Na twee jaar noeste arbeid door zo’n vijftig studenten heeft AeroDelft zijn eerste prototype van een vliegtuig op waterstof gepresenteerd. De onbemande Phoenix PT moet nog deze zomer gaan vliegen op waterstof. Tegelijk werkt de helft van het team al aan de veel grotere opvolger, die plaats biedt aan twee passagiers.

De ranke Phoenix PT doet zo op het eerste gezicht wat denken aan een zweefvliegtuig. Maar zweven op de thermiek is niet wat hij gaat doen; hij wordt namelijk aangedreven door een elektrische propeller op de staartvleugel. En die haalt zijn elektrische vermogen weer uit een brandstofcel die waterstof verbruikt. Wanneer dit vliegtuig het luchtruim kiest, komt er dus geen CO2 in de lucht (en andere emissies), maar puur waterdamp.
 

Luchtvaart omvormen

De studenten van AeroDelft zetten met hun vliegtuig de eerste stapjes van een gigantische operatie, namelijk: het omvormen van de luchtvaart als sector die op fossiele brandstoffen draait, tot een meer duurzame sector die steeds minder broeikasgas uitstoot (lees ook: ‘Zo kan de luchtvaart in Europa duurzaam worden’).

Wat ze afgelopen vrijdag presenteerden is een prototype op schaal 1:3. Een passagier past er niet in, dus als de Phoenix PT deze zomer gaat vliegen, zal hij radiografisch worden bestuurd vanaf de grond. ‘Deze testvluchten dienen om te kijken in hoeverre het toestel zich in de lucht gedraagt zoals zou moeten’, vertelt Jesse van Leeuwen, persvoorlichter van AeroDelft.
 


‘We hebben uitgebreide berekeningen gedaan aan de luchtstromingen rond het toestel (voor de liefhebber: met computational fluid dynamics-software, CFD, berekeningen die veel computerkracht vereisen red.). Zo weten we dat het vliegtuig in theorie aerodynamisch in orde is, maar natuurlijk kan dat altijd anders zijn in de praktijk. Dus vandaar die testvluchten.’
 

Accupakket

Bij de eerste testvluchten zal de Phoenix PT alleen een accupakket aan boord hebben. ‘We willen eerst meer leren over hoe het vliegtuig zich gedraagt en testen of alles werkt zoals het hoort’, zegt Van Leeuwen. ‘Die kennis willen wij hebben voordat we met waterstof gaan vliegen. Dan weten we precies hoe het vliegtuig werkt, zodat we met latere testvluchten volledig op de waterstofonderdelen aan boord kunnen focussen.’

Overigens zal ook een vliegtuig dat op waterstof vliegt voorlopig altijd nog een ondersteunend accupakket aan boord nodig hebben. Bij het opstijgen en landen is namelijk extra vermogen nodig en daarbij geeft een accu net dat extra zetje aan de voortstuwing.
 

Tank

Een van de belangrijkste en meest ingewikkeld componenten van het door waterstof aangedreven vliegtuig is de brandstoftank, te zien op de foto hieronder. Hier zit de energiedrager in, de waterstof, die door stevig koelen tot -253 graden Celsius vloeibaar is geworden. Dit spul warmt echter heel langzaam op - door instraling - en zo wordt een klein deel gasvormig. Hierdoor loopt de druk langzaam op en moet een klein deel van de waterstof ‘weggeventileerd’ worden.

Om de opwarming zoveel mogelijk tegen te gaan, bestaat de brandstoftank uit een binnentank en een buitentank, met daartussen een vacuüm, wat leidt tot een behoorlijk dikke wand. Daarnaast zijn speciale materialen op basis van glasvezel erin gebruikt die de geleiding van warmte verder zo klein mogelijk moeten houden. Van Leeuwen: ‘Uiteindelijk zal alle vloeibare waterstof opwarmen en verdampen, maar dat is niet erg omdat we dit toch al nodig hebben om in de brandstofcel te gebruiken.’
 


Vier personen

Tegelijk met de eerste testvluchten met de Phoenix PT deze zomer wil AeroDelft ook diens opvolger onthullen, een full-scale vliegtuig. ‘Dit bouwen we op basis van een bestaand propellervliegtuig dat we aanpassen. Achter de schermen is al de helft van onze mensen hiermee bezig.’ Welk type vliegtuig dit is, wil het team nog niet zeggen. Wel dat het plaats biedt aan vier personen. ‘Maar twee stoelen hebben we nodig om de componenten voor de waterstof-aandrijving in te bouwen. De kennis die we opdoen met het kleinere prototype hopen we te kunnen gebruiken bij dit grote toestel’, zegt Van Leeuwen.

Het is nog behoorlijk pionieren voor het team, want werken met vloeibare waterstof in de lucht is een relatief nieuw vakgebied. 'We moeten veel zelf uitvogelen, maar gelukkig kunnen we ook terugvallen op bedrijven waarmee we samenwerken en bijvoorbeeld TNO en NLR', aldus Van Leeuwen.
 

Airbus

De studenten willen met hun vliegtuigen op waterstof vliegtuigbouwers inspireren. Langzaamaan lijkt dat te lukken, want de grote jongens beginnen steeds beter te beseffen welke rol is weggelegd voor waterstof in de vliegtuigcabine. ‘Neem Airbus, dat eind vorig jaar bekendmaakte dat het gelooft in de ontwikkeling van grote toestellen op waterstof. Dan moet je denken aan honderd tot tweehonderd passagiers.’


Beeldmateriaal AeroDelft