211service.com
Honda vliegt met een brandstofzuinig straalmotorprototype
Honda is dichter bij het op de markt brengen van zijn eerste jet gekomen - een die 20 procent minder brandstof verbruikt dan vliegtuigen van vergelijkbare grootte en ook sneller vliegt. Een prototype van Honda's lichte jet, die plaats zal bieden aan vijf tot zes passagiers en naar verwachting volgend jaar in de verkoop zal gaan, maakte vorige maand zijn eerste vlucht.
Samengestelde afbeelding: De nieuwe jet van Honda, hier afgebeeld, is grotendeels gemaakt van composietmaterialen en heeft een unieke motorsteun over de vleugel.
Het vliegtuig maakt uitgebreid gebruik van composietmaterialen - een combinatie van koolstofvezel en harsen die het gewicht van een vliegtuig vermindert. Tot nu toe zijn de materialen zeldzaam in zakenvliegtuigen, hoewel ze gebruikelijk zijn geworden in kleine, zelfgebouwde kitvliegtuigen. Ze beginnen ook meer gebruik te zien van grote vliegtuigbouwers zoals Airbus en Boeing, die manieren zoeken om het brandstofverbruik te verminderen.
Dankzij de composieten kan Honda niet alleen het gewicht van zijn vliegtuig verminderen, maar het ook een unieke vorm geven die de weerstand vermindert. Het nieuwe ontwerp van het vliegtuig omvat ook het monteren van de motoren op de bovenkant van de vleugel, in plaats van eronder of op de romp. Dit helpt de luchtweerstand bij hoge snelheden te verminderen, zegt Michimasa Fujino, de president en CEO van Honda Aircraft Company, een dochteronderneming van Honda Motor Company.
Door de vorm van de romp en vleugels kan de lucht soepeler over de huid van het vliegtuig bewegen. Deze soepele luchtstroom wordt natuurlijke laminaire stroming genoemd en is meestal beperkt tot kleine delen van het oppervlak van een zakenvliegtuig. De lucht boven de rest van het oppervlak is turbulent, waardoor er weerstand ontstaat. Honda probeerde uit te breiden hoe ver de laminaire stroming zich langs de romp en de vleugel uitstrekt. De vorm van het vliegtuig heeft subtiele uitstulpingen op de neus van het vliegtuig en op de vleugels die een zeer complexe drukverdeling creëren, zegt Fujino. Terwijl lucht over deze uitstulpingen beweegt, versnelt het eerst, vertraagt het en versnelt het dan weer, zegt hij, waardoor er gebieden met hoge en lage druk ontstaan. De drukveranderingen zuigen in wezen de laminaire stroming naar het einde van de vleugel, zegt hij.
Composieten zijn essentieel voor het bereiken van laminaire stroming, zegt Mark Drela, hoogleraar luchtvaart en ruimtevaart aan het MIT, omdat ze een gladder, gelijkmatiger oppervlak mogelijk maken dan mogelijk is met geklonken aluminiumplaten. En Fujino wijst erop dat ze belangrijk zijn voor het creëren van de precieze vormen die nodig zijn voor het ontwerp.
Door de motoren aan de bovenkant van de vleugel te bevestigen, wordt ook de luchtweerstand verminderd, vooral bij hoge snelheden. Naarmate vliegtuigen de geluidssnelheid naderen, bereikt lucht die over sommige delen van de vleugel beweegt supersonische snelheden, waardoor de weerstand sterk toeneemt (een fenomeen dat bekend staat als golfweerstand). De plaatsing van de motoren helpt de luchtstroom in dit deel van de vleugel te vertragen, waardoor de golfweerstand niet in werking treedt en het vliegtuig sneller kan vliegen. Het vermijden van golfweerstand is ook essentieel om het vliegtuig sneller te laten vliegen dan andere vliegtuigen terwijl het minder brandstof verbruikt. Het vliegtuig vliegt met 420 knopen of ongeveer 780 kilometer per uur - ongeveer 80 kilometer per uur sneller dan andere vliegtuigen van zijn grootte.
Samen met GE ontwikkelde Honda een nieuwe motor voor het vliegtuig die de efficiëntie verder verhoogt. De verhouding van samengeperste lucht in de voorkant van de motor tot samengeperste lucht in de inwendige turbines is ongewoon hoog (dit is vergelijkbaar met het verhogen van de compressieverhouding in automotoren om de efficiëntie te verbeteren). Fujino schat dat ongeveer de helft van de brandstofbesparing afkomstig is van de uitbreiding van de natuurlijke laminaire stroming, en de meeste van de rest van de nieuwe motor en de plaatsing van de motoren boven de vleugel.
Het vliegtuig is ongeveer 20 decibel stiller dan andere jets van dit formaat, deels omdat de vleugels ervoor zorgen dat het motorgeluid de grond niet kan bereiken. Omdat het vliegtuig stiller is, zou het op meer luchthavens in drukke gebieden zoals Los Angeles kunnen worden ingezet.
Fujima zegt dat de basisontwerpprincipes voor dit vliegtuig kunnen worden gebruikt voor grotere vliegtuigen, hoewel er een grens is aan hoe groot vliegtuigen kunnen zijn en toch een laminaire stroming kunnen bereiken. De luchtstroom is turbulent over het hele oppervlak van grote commerciële jets, zegt Drela. Honda maakt zijn plannen voor toekomstige, grotere jets niet bekend.