Chalmersforskare: Så blir flygplanet bränslesnålt

Under de senaste 40 åren har försäljningen av flygbränsle ökat med dryga 2 procent om året. För att minska flygets påverkan på klimatet krävs därför nya tekniska lösningar. Det konstaterar Chalmersforskaren Linda Larsson.

I sin doktorsavhandling har hon bland annat studerat flygmotorkonceptet öppen rotor, mer känt som "open rotor". Där genereras det mesta av dragkraften av två motroterande propellerrader istället för en innesluten fläkt. Det möjliggör större motordiametrar, och därmed högre framdrivningsverkningsgrad, utan att för den skull ge ett alldeles för stort och tungt motorhölje.

-Open rotor-konceptet har potential att minska bränsleförbrukningen med 15 procent. Men det gäller förstås att utveckla tekniken och få den på plats, säger Linda Larsson.

Konceptet studerades redan på 80-talet när bränslepriserna steg. Men så sjönk priset och tekniken blev mindre intressant. Nu har den blivit het på nytt.

–Bränslekostnaden är en av flygbolagens största kostnader, och så finns det ju uppenbara miljöskäl och politiska incitament för att minska bränsleförbrukning och utsläpp, konstaterar Linda Larsson.

Hennes studie av open rotor-konceptet har gjorts på ett möjligt framtida litet flygplan som flyger kortare sträckor, till exempel mellan Göteborg och Berlin. För att göra beräkningarna krävs en metod för att representera propellerprestanda. Sådana modeller finns redan inom industrin, men då för specifika designer, vilka inte är öppet tillgängliga. Linda Larsson har istället tagit fram en metod som kan användas fritt och brett och som kan skalas om allteftersom mer data blir tillgängliga.

Men enligt Linda Larsson ligger förverkligandet av konceptet cirka 15 år framåt i tiden, just nu ligger fokus på forskning. Det andra flygmotorkonceptet hon har studerat - växlad turbofläkt - ligger närmre i tiden.

Det som skiljer en växlad turbofläkt från en vanlig turbofläkt är att den stora fläkten fram på motorn går med ett lägre varvtal än turbinen som driver den. Det sitter alltså en växellåda mellan turbinen och fläkten som reducerar varvtalet. Det möjliggör en lättare turbin och högre verkningsgrad. Enligt Linda Larssons beräkningar kan konceptet ge en bränslebesparing på fyra procent.

-Jag har studerat hur stor potential arkitekturen i sig själv har, och har inte undersökt några specifika modeller från tillverkare, men redan nästa år kommer det finnas flygplan med växlad turbofläkt på marknaden, säger Linda Larsson.