Boeing's ecoDemonstrator test gerecyclde koolstofvezel, motorakoestiek en meer

Boeing (Chicago, Ill., VS) creëerde het ecoDemonstrator-programma in 2010 om nieuwe ontwikkelingen voor verbeterde veiligheid en efficiëntie te bevorderen en de ecologische voetafdruk te minimaliseren. Sindsdien hebben Boeing en zijn industriële partners innovatie versneld door veelbelovende technologieën uit het lab te halen en ze in de lucht te testen. Het programma is uitgebreid om nieuwe functies, diensten en benaderingen te beoordelen die het hele luchtvaart-ecosysteem kunnen verbeteren, inclusief technologieën die brandstofverbruik, emissies en geluid verminderen, en meer duurzame materialen incorporeren. Nieuw geleverde Boeing-vliegtuigen en die al vliegen in de commerciële luchtvaart wereldwijde vloot omvatten een aantal technologieën die geëvalueerd en bewezen zijn op het ecoDemonstrator-programma, zoals meer aerodynamisch efficiënte winglets op de 737 MAX.

Testplatforms en duurzame brandstof

Acht vliegtuigen hebben gediend als vliegende testbeds voor het ecoDemonstrator-programma. Deze omvatten een NextGeneration Boeing 737, 757, 777-200, 777 Freighter, 787 Dreamliners en een Embraer E170. Een 737-9 in samenwerking met Alaska Airlines fungeert als testplatform voor 2021.

Duurzame luchtvaartbrandstof (SAF) is een ander focusgebied, met potentieel om levenscyclus CO₂-emissies met maximaal 80% te verminderen — afhankelijk van de bron die gebruikt wordt om het te maken. Elk testbed-vliegtuig vliegt op een mengsel van duurzame en reguliere jetbrandstof. Deze vluchten demonstreren de haalbaarheid van SAF en leveren data voor de industrie. Het 2018-programma maakte geschiedenis door de eerste commerciële vliegtuigvlucht te voeren op 100% SAF.

Eerdere innovaties

De 2019 ecoDemonstrator 777-200 testte nieuwe vortex generators, kleine verticale vleugels op de vleugel die de aerodynamische efficiëntie van een vliegtuig tijdens opstijgen en landen verbeteren. Vormgeheugenlegeringen ontwikkeld in samenwerking met NASA stellen de vortex generators in staat om in de vleugel in te trekken tijdens de cruise wanneer ze niet nodig zijn, wat brandstofefficiëntie verbetert en koolstofemissies vermindert.

Het 2021-programma op een Alaska Airlines 737-9 test ongeveer 20 technologieën. Boeing en Alaska werken met de National Oceanic and Atmospheric Administration om de metingen van broeikasgassen uit te breiden, wat zal helpen de klimaatmodellering en langetermijnvoorspellingen te verbeteren. Een akoestische bekleding binnen de motornacelle wordt geëvalueerd op zijn vermogen om geluid te verminderen op huidige straalmotoren en ontwerpen voor next generation ultra-high bypass modellen te informeren.

Guy Norris geeft aanvullende afbeeldingen en details in een oktober 2021 artikel voor Aviation Week: "Het programma heeft ook akoestische bekledingsconcepten getest in de achterwaartse waaierduct van een van de vliegtuig's CFM Leap 1B motoren, om potentiële geluidsreducties op huidige motoren te evalueren alsook ontwerpen voor next-generation modellen te informeren. Uitgevoerd in samenwerking met de FAA's Continuous Lower Energy, Emissions and Noise (Cleen) programma, richtten de tests zich op behandelde duwkeerkruisdeuren alsook speciaal ontwikkelde akoestische handschoenen tussen het centrum van de achterwaartse bifurcatieduct en de binnenwanden van de duwkeerkruis."

Gerecyclde koolstofvezel in cabine-interieur

Een andere initiatief test cabine-interieur Zijwanden gemaakt van gerecyclde koolstofcomposietvezel, die geluid kan verminderen en afval naar stortplaatsen kan verminderen. Opnieuw voegt Guy Norris aanvullende inzichten toe:

"Als onderdeel van de drive om levenscyclus milieueffect te verminderen, is de cabine-interieur deels geconfigureerd met zijwandpanelen gemaakt van gerecyclde koolstof-composietmateriaal gered van de 777X vleugelproductiesite in Everett, Washington. Testen richten zich op de akoestische eigenschappen van de panelen, die zeldzame voorbeelden zijn van recycling voor hoogwaardige luchtvaartcomponenten. Eerdere ecoDemonstrators hebben zowel geavanceerde 'akoestisch afgestemde' zijwandontwerpen getest om trillingen te minimaliseren als andere cabinekenmerken gemaakt van gerecyclde materialen."

Gerecyclde koolstofvezelcomposietmateriaal werd ook gebruikt in Boeing's zelf-ontsmettingsende toilet, een van de 53 projecten getest in de 2019 ecoDemonstrator op een Boeing-eigen 777-200. Het toilet gebruikt ultraviolett licht om 99,9% van bacteriën in ongeveer drie seconden na elk gebruik te doden, en gebruikte het gerecyclde koolstofvezelcomposiet in een vocht-absorberende vloer.

Een ander recyclinginitiatief werd getest als een van de 37 projecten op de 2018 ecoDemonstrator, een 777 Freighter in eigendom van FedEx Express. Productiebijproducten werden hergebruikt als hoogwaardige materialen voor armaturen, vervangend titaniumlegering (Ti64) met meer dan 75% gerecyclde inhoud. In 2015 werd actieve stroomcontrole gedemonstreerd op een 757. Het doel was de luchtstroom over het roer te verbeteren om potentiëel de aerodynamische efficiëntie met meer dan 15% te verbeteren en een kleinere verticale staartontwerp in de toekomst toe te staan (in samenwerking met NASA). Opvallend was dat in 2012 Boeing een regeneratieve waterstofbrandstofcel testte voor vliegtuigelektrische energie in een 737-800 geleverd aan American Airlines.

Meer informatie over het 2021 ecoDemonstrator-programma en eerdere vliegende testbed-vliegtuigen kan gevonden worden op boeing.com/ecodemonstrator