeveer 36% van het totale aantal gevlogen uren voor hun rekening nemen. Tegen het midden van de jaren 2030 zal de mobiliteit van mensen en goederen naar verwachting progressieve veranderingen doormaken, met name over afstanden van minder dan 500 kilometer. Luchtvaartuigen in deze categorie, waaronder regionale vliegtuigen met een capaciteit tot 100 stoelen, zullen als eerste profiteren van een luchtvervoerssysteem dat hybride-elektrische aandrijftechnologieën combineert met aanvullende oplossingen om de ecologische voetafdruk van de luchtvaart te verkleinen en de weg te banen naar klimaatneutraliteit.
Projecten zoals HECATE dragen bij aan een van de hoofddoelen van Clean Aviation: een regionaal vliegtuig met hybride-elektrische aandrijving dat geschikt is voor 100% drop-in-brandstoffen of waterstof en in 2035 in gebruik wordt genomen.
Consortium
Collins Aerospace zal de ontwikkeling van de nieuwe technologieën voor hoogspanningsdistributie coördineren in het kader van het HECATE-project Clean Aviation van de Europese Unie. Voor HECATE, wat staat voor Hybrid-ElectriC regional Aircraft distribution TEchnologies, zal Collins de stuurgroep van het project leiden, terwijl het Franse Safran zal optreden als technisch coördinator. De twee bedrijven gaan samenwerken met een consortium van 37 Europese partners uit de lucht- en ruimtevaartsector in 10 landen, waaronder Koninklijke NLR. Het consortium HECATE ontvangt ongeveer € 34 miljoen aan financiering van Clean Aviation en € 6 miljoen van UK Research and Innovation.
Voor aanvullende informatie kunt u ook terecht op de pagina’s over de NLR-programma’s ‘Ontwikkeling van lucht- en ruimtevoertuigen‘ en ’Klimaatneutrale luchtvaart’ en op onze website
Het HECATE-project wordt gefinancierd door de Europese Unie onder subsidieovereenkomst nr. 101101961. Opvattingen en meningen zijn echter uitsluitend die van de auteur(s) en komen niet noodzakelijkerwijs overeen met die van de Europese Unie of Clean Aviation. Noch de Europese Unie, noch de subsidieverlenende autoriteit kan hiervoor verantwoordelijk worden gehouden.
