Runding.dk





FLYV MILJØVENLIGT!


Finn Gemynthe Madsen & Kaj Paamand

Flyvemaskinen er et barn af det 20. århundrede; hurtig, dynamisk, forbrugende, forurenende og larmende. Designet er præget af, at fart og tempo betyder langt mere end ressourcer og miljø. Derfor er der stadig en tendens til at overse, at lufttrafik faktisk kunne være en næsten lige så miljøvenlig transportform som sejlskibsfart.
Idet man hæver sig fra jorden, undgår man jo friktion mod underlaget. Samtidig med at man både kan benytte sig af aerodynamik og andre opdriftsformer. Altså burde samme last kunne transporteres billigere og mindre forurenende i luften end på jorden eller vandet.


 
 


Flyv let - flyv Økofly!
I tider med stadig stigende focus på CO2-udslip, forurening og ressourcemisbrug stiger flytrafikkens brændstofforbrug fortsat med op til 6-7% årligt. I efteråret kunne man i radioavisen høre, at problemet blev taget så alvorligt af Folketinget, at man ytrede fromme forhåbninger om, at tekniske nyskabelser vil kunne mindske problemets omfang.
Det ligger ligesom i luften, at det teknisk set må kunne lade sig gøre at flyve miljøvenligere. De gode, gamle luftskibe trænger sig på, og der dukker flere og flere alternative projekter og konstruktioner op på hjemmesider, i tidsskrifter og i avisartikler, nogle med ophavsmænd i store, velrenommerede flyfirmaer. Lockheed Martin præsenterede for nylig tegningerne til deres "Aerocraft," der skal kunne løfte 500 tons og flyve 230 km/t.
Et andet eksempel er det tyske firma, Cargolifter, der er i færd med at bygge en 300 meter lang hangar til et hyper-moderne luftskib med en løftekapacitet på ca. 170 tons.
På baggrund af virkeligheden må den slags projekter hilses velkomne. Men når man kigger projekterne efter i sømmene, får man tit på fornemmelsen, at forhold som løfteevne, hastighed, økonomi og sågar militære hensyn stadigvæk vægtes højere end miljøhensynet.
Det kunne være interessant helt målbevidst at gå efter "det mest miljøvenlige luftfartøj." Vi vil i det følgende skitsere et luftfartøj, der gennem optimal udnyttelse af naturlovene kommer frem med det mindst mulige brændstofforbrug. Vi kalder denne nyskabelse Økoflyet.
I Økoflyet kombineres en række kendte teknikker og naturkræfter for at nå målet; ikke så hurtigt eller kraftfuldt, men så miljøøkonomisk som muligt:

  • En diskos flyver langt på et enkelt, manuelt kast, 74 meter er lidt under verdensrekorden. Lad den samme atlet kaste den samme vægt i flyform og se, om han kan kaste model-flyet lige så langt! For at opnå maksimal udnyttelse af aerodynamikkens kræfter burde flyet være formet som een stor vinge, en kæmpe boomerang, en diskos eller en drage.
  • Der er stor løftekraft i en luftart som helium.
  • Der er opdrift i luft, som er varmere end omgivelserne. Både inde i en ballon og i luftboblen omkring et svævefly.
  • En stor flade at løfte på øger opdriften. Princippet udnyttes blandt andet i luftpudebåde.
  • Solenergi skaber opdrift og opvinde. Solvarme kan udnyttes.
  • Vindkraft har transporteret Magellan jorden rundt, men hvad angår lufttrafik har udnyttelse af vinden været yderst beskeden. Og dog ser vi vindens løftekraft, når en frisbee stiger stejlt mod vinden.
  • Når luft opvarmes i et lukket rum, stiger trykket. Et cykeldæk kan eksplodere, blot ved at blive udsat sollys. Et damplokomotiv kan trække et vældigt læs alene ved hjælp af opvarmet luft/damp.
  • Luft kan komprimeres betydeligt. Komprimeret luft kan flytte ting og sager, når den slippes løs. Som f.eks. når en champagneprop springer højt på få kubikcentimeters over-tryk. Eller når en oppustet ballon slippes.
Økofly - klik for større billed

