Fokker Next Gen ontwikkelt vliegtuig op waterstof met software Dassault Systèmes

Dassault Systèmes en Fokker Next Gen trekken gezamenlijk op bij de ontwikkeling van de jongste Fokker-telg die in 2035 op de markt moet komen. Uniek aan het nieuwe toestel: het vliegt ook op waterstof. En dat betekent emissievrij vliegen. De vliegtuigbouwer gaat hiervoor Dassault’s 3DExperience-platform gebruiken.

Voorafgaand aan het Dassault-event ‘Leaders in Business Sustainability’, 21 september op voormalig vliegbasis Soesterberg, hebben beide partijen de samenwerkingsovereenkomst (Memorandum of Understanding) getekend. “Onze samenwerking met Dassault Systèmes en Keonys (Dassault-integrator en- reseller – red.) markeert een aanzienlijke stap in de richting van het verwezenlijken van onze missie”, aldus Juriaan Kellermann, ceo van Fokker Next Gen. “Met hun geavanceerde technologie en onwrikbare steun hebben we vertrouwen in onze capaciteit om de luchtvaartindustrie opnieuw vorm te geven en de weg te effenen voor een duurzame toekomst.”

Ombouw

Het toestel dat Fokker Next Gen in 2035 op de markt wil brengen te bereiken, is een vliegtuig zonder koolstofdioxide-uitstoot dat afstanden tot 2.500 km kan vliegen en plaats biedt aan 120-150 passagiers. Op dit moment wordt gewerkt aan de plannen voor de ombouw van een Fokker 100. Dit toestel moet in 2027 gereed zijn en laten zien dat regionaal vliegen op waterstof een haalbare en duurzame optie is.

Samen met motorenfabrikant Rolls-Royce wordt gewerkt aan de ontwikkeling van de waterstofmotoren voor het toestel. De motorenfabrikant geeft ook leiding aan een Europees project Het streven van Kellerman is met een toestel te komen dat niet meer energie verbruikt dan de bestaande vliegtuigen. Daarom is ook gekozen voor een vliegtuigmotor die waterstof verbrandt en niet voor het gebruik van en brandstofcel. Moderne straalmotoren hebben een rendement van 80 tot 90 procent, terwijl een brandstofcel die waterstof omzet in elektriciteit het met een elektrisch rendement van pakweg 30 tot 40 procent moet doen Overigens is het de bedoeling dat ook nog steeds ordinaire kerosine in de straalmotoren kan worden verstookt, maar ook ‘duurzame luchtvaartbrandstof’ (Sustainable Aviation Fuel – SAF) dat bij verbranding minder kwalijke uitstoot genereert.

‘Oud’ en ‘nieuw’

De bedoeling is om het ontwerp van het vliegtuig van de volgende generatie tegen het einde van 2024 te onthullen. Kellerman vertelt dat op dit moment simultaan wordt gewerkt aan drie concepten. De conceptontwikkeling lijkt een combinatie van ‘oud’ en ‘nieuw’. De software die beschikbaar is op het 3DExperience-platform wordt toegepast door vliegtuigbouwers wereldwijd. Denk bijvoorbeeld aan het ‘high-end’ 3DCAD-pakket CATIA.

Het platform als geheel maakt een compleet digitaal ontwikkel-, ontwerp-, simulatie-, test-, valideer-, maak- en beheertraject mogelijk gedurende de complete levensduur van een vliegtuig. Maar Fokker Next Gen maakt ook gebruik van de kennis uit het verleden. Bij het bedrijf werken de nodige oud-werknemers van Fokker: bijna 20 procent van de werknemers is afkomstig van de oude vliegtuigbouwer.

De ervaring die zij hebben opgedaan –bij de ontwikkeling en bouw van de Fokker 70 en 100 is meer dan welkom. Want je kan het overdimensioneren noemen, maar nog steeds vliegen er meer dan 100 Fokker-vliegtuigen rond. Dat zegt wel wat over de kwaliteit van de toestellen. Omdat de vliegtuigen destijds voor regionaal gebruik zijn ontwikkeld en dus veel starts en landingen maken, werd uitgegaan van een levensduur van 10 tot 15 jaar. Maar de Fokkers vliegen 30 jaar later nog. Via Fokker Services beschikt Fokker Next Gen over gebruiksgegevens uit de honderdduizenden vlieguren die met de ‘oude’ Fokker-vliegtuigen zijn gemaakt. Dat wordt, zegt Kellermann, bij de ontwikkeling van het nieuwe toestel allemaal meegenomen.

