Welk voortstuwingssysteem is er nodig voor hypersonische vliegtuigen?

Een hypersonisch vliegtuig kan acht keer sneller dan het geluid en tien keer sneller dan een hedendaags passagiersvliegtuig. Daarmee vlieg je in drie uur naar Australië. Deze vliegtuigen vliegen in de stratosfeer, waar de luchtweerstand en daarmee het brandstofverbruik minder zijn. Maar welk voortstuwingssysteem heb je daarvoor nodig?

Het project richt zich onder meer op innovatieve hybride voortstuwingsystemen op basis van waterstof. Op de foto het LAPCAT-MR2 Hypersonic Cruiser Concept.

1/1

Gerelateerd nieuws

‘Boost’ in productiviteit door digitale transformatie, maar barrières blijven

Jacquelien Scherpen wint Prins Friso Ingenieursprijs 2023

Hanze Hogeschool Groningen onderzoekt ‘Groningen-trilling’

Nidec Leroy-Somer gaat elektrische motoren voor Airbus ontwikkelen

Het project richt zich onder meer op innovatieve hybride voortstuwingsystemen op basis van waterstof. Daarnaast worden de milieueffecten geanalyseerd, zoals de gevolgen van emissies voor de ozonlaag en het klimaat. Ook wordt onderzoek gedaan naar het welzijn van de passagiers, zoals comfort, bioritme en veiligheid.

Geluid beperken

Eén van de uitdagingen betreft het beperken van het geluid van het voortstuwingssysteem. Het Nederlandse Lucht en Ruimtevaartinstituut (NLR) onderzoekt het geluidsniveau van de zogenaamde ‘air turborocket'-motoren, die geïntegreerd zijn in de romp en in één gezamenlijke nozzle uitblazen. Deze motoren zullen tijdens de subsonische start- en landingsfase gebruikt worden. Op grote hoogte versnellen ze het vliegtuig tot vier keer geluidssnelheid, waarna een ‘dual mode ram' - of ‘scramjet'- motor de voorstuwing overneemt.

NLR voorspelt het straalgeluid aan de hand van semi-empirische modellen, waarbij het data gebruikt van experimenten met in de romp geïntegreerde geschaalde motoren (zonder verbrandingskamer). Die motoren maakt NLR eerst in de modellenwerkplaats.

In de romp

In tegenstelling tot huidige vliegtuigen is dit voortstuwingssysteem niet bevestigd aan een vleugel, maar geïntegreerd in de romp. Door absorberende materialen toe te passen en het systeem op een bepaalde positie te plaatsen in de romp kun je het motorgeluid in theorie beperken.

Stratofly

Het Stratofly-project, onderdeel van het EU-Horizon 2020 programma, brengt in kaart of de ontwikkeling van een hypersonisch testvliegtuig in 2035 mogelijk is. Technieken die onderzocht worden in Stratofly zijn nu op TRL2-3 niveau, aan het eind van het project zullen deze technieken op TRL4-niveau zijn.

Stratofly is een eerste stap om nieuwe luchtvaartroutes te verkennen op hoogtes die nog niet worden geëxploiteerd, tegen de achtergrond van een verwachte verzesvoudiging van het mondiale luchtverkeer in 2050. Uiteindelijk is het doel een revolutionaire vorm van luchttransport te realiseren die veel sneller en efficiënter is en tegelijkertijd duurzamer is dan het huidige luchttransport.