I framtiden kan regionale flyvninger som Trondheim-Oslo bli langt mer miljøvennlig ved hjelp av en hybrid flymotor. En slik motor har en propell drevet av en kombinasjon av elektrisk motor og forbrenningsmotor. Nyvinningen skal kunne redusere CO2-utslippene med opptil 30 prosent.
– Prinsippet som gjør at utslippene går ned er det samme som for hybridbiler – altså en kombinasjon av både drivstoff og elektrisitet, forteller SINTEF-forsker Torstein Grav Aakre.
Luftfart står for omkring fire prosent av de totale klimautslippene til EU. Løsningen gjør at utslippene kan reduseres med så mye som ett prosent i hele EU, ifølge forskeren.
Satser på regionale flyvninger
At det satses på regionale fly skyldes at det er lettere å gjøre disse flyvningene grønnere ved hjelp av elektrisitet.
– Grunnen er at batterier til elektriske motorer veier mer enn vanlig drivstoff. Og jo lenger man skal fly, jo mer energi må flyet ha med, forklarer Aakre.
Er i gang med stor innovasjonsjobb
Det er mye som må utvikles for å lage den hybride flymotoren. Det må blant annet utvikles bedre flypropeller, girboks mellom den elektriske motoren og forbrenningsmotoren, elektrisk drivlinje, energistyring og energidistribusjon.
– I luftfart skal alt være så lett som mulig, så en av hovedoppgavene våre er å redusere flymotorens vekt mest mulig.
Det forteller Astrid Røkke i Rolls-Royce Electrical Norway, som samarbeider med SINTEF i en av prosjektets mange arbeidspakker.
Forsker på maskinens hjerte
SINTEF og Rolls-Royce samarbeider om å utvikle den elektriske isolasjon til det som kalles statoren. Den er plassert i hjertet av den elektriske maskinen og får rotoren til å gå rundt.
– Statorien omdannes strøm som sendes gjennom spoler til et alternerende magnetisk felt som får rotoren til å gå rundt. Spolene må ha isolasjon for å ikke få elektrisk kortslutning, og denne skal være så tynn som mulig – uten at det går på bekostning av levetiden, forteller Røkke.
Tester isolasjonens levetid
Når man skal lage maskiner som blir større og kraftigere og som har mer effekt enn før, må man bruke høyere spenninger og frekvenser. Dette finnes det per i dag ikke metoder for å teste.
– Industrien har ikke standarder for å beregne levetiden ved så høye spenninger og frekvenser. Man har bare tall på hvor mye et isolasjonsmateriale tåler på opptil 1 kilohertz. Her er det snak om opptil 50 kilohertz, forteller Røkke.
Hun forklarer at Rolls-Royce som leverandør til flyindustrien må ha kunnskap om hvordan materialene oppfører seg på disse frekvensene for å kunne være helt sikre på at levetiden til isolasjonen er lang nok.
– Ellers kan vi lage noe som er farlig å bruke.
Men en nyutviklet testmetode fra SINTEF gjør det mulig å beregne levetiden på det viktige materialet.
Tester spenning og frekvens
– Enkelt forklart tester vi dette ved å koble en spenningskilde på relevante testobjekt som representerer isolasjonen. Her slår vi av og på spenningen med en gitt frekvens helt til man får en feil, for å se hvor lang levetid testobjektene har.
Basert på dette kan vi finne ut hvordan spenning og frekvens vil påvirke levetiden til isolasjonen, forteller Aakre.
– Testmetoden SINTEF har laget er noe vi i Rolls-Royce har hatt behov for lenge, men som vi ikke har klart å finne, og heller ikke har hatt kompetanse til å utvikle selv. SINTEF har med andre ord løst en floke for oss, forteller Røkke.
Mange gode resultater
– Vi har fått mange gode resultater, og forsøkene pågår fortsatt, forteller Aakre.
Som forventet har forskerne fått bekreftet at levetiden blir kortere av å ha høyere frekvens.
– Det var også det vi trodde skulle skje, men vi kunne ikke vite helt sikkert, for det er ikke publisert tester på dette før, sier Røkke.
Akkurat nå bygges det en demo av flymotoren som skal testes i Frankrike neste sommer. Ambisjonen til forskningsprosjektet er å få den nye hybride løsningen i markedet innen 2035.
Kilde: SINTEF
