Solvay en Vertical Aerospace versterken samenwerking voor eVTOL-ontwikkeling

Solvay Composite Materials (Alpharetta, Georgia, VS) en de urban air mobility (UAM) vliegtuigfabrikant Vertical Aerospace (VA, Bristol, VK) kondigden begin februari eerder een overeenkomst aan om samen te werken aan de ontwikkeling en productie van Vertical Aerospace's VA-1X elektrische verticale opstijg- en landingsvliegtuig (eVTOL). Onder de overeenkomst biedt Solvay toegang tot zijn portfolio aan composietmaterialen, waaronder harsystemen, prepregs en lijmen. CW sprak onlangs met Solvay-vertegenwoordigers en Michael Cervenka, CEO van VA, om meer te weten te komen over de samenwerking.

VA werd in 2016 opgericht door Stephen Fitzpatrick, die eerder het Manor F1-racingteam had opgericht. Cervenka zegt dat Fitzpatrick een sterke duurzaamheidsvisie heeft en wil bijdragen aan de decarbonisering van luchtvaart. De eerste drie jaren van zijn bestaan werkte VA in de “stealth”-modus, met het ontwikkelen van vroege eVTOL-ontwerpen en het testvliegen van verschillende prototypes. In 2020, zo zegt Cervenka, introduceerde VA officieel de VA-1X, een bemand, vierpassagiers volledig elektrisch tiltrotor-vliegtuig met een bereik van 160 kilometer/100 mijl en een cruisersnelheid van 240 km/u/150 mph. De eerste vliegende prototype van de VA-1X wordt verwacht in september 2021, met ingebruikname in 2024.

Cervenka zegt dat Solvay gekozen is als partner vanwege de robuuste reeks productoplossingen van de materiaalleverancier, gedeelde waarden en sterke aanwezigheid in het VK. Daarnaast merkt hij aan dat VA op zoek was naar hulp bij procesontwikkeling, met name het bereiken van productiesnelheid. Verder let VA nauwkeurig op gewichtsbeheer bij de VA-1X; Solvay wordt verwacht om hierbij te helpen.

Gérald Perrin, programmadirecteur automotive bij Solvay, zegt dat de uiteindelijke productiesnelheid voor de UAM-markte in het algemeen, en voor VA in het bijzonder, een mix vereist van bewezen/gekwalificeerde luchtvaartkwaliteitsmaterialen gecombineerd met productieprocessen die voldoen aan de eisen van een hoogvolume-omgeving. “Het is eigenlijk een mix van luchtvaart en automotive,” zegt hij.

Sam Hill, EMEA klantengineering manager bij Solvay, rapporteert dat Solvay's MTM45-1 getougheerd epoxy prepreg voor de VA-1X zal worden ingezet, gekozen omdat het breed en diepgekwalificeerd is en flexibiliteit biedt voor gebruik in of buiten de autoklaaf. Andere materialentypen die Solvay zal leveren omvatten tooling prepregs, oppervlaktematerialen, bliksembeveiligingsmaterialen en lijmen. “We richten Solvay's volledige materialenportfolio op de behoeften van dit programma. We zullen ook gebruikmaken van Solvay's klantengineering-ondersteuningsmodel met toegang tot onze state-of-the-art applicatiecentra en on-site technische ondersteuning via ons netwerk van engineering-specialisten,” aldus Hill. “Dit is een zeer belangrijke kans voor het bedrijf.”

Cervenka zegt dat prototype aerostructuren voor de VA-1X zullen worden gefabriceerd door al geïdentificeerde leveranciers, met assemblage door VA. Cervenka verwacht dat VA ongeveer 100 vliegtuigen zal produceren in lage-serieproductie, met een snelle opschaling naar grotere aantallen — “snel de lage duizenden bereikend” — bij volle productiesnelheid. Wanneer dat gebeurt, zal composietfabricatie worden toegewezen aan een Tier 1-fabricant. Tijdens het proces verwachten Cervenka en Hill dat materialen- en proceskeuzes zullen evolueren om potentiële meer out-of-autoclave-opties — zoals thermoplasten — en automatisering zoals geautomatiseerde vezelplaatsing (AFP) te integreren. VA gebruikt de Dassault Systèmes (Waltham, Mass., VS) 3DEXPERIENCE-suite ontwerpsoftware om de ontwerpengineering van de VA-1X te optimaliseren.

Hoewel Cervenka filosofisch ingesteld is over de UAM-markt en erkent dat VA nog veel te leren heeft, weet hij ook dat de VA-1X een nieuw type vliegend voertuig vertegenwoordigt dat veel eist van de OEM: “De VA-1X moet 100 keer veiliger zijn dan een helikopter, stilzer dan een helikopter, geen enkel foutpunt hebben, goedkoper in exploitatie zijn, lagere onderhoudskosten hebben, significante redundanties bezitten en emissievrij zijn. Dat is een uitdaging.”

Toch zegt hij dat het potentieel van de UAM-markt te groot is om te negeren: “Geen van ons heeft een kristallen bol om te zien hoe groot deze markt zal worden, en hoe snel. Ons doel is onze early-mover-status te benutten en snel met een uiterst competitief, volledig commercieel haalbaar vliegtuig op de markt te komen.” VA streeft ernaar eerst vluchtcertificering in Europa te behalen, gevolgd door de VA-1X die in steden en regio's in dienst treedt die “geografisch uitgedaagd” zijn en dus profiteren van de point-to-point ridesharing-service waarvoor UAM-voertuigen zijn ontworpen.

Zodra dat model is gevestigd, en uitgaande van publieke acceptatie, verwacht Cervenka dat de VA-1X in andere grote steden met slechte of uitgedaagde weginfrastructuur zal worden ingezet. Hij zegt dat er tegen 2030 “veel grote steden over de hele wereld bediend zullen worden door grote UAM-vlotten.” Als andere nieuwe technologieën zullen UAM-vliegtuigen initieel een premiumdienst bieden, maar over het volgende decennium zullen gedemocratiseerd en betaalbaarder worden voor meer mensen. VA's kostenstreefwaarde voor de VA-1X en opvolgers is minder dan $3,00 per passagiersmijl.

Tot slot is er één technologie op de VA-1X die het bedrijf heel dicht bij zich houdt: de batterijen. “Er is geen kant-en-klare batterijsysteem voor deze toepassing,” merkt Cervenka op. “Het is erg belangrijk dat we dit werk zelf doen.” Dus batterijontwikkeling en -productie voor de VA-1X zal voor de nabije toekomst volledig verticaal geïntegreerd zijn. “We zien geen killer-batterijen aankomen die deze markt verstoren,” stelt hij. “Het zal sterk incrementeel zijn.”