Innovatieve vliegmachines en autonome raceauto’s

Apex Dynamics is sponsor van University Racing Eindhoven en het Delftse Talaria-team. ‘Het mes snijdt aan twee kanten’, zegt directeur Thom van Oss. ‘We kunnen studenten enthousiast maken voor mechanische aandrijftechniek en tegelijkertijd onderstrepen we onze maatschappelijke betrokkenheid. We steunen de teams niet alleen financieel, maar dragen ook kennis en expertise over op het gebied van aandrijftechniek en alle andere aspecten die bij een dergelijke competitie komen kijken.’

Eric Megens is salesmanager bij Apex Dynamics.

28 november 2019

Talaria

Vanaf je eigen huis opstijgen en landen bij je werk? Voor het Talaria-team van de TU Delft is dat het ambitieuze doel. Na een jaar hard werken presenteerden de Delftse studenten afgelopen september hun tweede prototype. Het project wil een speerpunt zijn van een revolutie in de luchtvaartindustrie. Met een team van meer dan dertig studenten uit lucht- en ruimtevaart, mechanica, elektrotechniek, industrieel ontwerp en toegepaste aardwetenschappen wil Talaria de stedelijke luchtmobiliteit op zijn kop zetten. De missie is het ontwerpen en bouwen van een elektrische, ultracompacte, geluidsarme, eenpersoonsvliegmachine die in stedelijke gebieden verticaal kan opstijgen en landen. Het team wil studenten en de universiteit aanmoedigen om onderzoek en ontwikkeling op dit nieuwe terrein te ontplooien.

Talaria hoopt in februari hoge ogen te gooien bij de finale van de Go Fly-competitie, een ontwikkelwedstrijd voor vliegsystemen voor één persoon.

Met zijn Hermes II doet Talaria mee aan de Go Fly-competitie. Dat is een internationale wedstrijd – gesponsord door Boeing – die deelnemers uitdaagt om een vliegsysteem voor één persoon te ontwikkelen. In de eerste fase moest het design geschikt zijn om een afstand van twintig mijl te overbruggen, zonder te tanken of op te laden, en (bijna) verticaal kunnen opstijgen en landen. In de tweede fase van de competitie moest het systeem daadwerkelijk worden gebouwd. Die twee fases zijn inmiddels achter de rug. De derde, en laatste, fase kent begin volgend jaar zijn apotheose als de prototypes daadwerkelijk de lucht in gaan tijdens de fly off in Mountain View, Californië.

De helikopterachtige oplossing van Talaria is bijna net zo licht als een scooter. Nu is het systeem nog elektrisch, maar in dezelfde configuratie kan het ook worden uitgerust met aandrijving op basis van waterstof. Boven de bestuurder draaien twee rotoren in tegengestelde richting. Het voordeel van zo’n coaxiaal rotorsysteem is dat de staartrotor van een normale helikopter niet langer nodig is. En daarmee wordt het design een stuk compacter.

Voor dit prototype was een vertragingskast nodig tussen de motor en een dubbel kegelwiel om de contra-roterende bladen te kunnen maken. De tandwielkast wordt aangedreven door een Emrax 188-motor met een toerental van 6000 rpm. De kast kan nominaal 160 Nm koppel leveren bij 1200 rpm. Dit geheel drijft een dubbel kegelwiel aan, dat is gemonteerd in een ‘open’ huis dat slechts is afgedicht met blauw, plastic beschermfolie, om gewicht te besparen en de toegankelijkheid te vereenvoudigen. Het accupakket heeft een capaciteit van 13 kWh bij een bronvoltage van 330 V dc en heeft een eigen gewicht van 64 kg.

Apex Dynamics leverde voor deze toepassing een AE090-004-tandwielkast met schuine vertanding en een meedraaiend ingaand lager, zodat er hogere ingaande toerentallen kunnen worden behaald. Er werd gekozen voor een speciaal smeermiddel dat optimaal is voor langdurig of continu gebruik bij hoge toerentallen.

Talaria kijkt ernaar uit om het luchtruim te delen met autonome drones, passagiersvoertuigen en een grote verscheidenheid aan persoonlijke vliegmachines. Naarmate het project vordert, zal het team meer en meer samenwerken met bedrijven, gemeenschappen, civiele autoriteiten en universiteiten om een passende operationele infrastructuur te ontwikkelen. Het denkt bijvoorbeeld aan veilige skyways en landingszones voor de personenvluchten.

University Racing Eindhoven

Het TUE-studentenraceteam University Racing Eindhoven (URE) ontwikkelt elk collegejaar een nieuwe, elektrische racewagen waarmee het internationaal meedoet aan de Formula Student-wedstrijden. Begin dit jaar lanceerde het zijn eerste autonome raceauto. De URE14 kan zelfstandig rijden, maar heeft ook de optie om met een bestuurder de weg op te gaan. Op die manier kan het team met dezelfde bolide deelnemen aan de FS-races voor elektrische en autonome wagens. Met en zonder bestuurder accelereert de URE14 van nul naar honderd in slechts 2,3 seconden.

University Racing Eindhoven eindigde dit jaar op de vijfde plek tijdens de Formula Student Germany-race, het wk voor elektrische raceauto’s.

De volgende stap is om de autonome systemen verder te ontwikkelen zodat ze ook beter presteren dan de beste chauffeurs op de weg. Volgens URE is de racebaan daar een goede omgeving voor omdat de wagens er veel sneller rijden en dus veel sneller beslissingen moeten nemen. De autosport is altijd al de kweekvijver geweest voor alles wat er op de openbare weg rijdt en dit zal niet anders gaan met autonome voertuigen, aldus het TUE-team.

De Formula Student-races bestaan uit drie onderdelen: de technische keuringen die in het teken staan van de veiligheid, statische events (presentaties van het businessplan, engineering, design en een kostenverantwoording) en dynamische events (met de onderdelen skidpad, acceleratie, endurance en autocross).

Afgelopen zomer deed de URE14 mee aan drie FS-wedstrijden. Op het TT-circuit in Assen eindigde de Eindhovense wagen begin juli in de elektrische modus op de derde plaats (van 21 deelnemers). Tijdens de Italiaans FS-race eind juli testte het team voor het eerst de autonome functionaliteiten in de praktijk. Het resultaat was een vijfde plek (van de acht) en een eerste plek voor wat betreft de kosten.

Op de Duitse Hockenheimring begin augustus – de wedstrijd die geldt als het wereldkampioenschap voor elektrische racewagens – kwam URE14 overall tot de vijfde positie (tussen 39 concurrenten). De Eindhovense auto scoorde goed op de kosten (3de), skidpad (4de) en endurance (5de). Autocross daarentegen verliep niet helemaal zoals de studenten hadden gehoopt. Met de topvijfnotering behaalde URE zijn doel en is het Eindhovense studententeam gelijk geplaatst voor de editie van volgend jaar.