Form og funktion
Økoflyet er formet som een stor diskos, drage, boomerang eller vinge. På denne måde kommer det, der skal transporteres, til at indgå i en aerodynamisk form og dermed i den samlede funktion. - Hvorimod flyets krop i flyvemæssig forstand kun udgør en "dødvægt!"
Økoflyet er på langs adskilt i to dele. Den øverste del udgøres af et hulrum, et "luftrum". Heri findes heliumceller, hvori trykket ikke er højere, end at de kan tåle opvarmning til nogle hundrede grader. I den underste del findes cockpit og brændstof samt i et større Økofly pas-sagerkabiner og godsrum.
Når luftrummet opvarmes, opnås opdrift, og Økoflyet bliver lettere. Men Økoflyet er ikke bare en ballon, den er i princippet en hybrid af de to modsætninger: Fly - Ballon. På denne måde kan flyets (miljø)fordele kombineres med ballonens.
Men hvormed skal luften opvarmes? Hvad med eksempelvis solvarme? Økoflyet har formen til at udgøre en stor solfanger; tagkonstruktionen tillader solstrålingen at slippe ind og blive opsuget af luftrummets bund og heliumceller. "Den flyvende solfanger" vil få en lidt lettere dagstart samt en lidt længere aktionsradius i solskin og over skyerne. Økoflyet kan sandsynligvis bygges så ultralet, at det vil kunne lette og flyve alene på solvarme og opvinde, men til praktisk brug må solvarmen suppleres med motorkraft.
Enhver motorkraft udvikler varme. Hvorfor ikke udnytte denne spildvarme i stedet for at "fyre for gråspurvene?" Indlejres motoren i luftrummet kan spildvarmen direkte udnyttes til opdrift. Evt. kan man supplere med gasbrændere.

Luftfartøjer kan drives fremad på tre forskellige måder: Ved hjælp af propel, jet eller raket. Økoflyet vil kunne udnytte spildvarmen fra alle tre fremdriftsmidler.
Bruges propelmotor er princippet ganske enkelt. Motorvarmen opsuges af heliumcellerne.
En jetmotor frådser mere med energien end en propelmotor, men netop derfor er der mere spildvarme at udnytte. Jetmotorer kan på forskellig vis indbygges i luftrummet. Økoflyets specielle konstruktionsform muliggør desuden en meget simpel form for jetdrift, hvor hele luftrummet fungerer som jetmotor. Luften opvarmes ved indsugningen, udvider sig og giver et overtryk, som udskydes gennem dyser agters. En sådan "jetmotor" vil sandsynligvis være lettere end mere gængse typer.
Også en raketmotor kan vise sig velegnet til opgaven. Eksplosionerne i et "raketrør" resulterer både i tryk og varme. Brændstoffet kan f.eks. bestå af ilt og brint = vand. For-brændingen finder sted i "raketrøret", der er forsynet med "mikro-punkteringer." Igennem denne luftsi diffunderer en mindre del af overtrykket, således at luften i "luftrummet" opvarmes og giver opdrift a la varmluftsballon. Overtrykket i luftrummet forsvinder gennem små ventiler agters i Økoflyets "vinger". Hovedparten af eksplosivkraften udskydes gennem dyser bagest i raketrøret.
Normalt bruger man i en raket store brændstofmængder på kort tid for at opnå en hurtig acceleration. I et Økofly, derimod, skal forbrændingen kun resultere i en gennemsnitsfart på f.eks. 100 km/t. Samtidig gøres det fartøj, der skal lette, lettere netop i kraft af forbræn-dingen. Derfor vil man kunne nøjes med et relativt beskedent brændstofforbrug pr. sek.
Økofly vil kunne fremstilles i mange størrelser helt op til giganter længere og bredere end jumbojetten. Jo større de bygges, desto større bliver også løftekraften og energibesparelsen. Men til en begyndelse må man nøjes med et mini-Økofly, f.eks. med et "luftrum" på 120 m3 (Trekantform med længde 18 m., bredde 10 m. og gennemsnitlig højde 2 m.) Til sammen-ligning havde Santos-Dumonts luftskib "Nr 6" et volumen på 630 m3 og en løfteevne på 690 kg., men det var til gengæld ikke ret aerodynamisk.
Et charter-Økofly kan være 70 m. lang (ligesom Boeing 747), 60 m. bred fortil, og med et højdegennemsnit for "luftrummet" på 10 m. Dette giver et volumen på 13.800 m3. Luftski-bene af "NS-klassen" havde et volumen på 10.190 m3 og bar en nyttelast på 3.800 kg.

Økoflyet letter lettere!
En tur i f.eks. et "Raket-Økofly" starter med, at luften i "raketrør" og "luftrum" opvarmes gennem en "minimal-forbrænding" (+ evt. solvarmetilskud). Udstødnings-dyserne holdes lukkede, indtil passende tryk og temperaturer er nået. Piloten drejer forstavnen mod vinden. Så sættes der blus på forbrændingen, og gennem dyserne agters udsendes stråler af trykluft. Økoflyet accelererer hurtigt og kan klare sig med en ganske kort startbane, dels fordi det er "halvt ballon," dels fordi dets "drageagtige" form" let lader sig løfte af modvinden.
For at afbalancere Økoflyet under flyvning kan heliumcellerne være indbyrdes forbundet på samme måde som i et luftskib, hvor der kan udveksles helium mellem for- og agter-cellerne. Den vinge, der er for nedadgående, modtager helium fra den opadgående, hvorefter balancen genvindes. Forskellige flaps og sidevinger kan også virke stabiliserende.

