I huvudet på en flygplansingenjör

Anders Lundbladh kör igång sin lilla laptop. Tabeller, diagram, kemiska förkortningar för grundämnen, internationella förkortningar för organisationer, siffror som reglerar allt från glidtal (alltså förhållande mellan lyftkraft och motstånd) till siffror som avslöjar oljepriser från förr och nu avlöser raskt varandra.

Och frågan om tekniken kan lösa flygets miljöproblem förefaller plötsligt svår att få ett enkelt svar på.

– Det beror på vilka mål vi sätter upp och vilka kraven är? Men hur som helst måste flygbolagen och flygplanstillverkarna fortsätta utvecklingsarbetet för att öka energieffektiviteten och därmed minska utsläppen. Och förbättringarna ska redovisas utan överdrifter, säger han bestämt.
–
Volvo Aero har som företag ställt sig bakom de miljömål ACARE* har beslutat om, alltså att bland annat reducera bränslekonsumtion och koldioxidutsläpp med 50 procent före år 2020.

Flyget tar eget ansvar
Och strax före jul påpekade Volvo Aeros vd Olof Persson att den rapport flygets miljökommitté levererade 28 november förra året, innehöll viktiga slutsatser och att "vi inom flygindustrin måste ta ansvar för flygets miljöpåverkan".

– Ja, så är det och om oljepriset fortsätter att vara högt, vilket i sin tur stimulerar industrin till fortsatt teknisk utveckling borde vi kunna snabba upp det tekniska framskridandet rejält, säger Anders Lundbladh.

Enligt Lundbladh har bränsleförbrukningen i flygplan nästan halverats de senaste 40 åren. Och hittills har förbättringen varit störst på flygplanens motorer.

– Genom att bygga motorer med avancerade okapslade fläktar som är ungefär dubbelt så stora som i dag kan vi minska bränsleförbrukningen med ytterligare 15 – 20 procent. I dag finns ingen annan tillgänglig teknik som inom de närmaste årtiondet kan ge lika stor förbättring, säger han.

Och vad innebär då en okapslad fläkt med en dubbelt så stor diameter?

– Jo, dagens turbofläktmotorer förlorar 20 – 25 procent av energin i fläkten på grund av att denna inte får tillräckligt med "fäste" i luften. Detta för med sig att utloppsstrålen (strimman som syns i luften efter flygplanen) åker fortare bakåt än flygplanet flyger framåt. Vi ingenjörer säger att motorn slirar, förklarar Anders Lundbladh.

Förenklat betyder detta att om fläkten blir dubbelt så stor får flygplansmotorn ett större luftflöde att arbeta med, vilket i sin tur medger lägre hastighet på luften bakåt och på så vis även mindre utsläpp.

Detta är saker som Volvo Aero arbetar med just nu. Och efter några magra år har de stora flygplanstillverkarna, såsom Volvo Aero plötsligt orderböckerna fulla.

– Javisst. Den snabba tekniska utvecklingen öppnar nya möjligheter för oss att komma med i nya motorprojekt. Speciellt vår förmåga att konstruera och tillverka lätta strukturkomponenter är eftersökt både i konventionella motorer och nya högeffektiva motortyper, säger Anders Lundbladh.

Flygindustrin var fram till nyligen inriktad på att överföra delar av den avancerade men dyra tekniken från bland annat Boeing 787 till övriga delar av flygmarknaden.

I ljuset av ökade krav på effektivitet har perspektivet breddats till att innefatta helt nya lösningar för att radikalt kunna förbättra aerodynamiken samt att sänka flygplanets vikt.

Utan fena i luften
Ett extremfall är att ta bort flygplanets fena och låta flygplanet styras med hjälp av motorerna, vilket skulle kunna spara flera procent av luftmotståndet.

En vidareutveckling är att bygga en så kallad flygande vinge som är rak men kan flyga snett genom luften genom att motorerna vrids.

– Då skulle motståndet kunna reduceras med upp till 30 procent och samtidigt skulle vikten sänkas. Men där är vi absolut inte ännu, säger Lundbladh men tillägger att han är en sann teknikoptimist. "Det handlar bara om tid…"

Ett annat framtida flygplan skulle eventuellt kunna designas för att flygas under tropopausen – det vill säga under tiotusen meter vilket skulle minska klimatpåverkan av utsläppen. Men å andra sidan skulle planet dra något mer bränsle eftersom luftmotståndet blir större.

ACARE-målen sattes för att ge en fördubbling av effektiviseringstakten, vilket på 20 år kan ge en halverad energiförbrukning och klimatpåverkan per flygning.

– Bortom denna tidsperiod bör ytterligare stora förbättringar vara möjliga med vidareutveckling av lättviktsteknik, flygande vingar, avancerad styrning av strömningen omkring flygplanet såväl som i motorn och med motorer som är mer anpassade till flygningens olika faser och mer integrerade i flygplantes aerodynamik, säger Anders Lundbladh.

Fakta:
ACARE består av cirka 40 medlemmar från EU:s medlemsländer, bland annat från flygbolag, flygplatser, reglerande myndigheter, forskningsinstitutioner, universitet och högskolor.

ACARE:s mål är att det 2020 ska finnas teknik tillgänglig som möjliggör en minskning av flygets koldioxidutsläpp med 50 procent, minskning av buller med 50 procent samt kvävedioxidutsläpp med 80 procent. ACARE står Advisory Council for Aeronautics Research in Europé.

Anders Lundbladh är teknologie doktor och arbetar på Volvo Aero. Han har tidigare forskat i Sverige, USA och Japan på den strömningsteknik som behövs för att exempelvis minska motståndet på flygplan. På Volvo har han arbetat med militära projekt så som att styra flygplan med motorns munstycke. Sedan några år tillbaka analyserar han framtida flygplan och motorer för att se vilken teknik som är på frammarsch.

Anders Lundbladh är en av de experter som deltog i Svenskt Flygs Miljökommitté som lanserade sin rapport 28 november 2007.

Läs Miljökommitténs 70-sidiga rapport samt Svenskt Flygs 10-punktsprogram för hur ett mer klimatanpassat flyg ska kunna arbetas fram, på följande länk: Miljökommittén rapport,

Flygande vinge som kan flyga snett igenom luften då motorerna vrids

Ytterligare skiss på en flygande vinge

Vridbar, rak och bara en vinge