In de “goede oude tijd”, zo’n tien jaar geleden, werd de luchtvaartindustrie geconfronteerd met grote uitdagingen als gevolg van een zeer concurrerende markt en strenge milieuregels. Dit betekende dat er betaalbare en efficiënte vliegtuigen ontwikkeld moesten worden die duurzaam en eenvoudig te onderhouden waren. Brandstofverbruik en motoremissies vormden het grootste punt van zorg. Deze factoren waren grotendeels afhankelijk van het gewicht van het vliegtuig en de efficiëntie van de gasturbine. Tijdens de ontwerpfase lag de nadruk bovenal op evolutionaire optimalisaties van de structurele componenten en mechanische subsystemen van het vliegtuigframe, en op de efficiëntie van fossiele brandstofmotoren.
Tegenwoordig ligt de focus meer op het minimaliseren van de motoruitstoot, om in 2050 netto nuluitstoot te bereiken. Dit alles heeft geleid tot een ingrijpende verandering in het ontwerpproces, met name met betrekking tot duurzame vliegtuigbrandstof en, in Europa, op waterstof gebaseerde voortstuwingssystemen. Met het oog op dat tweede alternatief voor kerosine richt NLR zich op energieopslagoplossingen voor grote langeafstandsvliegtuigen, zodat vloeibare waterstof veilig kan worden opgeslagen en als energiebron kan worden gebruikt. In de ontwerpfase ligt de nadruk momenteel op het ontwerp van het thermische systeem van het vliegtuig en het (thermo-)mechanische ontwerp van het brandstofsysteem onder diep cryogene omstandigheden van -253°C (20 K).
Het vaststellen van “toelaatbare waarden” voor materialen bij 20 K is cruciaal, vanwege het gebrek aan eerdere ervaringen onder dergelijke omstandigheden. Het testen van prestaties bij deze temperaturen moest vanaf nul worden ontwikkeld. De testafdeling van NLR heeft de afgelopen tien jaar modulaire en specifieke koeloplossingen ontwikkeld voor het testen van materialen en structuren, waarbij gebruik wordt gemaakt van diverse cryogene en thermische apparatuur. NLR geeft de prioriteit aan betaalbaarheid, onderhoud, veiligheid, schaalbaarheid en nauwkeurigheid, over een breed bedrijfstemperatuurbereik.
NLR test nu voor verschillende klanten routinematig de statische eigenschappen van verschillende materialen bij 20 K, een mogelijkheid die slechts door enkele testbedrijven wereldwijd wordt aangeboden (als ze er al zijn). Ondertussen staan de ontwikkelingen niet stil, zoals grootschalige structuurtesten in materiaaltesten bij 20 K en materiaaltesten bij dezelfde temperatuur met dynamische belasting onder waterstofomstandigheden.
Meer informatie
Lees het witboek om meer inzicht te krijgen in de stappen die NLR heeft ondernomen om van “koud” naar “cryogeen” en zelfs naar “diep cryogeen” over te schakelen (uk only): Whitepaper ‘cold testing has become hot’.
Wilt u meer weten? Kijk ook eens naar het volgende:
- Boekje ‘R&D more electric and hydrogen powered aerospace‘
- Onze capaciteit ‘Structures Testing and Evaluation‘ met bijbehorende documenten.