‘Virtual twin’

En dat gebeurt dan in een compleet digitale omgeving voor de conceptontwikkeling en uiteraard het complete lifecycle management. Hoe wil je anders ook tegelijkertijd met drie conceptontwerpen bezig kunnen zijn? Daar zijn ze de komende twee jaar onder andere mee bezig om tot en definitief ontwerp te komen. Maar voor die tijd kan je, zegt Kellermann al door het ontwerp heenlopen en er dingen mee doen die eerder niet mogelijk waren. John Kitchingman, senior vice president Global Customer Engagement bij Dassault zegt daarover: “We zijn ervan overtuigd dat de virtual twin-technologie van het 3DExperience-platform een cruciale stap zal zijn in het bereiken van hun doel van duurzame, koolstofneutrale luchtvaart.” Juist een virtual twin stelt Fokker Next Gen in staat simultaan ontwerprichtingen en hun gevolgen op een veilige, virtuele wijze te onderzoeken.

Baksteen

Want vliegen op waterstof is voor niemand gesneden koek. Het gebrek aan ervaring met waterstof als vliegtuigbrandstof en alle wat daarmee verband houdt is volgens Kellermann de grootste uitdaging voor Fokker Next Gen: “We vinden het prima om in een toestel te vliegen met 20.000 liter licht ontvlambare vloeistof in de vleugels, maar we staan in een vliegtuig huiverig tegenover een kleine batterij in je telefoon. Of een scheikundig element dat altijd om ons heen is. Maar in vloeibare vorm in een vliegtuig is het blijkbaar een probleem.”

Met waterstof moet dus ervaring worden opgedaan. Want je moet natuurlijk wel uitkijken dat de engineers voor de zekerheid veiligheidsmaatregelen toevoegen, dit met de het Europees Agentschap voor de veiligheid van de luchtvaart EASA (European Union Aviation Safety Agency) wordt besproken en zij daar nog eens de nodige maatregelen bovenop doen. “Dan probeer je als je niet uitkijkt een baksteen te laten vliegen.”

Veel eerder

Daarom is de Fokker Next Gen-ceo ook blij met de digitale mogelijkheden: “We kunnen de verschillende aspecten van wat we proberen te doen veel eerder dan we gewend waren bespreken met engineers, met potentiële klanten en met certificeringsinstantie EASA. We kunnen afwegingen en het digitale model laten zien. Ik denk dat we binnen een paar maanden met de toekomstige klanten in contact kunnen komen omdat we al genoeg weten over wat dit vliegtuig voor hen kan betekenen en dat is belangrijk voor ze.”

Niet zomaar een ‘tool’

Of digitale modellen ook worden geaccepteerd als het over veiligheid gaat, zegt Kellerman: ”We zullen ze genoeg gegevens moeten geven om te laten zien dat het inherent veilig is. We moeten ook laten zien welk proces we gebruiken en de ‘checks and balances’. Daarom gebruiken we ook niet zomaar een ‘tool’, maar een die al in onze industrie wordt gebruikt inclusief de ‘best practices’ voor het toepassen. De tools worden al gebruikt door onze concurrenten voor innovatie. We zijn dus erg blij dat we die ervaring kunnen gebruiken en we leren er weer van om de resultaten veel eerder dan vroeger met  EASA te kunnen bespreken.”

Vrienden

Fokker Next gen wil met de ontwikkeling van hun nieuwe vliegtuig de luchtvaartindustrie revolutionair veranderen. Daarin in worden ze onder andere gesteund door een subsidie van 25 miljoen euro van de Nederlandse overheid als onderdeel van het Luchtvaart in Transitie-programma. “Fokker Next Gen heeft de ambitie, de expertise en een toegewijd team om het voortouw te nemen in de ontwikkeling van waterstofaangedreven vliegtuigen van de volgende generatie, waarmee een nieuw tijdperk van duurzaamheid in de luchtvaart wordt ingeluid”, onderstreep Kitchingman die ambitie.

De samenwerking tussen Fokker Next Gen, Dassault Systèmes en Keonys getuigt van een vastberaden toewijding om een groenere, meer duurzame toekomst voor de luchtvaart te creëren, met als doel de sector te hervormen en wereldwijd milieubewustzijn te stimuleren. “Net als Anthony Fokker, onze voorganger, hebben we lef, zijn we ambitieus  en houden we ervan de status quo uit te dagen. Maar het is fijn om vrienden te hebben die je daarbij helpen.”