Nickerie.Net, vrijdag 27 juli 2007

Luchtvaart: Een jumbo van kunststof

De nieuwe Boeing 787 bestaat voor de helft uit composieten. Vliegen wordt zo zuiniger en stiller

14 juli 2007, Simon Rozendaal (Elsevier)

Iedere tennisspeler heeft tegenwoordig een kunststof racket. Ze zijn nu tegelijkertijd sterk, buigzaam en licht, en hebben het tennis revolutionair veranderd. Waar je met de houten rackets van veertig jaar geleden, zoals de beroemde Dunlop Maxply, de bal precies in het midden van je racket (de zogeheten sweet spot) moest raken om de bal fatsoenlijk over het net te krijgen, kunnen tegenwoordig zelfs van tennistalent gespeende sukkels de bal hard in de hoek slaan.

Dat komt door het gebruik van composieten. Dat zijn combinaties van verschillende materialen, zoals koolstofvezels in plastic. In wezen worden samengestelde materialen natuurlijk al duizenden jaren gebruikt. In Afrika wordt al sinds mensenheugenis met de combinatie van modder en stro gebouwd, en ook de vakwerkhuizen in Frankrijk en Engeland bestaan in zekere zin uit composiet (hout en aarde).

De moderne composieten hebben inmiddels de hele vrijetijdsmarkt veroverd: ook zeilboten en golfclubs worden ervan gemaakt. Het materiaal bestaat doorgaans uit vezels van koolstof, glasvezel of aramid (een keihard zusje van nylon), die in de een of andere plastic zijn ondergebracht. Ze zijn tegelijkertijd oersterk en vederlicht. Neem de composiet carbonfiber-epoxy (koolstofvezels in epoxyhars). Dat materiaal is meer dan twee keer zo sterk en tevens vijf keer zo licht als staal.

De afgelopen week hebben deze geavanceerde samengestelde plastics een stap gezet naar een geheel andere wereld: die van de luchtvaart. Afgelopen zondag (8 juli 2007, of volgens de Amerikaanse notatie 7-8-7) is met veel spektakel de Boeing 787, de nieuwste jumbo van het Amerikaanse concern, geïntroduceerd. Dit is het eerste verkeersvliegtuig dat voor de helft uit composieten bestaat. Zelfs de romp en de vleugels zijn eruit opgetrokken. Staal – het voornaamste bestanddeel van de eerste vliegtuigen – beslaat bij de Boeing 787 nog maar 10 procent.

Opgelost
Het gebruik van composieten in de luchtvaart dateert al van de jaren zestig van de vorige eeuw. Het zette echter niet door, omdat de materialen te arbeidsintensief waren – ze moesten als het ware met de hand op het vliegtuig worden gelijmd – en daardoor te duur. Die technologische problemen zijn min of meer opgelost.

Tussen twee haakjes, in de nieuwe Boeing zit geen glare, de trots van de Technische Universiteit Delft. Glare is glass reinforced aluminium (aluminium dat met glasvezels is versterkt) en is door de Delftse hoogleraar Boud Vogelesang ontwikkeld. Het wordt door Stork Fokker geproduceerd voor de grote concurrent van Boeing, het Europese Airbus.

Het gebruik van composietmaterialen heeft allerlei voordelen. Het materiaal is zo sterk dat de vliegtuigramen (in principe een zwakke plek) groter kunnen worden en de onderdruk in de cabine (die het suizende gevoel in de oren veroorzaakt) minder storend. Bovendien kunnen de onderhoudskosten, een grote kostenpost in de luchtvaart, omlaag: vliegtuigen met veel composiet behoeven minder vaak en minder grondige inspectie. Ook de reparatiekosten dalen: een deuk in de romp kan ter plekke (met behulp van een autoclaaf, een soort oventje) worden gerepareerd.

Een ander voordeel is natuurlijk dat een vliegtuig lichter wordt en minder brandstof verbruikt. Tussen 1955 tot 2005 is een vliegtuig maar liefst 70 procent zuiniger geworden. Met dat cijfer is niet gesjoemeld, het slaat op het brandstofverbruik per stoel per kilometer. Vergelijk dat eens met de auto. Die is in vijftig jaar wel spectaculair schoon geworden – er komt nauwelijks nog vervuiling uit de uitlaat – maar niet veel zuiniger. Een auto van vijftig jaar geleden reed ongeveer 1 op 15 en dat is tegenwoordig slechts een tikje beter.

