Waarom eVTOL-motoren anders zijn dan EV-motoren: kosten, gewicht en veiligheid

Elektrische voertuigen op de weg en elektrische verticale start- en landingsvoertuigen (eVTOL) maken gebruik van vergelijkbare elektromotoren. Toch zijn er essentiële verschillen in kosten, gewicht en veiligheid. Jon Wagner, voormalig senior directeur elektrotechniek bij Tesla, werkt nu bij Joby Aviation, een pionier op het gebied van eVTOL-technologie. Hij licht toe hoe engineering voor auto’s en vliegtuigen uiteenloopt.

Kosten versus gewicht: een fundamenteel verschil

Bij grondtransport staat kostenbesparing vaak centraal. Wordt het extra geld waard om gewicht te besparen? Bij auto’s is dat een afweging die vaak in het voordeel van de kosten uitvalt. In de luchtvaart is die balans anders. Wagner:

"Bij grondvoertuigen draait alles om kosten. Ben je bereid meer te betalen voor onderdelen om gewicht te besparen? Op de weg is kostenbesparing vaak doorslaggevend. In de luchtvaart zijn de afwegingen tussen kosten en gewicht veel complexer. Soms is het de moeite waard om meer te investeren in lichtere of efficiëntere oplossingen."

Veiligheid: redundantie als standaard

De motortechnologieën voor auto’s en vliegtuigen lijken sterk op elkaar, maar de veiligheidseisen verschillen aanzienlijk. Bij auto’s volstaat vaak een veilige stop aan de kant van de weg bij een storing. Voor eVTOL’s is dat geen optie. Wagner:

"In de luchtvaart draait alles om veiligheid. Bij een storing is er geen mogelijkheid om te stoppen. Daarom is redundantie essentieel. Bij auto’s is redundantie vaak een bijproduct, zoals bij vierwielaandrijving. Dat was niet de primaire reden om het toe te passen."

Is redundantie standaard in EV-motoren?

Bij de meeste elektrische voertuigen is redundantie geen ontwerpdoel op zich. Een voorbeeld is de vierwielaandrijving, waarbij een motor aan de voor- en achteras redundantie biedt. Dit is echter geen primaire veiligheidsmaatregel.

Productie: geïntegreerde oplossingen versus gespecialiseerde leveranciers

In de autowereld is efficiënte grootschalige productie vaak gebaseerd op het uitbesteden van onderdelen aan gespecialiseerde leveranciers. Dit kan echter leiden tot inefficiënties door interfaceproblemen tussen de verschillende onderdelen. Wagner: legt uit hoe Joby Aviation dit aanpakt:

"In een volwassen industrie zoals de auto-industrie is het efficiënt om systemen op te splitsen en uit te besteden aan leveranciers die elk onderdeel perfect beheersen. Het nadeel? De interface tussen die onderdelen creëert altijd inefficiënties. Wij hebben gekozen voor hooggeïntegreerde oplossingen zonder die productiepenalty."

Materialen: Permendur als gamechanger

Een voorbeeld van een materiaal dat in de luchtvaart interessant is, maar in de auto-industrie vaak te duur wordt geacht, is Permendur. Dit kobalt-ijzerlegering kost ongeveer tien keer zoveel als traditioneel motorstaal. Wagner::

"De prestatieverbeteringen zijn klein, maar voor de luchtvaart zijn ze significant genoeg om de hogere kosten te rechtvaardigen."

Zullen elektrische vliegtuigen net zo succesvol worden als elektrische auto’s?

Hoewel Wagner een vooruitstrevende denker is op het gebied van aandrijfsystemen, benadrukt hij dat de adoptie van elektrische vliegtuigen afhangt van verschillende factoren. Technologische vooruitgang, regelgeving en marktvraag spelen hierin een cruciale rol.