Vedvarende energi-flyvning
Brændstofforbruget kunne reduceres til det absolutte minimum, ifald vi indskrænkede os til at flyve i medvind! Kun ved starten behøves en kortvarig forbrænding; derpå vender Økoflyet ryggen til vinden og opnår hurtigt samme hastighed.
Hvor hurtigt kan man så komme frem i medvind? I frisk vind, eksempelvis, svæver man afsted med en hastighed af 29-38 km/t, der er vindhastigheden ved vindstyrke 5 på Beauforts skala. Dette lyder sikkert som den rene sneglefart i de fleste læseres øren, men vi er jo også født i "fartens århundrede." For H.C.Andersen ville 38 km/t imidlertid virke halsbrækkende, og der rejste sig mange bekymrede røster, da de første damplokomotiver hvæsede hen over skinnerne med lignende hastigheder. Men det var også dengang, man sagde: "Biende mand fanger bør."
Ak, hvor forandret! Nu om dage har man slet ikke tid til at bie på medbør, og desuden skulle den have karakter af orkan, før man ville være tilfreds med farten. Medvindssvævning synes derfor kun at kunne finde anvendelse som endnu en slags sportsflyvning ved siden af ballonfart, svæveflyvning og hang-gliding. - Og dog øjner vi også et par praktiske mulig-heder; først en beskeden CO2-besparelse og så en rigtig stor, miljøvenlig sag:

"Medvindsturisme." Hvorfor ikke lade vinden bestemme rejsens bevægelser? Improvisa-torer får i reglen større oplevelser med hjem end dem, der besøger samme hotel hvert år. Unge mennesker turer gerne rundt i Europa på inter-rail-kort. Og sejlere rapporterer om dejlige, vindbårne ferier. Med Økoflyet kommer man næsten lige så energibilligt omkring, både over land og vand, og samtidig får man set den ene smukke udsigt efter den anden.

Godstransport. Økofly-medvindsflyvning kunne bruges til varetransport, idet en del varer godt kan tåle at vente på medvind. Og meteorologisk er der faktisk et vist system i vindene! På den nordlige halvkugle er vestlige vinde fremherskende, og kommer man op i ti kilometers højde, farer den såkaldte jetstrøm østpå i en uendelighed. En transport fra USA til Europa vil i dette lag kunne gennemføres med 200-300 km/t. Mon ikke et "Økofly-selskab" kunne skaffe sig mange kunder ved systematiske jord-omflyvninger. F.eks.: USA eksporterer til Danmark, Danmark til Rusland, Rusland til Japan og Japan til USA, hvorefter Økoflyet er klar til endnu en jordomflyvning.
Skulle de samme varer transporteres med skibe, tog eller lastbiler ville det utvivlsomt koste mere brændstof. Ikke nok med det; "Jetstrøms-Økoflyet" kommer sandsynligvis hurtigst frem! - Selv når danske varer skal til New York, vil det sikkert kunne betale sig at flyve dem østover. Omvejen på 4/5-del jordomflyvning opvejes jo af, at brændstofforbruget ikke er meget højere end for en kort rejse.

