Svevende giganter revolusjonerer luftfarten

Nå skal en ny generasjon av luftskip erobre himmelen – og ingeniørene har lært av fortidens ulykker. I 2024 letter verdens største flygende fartøy, Airlander 10, som kombinerer luftskipets oppdrift med flyets aerodynamikk. Kjempen kan frakte turister og gods i klodens mest ufremkommelige områder.

Nå skal en ny generasjon av luftskip erobre himmelen – og ingeniørene har lært av fortidens ulykker. I 2024 letter verdens største flygende fartøy, Airlander 10, som kombinerer luftskipets oppdrift med flyets aerodynamikk. Kjempen kan frakte turister og gods i klodens mest ufremkommelige områder.

  1. mai 1937 står pressen klar på bakken ved Lakehurst Naval Air Station i den amerikanske delstaten New Jersey. Over dem går den nazityske zeppelineren LZ 129 Hindenburg inn for landing ved flystasjonens fortøyningsmast.

Det 245 meter lange luftskipet er fylt med den brannfarlige gassen hydrogen, som plutselig antenner og setter skipet i brann. I løpet av et halvt minutt faller Hindenburg til bakken, mens flammene omslutter luftskipets skrog, og 35 av de 97 passasjerene og besetningsmedlemmene omkommer i ildhavet.

Hindenburgs dramatiske forlis ble slutten på luftskipenes gylne tidsalder på 1920-tallet og 1930-tallet, men nå vil ingeniører fra blant annet det britiske luftfartsfirmaet Hybrid Air Vehicles sende luftskipene til himmels igjen.

Produsenten planlegger å utvikle en ny generasjon av luftskip som har blitt mye tryggere på flere måter.

Først og fremst inneholder luftskipet Airlander 10 helium i stedet for hydrogen, og dessuten skal databeregninger gjøre det 98 meter lange luftskipet mer manøvreringsdyktig og optimere oppdriften ved også å utnytte aerodynamiske egenskaper, noe de tidligere luftskipene ikke gjorde.

Airlander 10 skal etter planen være startskuddet til en ny tidsalder for luftskipene, som skal brukes til så varierte formål som transport av gods og til luksusturisme i øde områder av kloden.

©

Tre prinsipper bringer Airlander til værs

Airlander 10 skiller seg fra fortidens luftskip ved å bruke helium til oppdrift og byr på et spesialdesignet skrog som bidrar til luftskipets aerodynamiske egenskaper.

©

Helium er lettere enn luft

Skroget på Airlander 10 er fylt med edelgassen helium, som står for en stor del av luftskipets oppdrift. Helium er ikke brannfarlig, i motsetning til hydrogen, som ble brukt under luftskipenes første gullalder. Denne formen for oppdrift kalles aerostatisk oppdrift.

©

Todelt skrog gir aerodynamisk oppdrift

Når Airlander 10 beveger seg framover, sørger luftskipets to sammenbygde skrog for at det skapes aerodynamisk oppdrift. Luftens strømninger omkring fartøyet bidrar med opp til halvparten av oppdriften under flyvning. Vinger langs skroget bidrar til aerodynamikken.

©

Motorer gir oppdrift og framdrift

De fire motorene foran og bak på Airlander 10 brukes til navigasjon, framdrift og oppdrift. De bakerste motorene brukes til å drive luftskipet framover, mens de forreste kan vinkles, slik at de både kan brukes til å skyve fartøyet opp i høyere luftlag og bremse det under landing.

Hybrid mellom tre farkoster

Airlander 10 får en stor del av oppdriften fra edelgassen helium, som i motsetning til de gamle luftskipenes hydrogen ikke er brannfarlig. Men Airlander 10 utnytter også samme prinsipp som vanlige fly, nemlig oppdrift fra aerodynamikk, når luften passerer langs skrogets over- og underside.

Den oppdriften oppstår på grunn av luftskipets spesielle form, med et dobbelt skrog som samtidig får Airlander 10 til å skille seg fra zeppelinerens klassiske avlange ballongform.

Dessuten får framtidens luftskip også oppdrift på en tredje måte. Det er utstyrt med fire dieselmotorer, to foran og to bak, som gir fartøyet oppdrift og framdrift etter samme prinsipp som et helikopter.

Med en topphastighet på omkring 150 km/t kommer Airlander 10 aldri til å konkurrere med den vanlige flytrafikken, der passasjerfly typisk krysser over himmelen ved hastigheter omkring 7–800 km/t. Men det luftskipet mangler i hastighet, henter det hjem på flere andre fronter.

