Det sÀger Ingo Staack, flygforskare vid Avdelningen Fluida och mekatroniska system, Linköpings universitet.
Hittills har teknisk forskning och utveckling lett till en besparing i brÀnsleförbrukning för flyget globalt pÄ 2,6 procent per Är, frÄn 1990 talet och fram till idag. à r 2016 motsvarade det en besparing pÄ över 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 förbÀttringarna Àts dock upp av det ökande globala flygandet. Antalet flygpassagerare ökar i en brant uppÄtgÄende kurva och förvÀntas enligt flygplanstillverkarna Boeing och Airbus öka med mellan fyra och fem procent per Är fram till 2035. Största tillvÀxten stÄr flygandet i Mellanöstern för, men Àven i Sverige ökar flygandet, inte minst pÄ grund av lÄgkostnadsbolagens intÄg pÄ marknaden.
Den tekniska utvecklingen fortsÀtter dock i oförminskad takt. PÄ EU-nivÄ finns exempelvis Horisont2020-programmet CleanSky med en budget pÄ fyra miljarder euro och deltagare frÄn 24 lÀnder. Den senaste innovationen, dÀr Sverige och Saab spelat en aktiv roll, Àr en förbÀttrad form pÄ vingen. Genom att utnyttja de laminÀra strömmarna runt vingprofilen minskas friktionen frÄn vingen med 50 procent och koldioxidutslÀppen med fem procent.
Foto Anna NilsenĂven flygmotortekniken utvecklas snabbt:
â Inom flyget talar vi om By Pass Ratio, BPR, som ett mĂ„tt pĂ„ framdrivningens effektivitet, ju högre BPR desto kĂ€nsligare motor. Idag brukar BPR i ett passagerarplan ligga upp till 12, sĂ€ger Ingo Staack.
Det betyder att 12 kilo luft passerar runt gasturbinen för varje kilo som passerar inne i den. Ju högre BPR desto lÀgre brÀnsleförbrukning och mindre buller, men motorkonstruktionen blir ocksÄ allt större och tyngre.
Ny motorgeneration pÄ plats
En ny motorgeneration med högre BPR och dÀrmed lÀgre brÀnsleförbrukning har tagits fram. Dessutom har ökad temperatur och tryck inne i motorn ökat den termodynamiska verkningsgraden. Det stÀller dock högre krav pÄ materialen - inte minst turbinbladen utsÀtts för stora pÄfrestningar. Materialutveckling för turbiner Àr ocksÄ ett omrÄde dÀr bÄde LiU och Chalmers har framstÄende forskning.
â Vi har vunnit 15-20 procent i minskad brĂ€nsleförbrukning de senaste Ă„ren bara genom att byta ut motorerna pĂ„ gamla plan. Alla teknikbyten sker med extremt höga sĂ€kerhetskrav, den nya motortekniken har testats i tusentals timmar innan den tillĂ„ts att anvĂ€ndas i trafik, sĂ€ger Ingo Staack.
En annan möjlighet Àr att utnyttja de laminÀra strömmarna pÄ effektivast möjliga vis, inte bara runt vingarna. Forskningen inom Active flow control - aktiv flödeskontroll, Àr möjlig tack vare avancerade simuleringar i superdatorer och tester i vindtunnlar.
â Titta pĂ„ en modern flygplansmotor sĂ„ ser du att det Ă€r fullt av smĂ„ hĂ„l i den del som omger inloppet till motorn. I de smĂ„ hĂ„len dras luften in och bidrar till en laminĂ€r strömning som ocksĂ„ ger en lĂ€gre brĂ€nsleförbrukning. Den tekniken kan vi i framtiden fĂ„ se Ă€ven pĂ„ stjĂ€rtpartiet och vingarna, sĂ€ger han.
Komplext samspel
I ett flygplan finns det i stort sett bara en kraftkÀlla - flygplansmotorn. Kraften dÀrifrÄn ska ge drivningen framÄt, men ocksÄ el till kabinen, kök, instrumenten i cockpit, ljus, ventilation, underhÄllningssystemet ombord med mera.
I Boeings senaste nyutvecklade flygplan B-787 Dreamliner har man dock bytt ut nÄgra av de pneumatiska systemen, system som drivs av tryckluft, mot system dÀr elen hÀmtas direkt frÄn motorn. Dels för att testa tekniken lÄngsiktigt och dels för att fÄ ökad effektivitet och ett enklare underhÄll.
â De elektriska systemen blev dyra och nĂ„gra liknande elektriska system Ă€r inte byggda efter Dreamlinern, men flygbolagen uppskattar systemet eftersom det ökar komforten och sĂ€kerheten för passagerarna, konstaterar Ingo Staack.