Raket, jet eller propel?
Under normale omstændigheder er raketdrift ikke særlig energiøkonomisk. Brændstoffet vejer og fylder mere end flybenzin, og derfor udstyres fly med propeller og jetmotorer. Kun når det gælder om at opnå en meget hurtig acceleration, eller når man befinder sig udenfor jordens atmosfære, benytter man sig af raketdrift.
Medvinds-Økoflyet vil imidlertid ofte bruge størstedelen af sit brændstof netop på starten, hvorefter resten af rejsen kan gennemføres med relativt små brændstoflagre. Til en sådan flyveform kan raketdriften vise sig at være den mest energiøkonomiske. Reaktionen i raketrøret giver jo direkte det tryk og den varme, der er brug for til luftrummets opvarmning. Desuden er teknologien ganske simpel sammenlignet med flymotoren, som utvivlsomt vil være tungere end raketrøret. Endelig åbner raketdrift mulighed for direkte brug af foru-reningsfri brændstoffer som ilt + brint = vand.
Til mere almindelig flyvning, hvor man ikke kan vente på medvind eller lade sig bære af jetstrømmen, vil det sandsynligvis være fordelagtigere at anvende propeller eller jetkraft. Løsningen består dermed i at udvikle to klasser af Økofly; de "modvindsdygtige," der er relativt smalle, flyagtige og propel- eller jetdrevne, og så de ballonagtige, raketdrevne "med-vindssejlere."
Til korte ture og mange opstigninger synes "de ballonagtige" mest oplagt. Når det f.eks. drejer sig om at bringe faldskærmsudspringere op i udspringshøjde, vil man kunne nøjes med raketbrændstof til få sekunders acceleration. Den ugunstigste situation er vindstille, men selv i dette sjældne tilfælde kan man sandsynligvis klare sig med et enkelt minuts raket"affyring." Når de dristige hoppere er hoppet overbord, kræver det ofte lidt ekstra brændstof at manøvrere Økoflyet tilbage til flyvepladsen. Men nettoresultatet vil sikkert vise, at man både forurener og støjer mindre end dengang, man fløj med tunge flykroppe og forslugne motorer.
I kraftig modvind flyver Økoflyet måske ikke energibilligere end almindelige fly. Den nemme opstigning, mere aerodynamiske form og langsommere hastighed modsvares jo af et større overfladeareal. Så lad os antage, at de to flytypers brændstofforbrug er ens over en distance på 2.000 km.`s flyvning i styrke-5-modvind. Statistikken vil da fortælle os, at det oftere er medvind, sidevind eller svagere modvind end over-styrke-5-modvind.
Hvis gennemsnitshastigheden er 100 km/t vil en tur fra København til Rom vare 20 timer. Det lyder af meget, men mange har dog tålmodighed til at drage til Rom med tog, bus eller bil. Luftturister burde væbne sig med samme tålmodighed som dem, der bliver ved jorden!

Økoflyet lander blødere
Hvordan man end vender og drejer det, så vil fart altid være ensbetydende med fare. Moderne fly farer afsted, og derfor er de jævnlige notitser om flystyrt med mange dræbte ikke spor forbavsende. Men mennesket er da også et stykke miljø, vi skal værne om!
Flyveturens farligste øjeblikke kommer ved landingen. Den tunge flykrop skal nedbremses fra mange hundrede km/t og bringes til ultrablid berøring med landingsbanen. En præstation, der kan få selv blaserte passagerer til at klappe i hænderne, hver gang miraklet lykkes.
En anden farlig situation er motorstop. De ombordværendes liv er fuldstændig i hænderne på disse højteknologiske uhyrer; svigter de, skal der tit mere til end verdens bedste pilot ved roret for at afværge katastrofen.
Men Økoflyet kan bygges til at holde sig svævende helt ned til temmelig ufarlige hastig-heder. En landing behøver ikke kræve kraftigere nedbremsning end den, en fornuftig by-bilist foretager for rødt lys. Ja, den kan endda foregå lodret a la helikopter; men uden samme fare ved motorstop. Den varme luft i luftrummet forsvinder jo ikke straks, og Økoflyets form er mere aerodynamisk end helikopterens. Selv hvis brændstoffet slipper op i stor højde, vil landingen kunne blødgøres ved at piloten lander i modvind.
Fordelene ved at kunne nøjes med korte landingsbaner er indlysende. Alene dette, at passagerer og gods kan bringes nærmere bestemmelsesstedet, sparer landtransport og dermed CO2-forbrænding. Der kan bygges små landingspladser rundt om i byerne, f.eks. ved store virksomheder. Økoflyet kan aflaste vejnettet, og dets vigtigste miljøbeskyttende effekt vil nok vise sig at være, at det kan erstatte en mængde lastbiler, busser og biler!
Iøvrigt vil Økoflyet let kunne lande på sø eller hav. Økoflyet har i sig selv en pontonagtig form og vil rutinemæssigt kunne starte og lande på vand. Det sidste stykke vej til kajs kan det ved egen kraft sejle afsted som en flyvebåd.

Flyvning er et spørgsmål om holdning!
Økofly eller en anden form for luftfartøj; der må foreligge mange uudnyttede muligheder for at flyve miljøvenligere! Konventionelle fly udnytter jo kun den ene opdriftsform, aerodynamikken, og da man samtidig vil afsted i en vældig fart, bliver brændstofforbruget derefter. Jetflyet MD80, der kan tage 156 passagerer, tankes med 2125 l. jetbenzin, før det flyver fra København til Århus. Til længere ture er det hverdag med et brændstofforbrug af størrelsesordenen 20.000 l.
Det er ikke tekniske problemer, der afholder os fra at flyve miljøvenligt. Nej, den største hindring ligger i selve vor livsholdning. Så længe det vigtigste for os er at komme hurtigst frem, så længe vil vi konsumere og forurene unødigt meget.