Koelsysteem moet waterstofvliegtuig 1500 kilometer ver laten vliegen

Beyond Aero ontwikkelt een zakenvliegtuig dat volledig op waterstof vliegt: de ONE. Het toestel gebruikt geen verbrandingsmotor, maar een brandstofcel die waterstof omzet in elektriciteit. Die elektriciteit drijft vervolgens de propellers aan. Voor de koeling van dat systeem schakelt het Franse bedrijf nu de hulp in van TAT Technologies, een Israëlische specialist in thermische systemen voor de luchtvaart.

Het gaat om een cruciaal onderdeel dat vaak onderbelicht blijft in het nieuws over waterstofvliegtuigen. Een brandstofcel produceert namelijk niet alleen stroom, maar ook veel warmte. Die warmte moet continu worden afgevoerd, anders raakt het systeem oververhit. Voor een vliegtuig is dat lastiger dan voor bijvoorbeeld een auto: er is weinig ruimte, en elke kilo extra koelapparatuur gaat ten koste van het bereik.

Compact koelsysteem als integraal onderdeel

TAT Technologies levert voor dit project zijn Universal Cooling System (UCS), een koelplatform dat is ontworpen voor elektrische en waterstofelektrische vliegtuigen. Het systeem is geschikt voor verschillende vliegcondities en is gebouwd om zo min mogelijk gewicht en ruimte in te nemen. Belangrijk is dat de koeling niet achteraf wordt toegevoegd, maar vanaf het begin is meegenomen in het ontwerp van de ONE. Volgens topman Igal Zamir van TAT Technologies biedt waterstofvoortstuwing een kansrijke route naar minder vervuilende luchtvaart, mits het systeem flexibel, efficiënt en betrouwbaar is.

Vijf keer verder dan batterij-elektrisch

De ONE moet zes passagiers kunnen vervoeren over ongeveer 800 zeemijl, omgerekend zo'n 1480 kilometer. Dat is ruwweg vijf keer verder dan vergelijkbare vliegtuigen die volledig op batterijen draaien. Batterijen kampen namelijk met een beperkte energiedichtheid: meer bereik betekent al snel fors meer accugewicht. Waterstof biedt hier een uitweg, omdat het per kilo veel meer energie bevat dan een batterij. Beyond Aero slaat de waterstof in gasvorm op aan boord van het toestel.

Beyond Aero is opgericht in 2020 en telt inmiddels meer dan tachtig luchtvaartingenieurs, verspreid over vestigingen in Toulouse, Parijs en Los Angeles. Yannick Schwartzenbart, hoofd industrialisatie bij het bedrijf, zegt dat de ervaring van TAT Technologies helpt om een betrouwbare vliegtuigarchitectuur te bouwen en de industriële basis achter het programma te versterken.

Warmtehuishouding bepaalt het ontwerp

De samenwerking laat zien hoe nieuwe voortstuwingstechniek ook schijnbaar bijzaken zoals koeling naar de voorgrond duwt. Waterstoftanks, brandstofcellen, elektrische apparatuur en koelinstallaties moeten allemaal passen binnen een krap bemeten vliegtuigromp. Een koelsysteem dat goed werkt maar te zwaar of te groot is, ondermijnt meteen de efficiëntie van het hele toestel. Als de ONE ooit commercieel gaat vliegen, is dit koelsysteem een van de minder zichtbare onderdelen die bepalen hoe goed het toestel zijn waterstofbrandstof daadwerkelijk benut.