Klimaatneutraal
Toch ligt de luchtvaart onder vuur bij de klimaatdiscussie. Alom klinkt de roep om klimaatneutraal vliegen en hogere prijzen voor kerosine, de brandstof van vliegtuigen. Wie vanaf Eindhoven vliegt, kan ter plaatse investeren in de aanplant van bomen, om zo zijn uitstoot van CO2 te 'neutraliseren' (en zijn schuldgevoel af te kopen). De Europese Unie wil de luchtvaart dwingen om mee te gaan doen in de handel in CO2-emissierechten en het huidige Nederlandse kabinet heeft een extra milieubelasting op vliegtickets in het regeerakkoord opgenomen.

Vooral de goedkope vluchten van maatschappijen als Ryan Air hebben de gramschap gewekt van de milieubeweging en haar fellow travellers. Zo schrijft Jeroen Trommelen, voormalig milieuverslaggever van de Volkskrant, in zijn recente boek Stop de broeikas: 'Eigenlijk zou de glamour van de wereld van Peter Stuyvesant moeten terugkomen waarin vliegen een elitaire, peperdure en niet-gedemocratiseerde vorm is van vervoer.'

De cijfers maken echter duidelijk dat de rol van de luchtvaart zwaar wordt overdreven. Vliegen tekent slechts voor 1,5 procent van de wereldwijde CO2-uitstoot. De eerlijkheid gebiedt te vermelden dat veel milieudeskundigen menen dat dit percentage met twee of drie zou moeten worden vermenigvuldigd, omdat vliegtuigen niet alleen CO2 uitstoten maar ook stikstofoxiden die hoog in de atmosfeer worden omgezet in ozon. Dat gas speelt ook een rol bij het broeikaseffect. Maar hierbij vallen kanttekeningen te maken, bijvoorbeeld dat het nog maar eergisteren is dat de wereld in de ban was van de vorige milieuhype: een tekort aan ozon, het zogenoemde gat in de ozonlaag. Kortom, hoe slecht is het voor het milieu als er door vliegtuigen een beetje ozon bijkomt?

Hoe dan ook, zelfs als een klein beetje met twee of drie wordt vermenigvuldigd, blijft het een klein beetje – zeker in vergelijking met het aandeel van het wegvervoer in de mondiale CO2-uitstoot (meer dan 50 procent). En hoe zit het met dat andere probleem van de luchtvaart, het lawaai? Wel, elke nieuwe generatie vliegtuigen is niet alleen zuiniger, maar ook minder lawaaiig dan de voorgaande. Zo is de Boeing 787 aanzienlijk stiller dan zijn voorganger, de Boeing 767. Het gebied dat last heeft van 85 decibel vliegtuiglawaai is bij de 787 60 procent kleiner dan bij de 767.

Mede door het gebruik van de composieten (en door betere motoren natuurlijk) maakt een modern vliegtuig veel minder lawaai. In vergelijking met 1955 is de geluidsproductie met 30 decibel afgenomen. Voor alle duidelijkheid: een daling van 3 decibel betekent een halvering van het geluid. Een hedendaags vliegtuig maakt zo minder dan 1 procent van het lawaai dat een vliegtuig vijftig jaar geleden produceerde.

Met andere woorden, bent u de regen zat en hebt u zin om de zon op te zoeken? Laat u geen schuldgevoel aanpraten over zielige ijsbeertjes op smeltende ijsschotsen en geniet van uw vlucht.

HERRIE DOOR BUREAUCRATIE

De luchtvaart zou nog een stuk minder lawaaiig kunnen als de bureaucratie in de controletoren van het vliegveld wordt doorbroken. Een vliegtuig daalt immers niet in een vloeiende beweging van zijn kruishoogte – 10 kilometer – naar de begane grond van de luchthaven.

