Onderzoekers testen elektrische persoonlijke vliegmachine

Stelt u zich eens voor dat u in een persoonlijk vliegtuig zonder CO2-uitstoot springt en hemelwaarts vliegt over het verkeer en de opstoppingen om gemakkelijk op kantoor te landen.

Het is al lang sciencefiction, maar een team van WSU-onderzoekers test componenten die ooit die droom van een persoonlijke, elektrische vliegmachine werkelijkheid kunnen maken.

“Ik zou zeggen dat als je ooit hebt geprobeerd om van het centrum van Seattle naar het vliegveld te rijden, ik denk dat dat waarschijnlijk genoeg rechtvaardiging is voor het project daar”, zegt John Swensen, universitair hoofddocent aan de School of Mechanical and Materials Engineering.

Swensen en professor Konstantin Matveev hebben een subsidie ​​ontvangen van het Joint Center for Aerospace Technology Innovation (JCATI) in Washington om samen te werken met ZEVA Aero, een in Tacoma gevestigd start-upbedrijf, aan het elektrische verticale start- en landingsvliegtuig voor één passagier (eVTOL) . Het WSU-team, bestaande uit vier studenten, bestudeert aerodynamische configuraties om de stuwkracht en bedieningselementen van het voertuig te optimaliseren. JCATI ondersteunt onderzoek dat relevant is voor lucht- en ruimtevaartbedrijven en biedt industriegerichte onderzoeksmogelijkheden voor studenten.

Terwijl generaties hebben gedroomd van gebruiksvriendelijke persoonlijke vliegmachines die mensen rechtstreeks van punt naar punt konden brengen, was de grootste uitdaging om voldoende stuwkracht te hebben om iemand van de grond te krijgen, zegt Matveev. In de afgelopen jaren hebben ontwikkelingen op het gebied van motoren, besturingssystemen en steeds lichtere materialen de kloof helpen dichten.

“Het is mogelijk om voldoende vermogen te hebben in kleinere pakketten, zodat je verschillende kleine propellers kunt installeren die deze transporttechnologie mogelijk maken”, zei Matveev.

ZEVA Aero, geleid door WSU-alumnus Stephen Tibbitts, heeft een werkend prototype van een eVTOL-voertuig voltooid waarvan ze hopen dat het in eerste instantie zal worden gebruikt door eerstehulpverleners en hulpdiensten. Hun prototype is ontworpen om met 160 mijl per uur te vliegen gedurende maximaal 50 mijl. Hun unieke voertuig gedraagt ​​​​zich aanvankelijk als een zwevende helikopter wanneer het opstijgt en kantelt vervolgens horizontaal om efficiënter te vliegen als een vliegtuig, gebruikmakend van de verminderde weerstand, zei Swensen.

“Het is opwindend om met WSU-onderzoekers samen te werken aan dit project om deze transformatieve transporttechnologie vooruit te helpen”, zegt Tibbitts, een elektrotechnisch ingenieur uit 1982. “John en Konstantin en hun studententeams doen uitstekend werk. Het is erg nuttig dat de staat investeert in de ontwikkeling van studenten in de lucht- en ruimtevaart, wat blijvende gevolgen kan hebben voor het regionale concurrentievermogen in de snelgroeiende eVTOL-industrie.”

De WSU-onderzoekers helpen bij het modelleren en testen van het voortstuwingssysteem van het vliegtuig. Swensen heeft een testopstelling gebouwd waarin hij propellers onder laboratoriumomstandigheden test en hun koppel en efficiëntie meet. Matveev is verantwoordelijk voor het modelleren en berekenen, en doet simulaties van de luchtstroom rond de propellers om het voortstuwingssysteem te optimaliseren. De onderzoekers komen regelmatig samen met het personeel van het bedrijf om verslag uit te brengen over hun werk.

Voor degenen die zich afvragen wanneer we onze eigen elektrische vliegmachines hebben: Swensen is hoopvol over het zien van de voertuigen “eerder vroeger dan later”, vooral met nieuwe ontwikkelingen in efficiëntere en lichtgewicht batterijen.

“Telkens wanneer iemand een doorbraak maakt in het opslaan van meer elektriciteit in een kleinere hoeveelheid ruimte met minder massa, denk ik dat dat een grote doorbraak zou zijn om het sneller te laten gebeuren”, zei hij.