Krever ingen landingsbane

Airlander 10 kan holde seg i luften i opptil fem dager uten å lande, noe som gjør luftskipet velegnet til lange ferder til fjerne områder der det ikke er adgang til flyplasser.

En annen stor fordel er at luftskipet ikke krever noen rullebane for å lette og lande.

Siden Airlander 10 faktisk er tyngre enn luft, trenger det, i motsetning til zeppelinere, ikke å lande ved en spesiell fortøyningsstasjon.

Luftskipet er forsynt med et landingsunderstell som gjør det mulig å lande stort sett et hvilket som helst sted på bakken med et fast og noenlunde flatt underlag.

Landingsunderstellet under Airlander 10 kan også trekkes opp under flyvningen for å redusere luftmotstanden.

©

Dobbeltskrog, elmotorer og kabinskift gjør Airlander unik

Airlander 10 styres og drives i første omgang av dieselmotorer, men med tiden skal de erstattes av elmotorer for å gjøre luftskipet enda grønnere. Skroget er designet slik at det utnytter oppdrift på samme måte som en flyvinge. Og moduler til passasjerer og frakt kan skiftes ut etter behov.

Todelt skrog gir fordeler

Skroget består av to sammenkoblede, ellipseformede kamre. Konstruksjonen gir oppdrift etter samme prinsipp som en flyvinge, fordi en del av luften suges over toppen. Selve skroget er laget av såkalt komposittmateriale av karbonfiber og glassfiber kledt med et forsterket laminatmateriale som forhindrer lekkasjer. De to kamrene inneholder også en rekke mindre kamre fylt med luft, som blant annet hjelper med å holde trykket inne i luftskipet, i og med at trykket i heliumkamrene endrer seg under ulike temperaturer og flyhøyder.

Hybrid flyr også på strøm

Luftskipet har fire dieselmotorer – to foran og to bak. Men det er planen at dieselmotorene skal skiftes ut med elmotorer både av hensyn til klima og miljø og for å redusere støynivået. De to aktermotorene brukes til framdrift, mens de to forreste brukes til navigasjon (for eksempel et høydeskift). Airlander kan lande sikkert ved bruk av bare to av motorene.

Transporterer passasjerer eller gods

Airlander er designet i moduler – det innebærer at flere deler av luftskipet som for eksempel motorer eller kabiner lett kan skiftes ut. For eksempel kan Airlander 10 bygges ut med en oppholdsmodul med plass til opptil 90 passasjerer. Eller det kan brukes til å frakte gods til vanskelig framkommelige steder ved å skifte ut passasjermodulen med en fraktmodul.

Hybrid Air Vehicles lover at Airlander 10 vil kunne frakte opptil ti tonn gods eller 100 passasjerer på reiser på opptil 7500 kilometer.

De mange visjonene for Airlander 10 eksisterer inntil videre bare som datategninger fra markedsavdelingen til Hybrid Air Vehicles. Bare prototyper av luftskipet har foreløpig fløyet. Men bedriften forestiller seg blant annet at luftskipet kan brukes til en slags cruise i luften hvor velstående kunder betaler for reiser til eksotiske steder som for eksempel Nordpolen, som normalt er vanskelig tilgjengelig.

En annen bruksmulighet er å frakte gods til fjerne områder av planeten eller å sende luftskipet inn i katastrofeområder, der nødhjelp må komme fram raskt.

Til det formålet har Hybrid Air Vehicles planer om en ny og større modell – den om lag 120 meter lange tungvekteren Airlander 50, som skal kunne frakte opptil 60 tonn gods, som svarer til seks skipscontainere, eller kunne transportere 200 passasjerer.

Utviklet til militæret

Den første versjonen av Airlander 10 lettet i 2016, og var på det tidspunktet verdens største flygende fartøy.

Det 92 meter lange fartøyet fikk den gang på grunn av dobbeltskroget kjælenavnet «den flygende rumpa», og som produsentens navn Hybrid Air Vehicles antyder, er Airlander 10 en hybrid mellom flere ulike typer luftfartøyer.

Historien om Airlander 10 begynte i 2010, da det amerikanske forsvaret ba Hybrid Air Vehicles om å utvikle et luftskip sammen med leverandøren Northrop Grumman.

Det skulle være det første i forsvarets såkalte LEMV-prosjekt (Long Endurance Multi-Intelligence Vehicle) som handler om å utvikle et luftskip til blant annet overvåking, etterretning og rekognosering.

I august 2012 fløy den første prototypen under navnet HAV3 jomfruturen i Lakehurst i New Jersey – samme sted som LZ 129 Hindenburg forliste 75 år tidligere.