Foto Anna NilsenEn annan idé som forskarna arbetar med Àr att bygga plan med flexibel form pÄ vingarna. Flygplan har sett ut ungefÀr likadana i mÄnga Är och det Àr en kompromiss mellan optimal form för att kunna starta och landa och den form som Àr mest effektiv nÀr planet ligger pÄ marschhöjd. Kan planet Àndra konfiguration, forma om sig, uppe i luften finns det ocksÄ effektivitetsvinster att hÀmta.
Eldrivet flyg dröjer
Eldrivna flygplan ligger lÄngt in i framtiden, annat Àn i relativt smÄ plan och pÄ korta strÀckor, dÀrom Àr flygforskarna överens. Det finns ingen batteriteknik i sikte som kan klara lÀngre flygningar Àn nÄgon timma. FarhÄgor stÀlls ocksÄ till sÀkerheten och infrastrukturen för laddning.
DÀremot kan biobrÀnslen vara ett alternativ för att fÄ ner koldioxidutslÀppen.
â Rent teknisk Ă€r det inga problem att driva dagens motorgeneration med biobrĂ€nslen, det Ă€r en frĂ„ga om pris, tillgĂ„ng och certifiering. De fossila brĂ€nslena Ă€r sĂ„ mycket billigare, sĂ€ger Ingo Staack.
Den ekonomiska föreningen FlyGreenFund, levererade förra Äret cirka 500 ton biobaserat flygbrÀnsle till svenska flygplatser, finansierat med gÄvor och donationer. Det motsvarar 0,5 promille av flygbrÀnsleförbrukningen i Sverige under ett Är. Men nÀr det gÀller biobrÀnslen Àr det inte bara priset utan ocksÄ tillgÄngen som Àr en begrÀnsande faktor.
Allt Àr inte teknik
čóĂ„Č”±đ±ôČőłÙ°ùĂ€łŠ°ì Foto AnagrammIngo Staack pekar ocksĂ„ pĂ„ nĂ„gra andra konkreta Ă„tgĂ€rder som skulle minska brĂ€nsleförbrukningen för flyget: att införa hastighetsbegrĂ€nsningar Ă€ven i luften och att flyga i formation som fĂ„gelstrĂ€cken Ă€r ett par möjligheter. En tredje Ă€r att flyga med mindre plan som visserligen inte nĂ„r lika lĂ„ngt pĂ„ varje tankning men som inte heller drar sĂ„ mycket brĂ€nsle för att frakta brĂ€nsle för den sista delen av resan. Att tanka i luften Ă€r en annan lösning pĂ„ samma problem.
Alla ÄtgÀrder innebÀr dock kostnader som nÄgon mÄste vara beredd att betala och det krÀvs internationella överenskommelser.
Centrum för flygforskning
Svensk flygforskning ligger lÄngt fram inom flera teknikomrÄden och har nu samlat sig i det gemensamma forskningscentrumet Swedish Aeronautics Research Center, SARC, dÀr LiU Àr vÀrduniversitet. Tanken Àr att de gemensamma krafterna inom SARC nu ska hjÀlpa till att staka ut framtiden för den svenska flygforskningen, i samklang med svensk flygindustri och internationell forskning.
LiU-forskarnas kompetens ligger, förutom inom materialomrÄdet, frÀmst Ät det sÀkerhetskritiska hÄllet med studier av system av system, kallat SoS (Systems of Systems).
â I ett flygplan Ă€r det hundratals, kanske tusentals olika delsystem som ska fungera tillsammans. Byter man ut ett av dem, eller förĂ€ndrar nĂ„got i ett system, pĂ„verkar det mĂ„nga andra. Det Ă€r bland annat hĂ€r vĂ„r expertis kommer in, vi arbetar med olika scenarier och analyserar vilka system som fungerar tillsammans, och vilka som inte gör det, sĂ€ger Ingo Staack.
Att införa ÄtgÀrder som gör flyget mera miljövÀnligt Àr omöjligt om det Àventyrar sÀkerheten.
â SĂ€kerhet har högsta prioritet inom flygforskningen, intygar Ingo Staack.
SARC, Swedish Aeronautics Research Center
Finansieras av Vinnovas och Flygvapnets gemensamma forskningssatsning Innovair som Àven driver Nationellt flygtekniskt forskningsprogram, NFFP. Programmet Àr inne pÄ sin sjunde etapp 2017-2022. I en första utlysning inom etappen har 180 miljoner kronor fördelats.