Nee, het proces verloopt in stapjes. Verschillende operators in de controlekamer van een luchthaven zijn voor verschillende luchtlagen verantwoordelijk. Het resultaat is dat een vliegtuig bij het dalen veel meer lawaai produceert dan nodig is. Wanneer de meest logische aanpak zou worden gevolgd, een continue daling vanaf 10 kilometer hoogte, zou een vliegtuig bijna 40 procent minder herrie voortbrengen. Voor omwonenden een flinke vooruitgang.

De Boeing 787-versies

787-3

De 787-3 is een versie van deze familie die dient als domestic vliegtuig en dan gezien het aanzienlijk bereik, voor de Amerikaanse markt. Het toestel is dus geoptimaliseerd voor relatief korte afstandsvluchten. De -3 heeft motoren met een kleinere fan dan zijn grotere broers en heeft een andere vleugel. Het toestel bevat in standaard configuratie 296 stoelen, en heeft een reikwijdte van 6500 km. Hiermee is de -3, de directe vervanger van de Boeing 767-400 en is in trek bij LCC's en luchtvaartmaatschappijen die veel capaciteit op relatief weinig afstand nodig hebben.

787-8

De 787-8 is het toestel dat ontwikkeld is om de 767-200, 767-300 en de 767-300ER te vervangen. Het heeft veel grotere reikwijdte dan die types. Het toestel is qua afmetingen gelijk aan de 787-3, maar heeft een andere vleugel, grotere motoren, en andere snufjes. Het toestel is speciaal geoptimaliseerd voor long-haul-operaties. Aangezien juist de 767 familie nodig aan vervanging toe was, zijn hiervan tot op heden ook het meest besteld. Het toestel biedt in normale 3 klasse-configuratie 223 stoelen in 8-abreast, waardoor de stoelen rond de 48 cm breed zijn. De reikwijdte is 15.800 km.

787-9

De 787-9 is de grootste variant vanuit de 787-familie. Het biedt de beste 'seat-mile cost' van alle toestellen uit de 200-300 LCA-markt. De 787-9 bezit standaard 263 stoelen in 8-abreast, en 282 in 9-abreast. Het toestel is de vervanger van de A330-300, 767-400ER, en van de 747-400M, als vervanger voor passagierstoestel, omdat de combi's ongeveer 260 stoelen bezitten. Het toestel heeft een reikwijdte van 16.300 km.

787-10X (In ontwikkeling)

Een nieuwe ontwikkeling, waar al een tijdje geruchten over gaan, is de 787-10X, een toestel dat in de markt ligt van de 777-200ER. Het toestel moet de beoogde concurrentie aangaan met de nieuwe A350-900XWB. De 787-10 is een simpele verlenging van de 787-9. Er wordt dus alleen 6 meter aan de romp toegevoegd, en de normale vleugel etc. van de 787-9 worden gewoon gehouden. Het voordeel hiervan is dat de ontwikkel- en productiekosten laag blijven, terwijl het toestel even zuinig is als de 787-9, echter met een betere 'seat-mile-cost'-verhouding. Het nadeel is daarentegen dat het toestel minder ver vliegt, namelijk 14.200 km tegenover de 16.300 km van de 787-9. De 787-10 bezit ongeveer 313 stoelen, in 3 klasse-configuratie. Vanuit de maatschappijen is er veel druk om de -10 variant te lanceren. De Boeing 777-200ER, wat een relatief jong toestel is en een groot marktaandeel heeft is bij maatschappijen als British Airways die 777 operator van het eerste uur zijn, nodig toe aan vervanging. Ook de trend om oudere vier motorige zoals de 747-400 te vervangen door zuinigere twee motorige vliegtuigen als de Boeing 777 houdt aan en sinds de 787-10 straks het werk kan doen van de 777-200ER, maar dan voor beduidend lagere operationele kosten, wordt er door bepaalde maatschappijen lichtelijk druk op Boeing uitgeoefend om de uiteindelijke specificaties en mission-doeleinden te concretiseren. Boeing zelf melkt de '777-200 koe' het liefste nog een paar jaar uit, maar weet dat ze niet te lang kan wachten. Immers, Airbus die al jaren achter de feiten aanloopt met de veel minder succesvolle tegenhanger van de 777, de A340-300, staat te popelen om marktaandeel terug te winnen.

Toeleveranciers van onderdelen

WWW.NICKERIE.NET

E-mail: info@nickerie.net

Designed by Galactica's Graphics