Restene av luftskipet Airlander 10 på et jorde i nærheten av Cardington, halvannen times kjøring nord for London. Verdens lengste luftfartøy er kollapset etter å ha revet over fortøyningslinen. En sikkerhetsmekanisme tok automatisk luften ut av luftskipet, men likevel kom to personer på bakken lettere til skade.

Luftskip har flere fordeler som tiltalte forsvaret. Blant annet at de kan holde seg i luften i lange tidsrom. Kort tid etter jomfruturen skrinla det amerikanske forsvaret imidlertid LEMV-programmet på grunn av budsjettnedskjæringer. Men Hybrid Air Vehicles bestemte seg i stedet for å forvandle det militære luftskipet HAV3 til en sivil, redesignet utgave med navnet Airlander 10. Utviklingen og produksjonen av et helt nytt hybridluftskip har imidlertid ikke vært uten problemer.

Elmotorer gjør luftfartøy grønnere

Prototypen på Airlander 10 rakk å gjennomføre sju testflyvninger. I august 2016 ble forreste del av luftskipets cockpit skadet da Airlander 10 under stor mediedekning endte med snuten i bakken under en feilslått landing. Styrten skjedde ved lav hastighet, og ingen mennesker kom til skade, men i november 2017 gikk det galt igjen da Airlander 10 rev seg løs fra fortøyningslinjen.

Luftskipets systemer begynte automatisk å tømme helium fra skroget, og derfor ble Airlander 10 raskt brakt sikkert ned på bakken igjen.

Uhellene har imidlertid ikke lagt en demper på Hybrid Air Vehicles' ambisjoner om igjen å la luftskip innta luftrommet. I begynnelsen av 2020 har bedriften presentert en rekke nyskapninger i oppbygningen og designet av Airlander 10. Luftskipet vokser blant annet fra 92 meter til 98 meter, mens kabinen fortsatt er 46 meter i lengden og 6 meter i bredden, som i tidligere utgaver.

Hybrid Air Vehicles har gjennomført nye vindtunneltester og datasimuleringer av vindens bevegelser omkring fartøyet for å forbedre skipets evne til å manøvrere og optimere skrogets utforming samt for å redusere luftmotstanden og dermed også forbruket av drivstoff fra de fire dieselmotorene om bord.

Oppdriften fra helium betyr i seg selv en grønnere flyvetur. Airlander 10 krever nemlig langt mindre drivstoff enn et fly for å lette fordi gassen i luftskipets indre utlikner en stor del av den vekten som skal løftes opp i luften. Men det er ikke det eneste skrittet i retning av en grønnere luftfart.

Innen fem år blir luftskipet etter planen utstyrt med både dieseldrevne og elektriske motorer. Hybrid Air Vehicles arbeider blant annet sammen med University of Nottingham om å utvikle en elmotor-prototype på 500 kW, som ifølge planen er klar til testing på land i 2022.

Hybrid Air Vehicles opplyser at man enten vil drive elmotorene med batterier eller med hydrogendrevne brenselceller for å slippe fossile drivstoff.

Ifølge bedriften kan CO2-utslippet skjæres ned med 90 prosent på en kommende modell sammenlignet med store, kommersielle fraktfly. Når den nye versjonen av Airlander 10 etter planen er klar midt i tiåret, skal luftskipet gå fra prototype til produksjon og produseres i tolv eksemplarer i året.

Konkurrenter på vei med luftskip

Hybrid Air Vehicles er ikke det eneste firmaet som ser et lys framtid for luftskipene. Den amerikanske produsenten Lockheed Martin har utviklet Hybrid Airship med plass til 19 passasjerer og 21 tonn gods som etter planen blant annet skal levere gods til og fra gruver der det er for dyrt eller vanskelig å bygge veier til.

Også Google-medstifteren Sergej Brin ser muligheter i luftskipene. Ifølge den britiske avisen The Telegraph er it-milliardæren i ferd med å få bygget et enormt luftskip til 150 millioner dollar i en hangar i California som Google har overtatt fra Nasa.

Den omtrent 200 meter lange luftskipet skal etter planen fungere både som Brins personlige yacht i luften og skal også kunne brukes til for eksempel å levere nødhjelp til katastrofeområder i hele verden.

I 1937 var det sannsynligvis statisk elektrisitet som antente luftskipet Hindenburgs brannfarlige hydrogen og kostet 35 mennesker livet. Men utviklerne av framtidens luftskip er overbevist om at moderne teknologi og de mange sikkerhetstiltakene vil få folk til å reise med luftskip igjen.