Elflygplan, en konceptuell design

Sammanfattning: Med målet att göra flygsektorn grönare ur utsläppsperspektiv gjordes i denna rapport en konceptuell design av ett flygplan drivet på elektricitet. Flygplanets avsedda uppdrag samt krav utifrån detta valdes fritt. Resultatet blev ett kortdistansplan, 500 km räckvidd, med plats för åtta passagerare framförallt riktat mot företag. Det kravställdes även att planet skulle flyga på 4500 meters höjd med en hastighet på 280 km/h och behöva en kort start- och landningsbana. Planet skulle också kunna klättra med en hastighet på 6,67 m/s och överstegringsfarten bestämdes till 150 km/h. Utifrån kraven och antaganden gällande diverse andra variabler kunde sedan flygplanets bränslevikt och totalvikt bestämmas till 2654 kg respektive 8294 kg. Räckvidden på ett motsvarande plan drivet med fossila bränslen beräknades då till ungefär 2070 km. Ett begränsningsdiagram kunde sedan konstrueras baserat på fem utvalda krav. Ur detta diagram kunde det avläsas vad motorernas dragkraft delat med planets vikt samt vad kraften per kvadratmeter på vingarna minst behövde vara. En punkt något högre än minsta möjliga användes sedan för att ta fram att motorerna måste kunna producera 1900 hästkrafter vid start. Med den bestämda vingbelastningen kunde nödvändig vingarea beräknas till 44 m^2 med ett vingspann på 23,8 m, då ett sidoförhållande tidigare hade valts. Flygplanskroppens längd kunde även beräknas till 16,2 m och dess effektiva diameter på 2,03 m. Slutligen kunde en initial layout tas fram där ett förhållande mellan vingar och horisontella stabilisatorn beräknades samt en eftersökt placering av planets masscentrum. Det resulterande planet har ett längre vingspann, är tyngre och kan färdas kortare än liknande motsvarigheter som inte drivs på elektricitet. I constraint diagrammet kan det ses att det går att åka snabbare i marschfart än utsatt hastighet på 280 km/h, men de satta kraven kunde uppnås vilket var huvudmålet.