La Propulsión Eléctrica Distribuida Puede Marcar El Comienzo De Una Nueva Era De Vuelo

La propulsión eléctrica y el control digital pueden marcar el comienzo de una nueva era de vuelo

La NASA y sus socios comerciales están adaptando un modelo de avión privado estándar, el Tecnam P2006T, para que sea propulsado por múltiples hélices eléctricas repartidas por sus alas. Créditos: NASA

NASA Los científicos creen que la propulsión eléctrica distribuida marcará el comienzo de una nueva era de la aviación, lo que permitirá a los ingenieros hacer las cosas que han querido hacer durante 50 años.

Mark Moore imagina un mundo en el que aviones limpios y ágiles conquistan los atascos de las carreteras, donde los viajes diarios de dos horas, que agotan el alma, son reemplazados por un salto rápido por el cielo.

¿Qué avance de la aviación podría hacer posible un mundo así? Un concepto potencialmente revolucionario con un nombre que suena mundano: propulsión eléctrica distribuida.

Los motores eléctricos ultraeficientes y livianos y las mejoras en la tecnología y la autonomía de las baterías se combinarán para crear una nueva era dorada de la innovación en la aviación, predice Moore.

“En las décadas de 1940, 50 y 60, se produjeron fantásticos avances en la tecnología aeroespacial a un ritmo rápido”, dijo Moore, en una charla de la serie Langley Colloquium de la NASA titulada “La era venidera de la propulsión eléctrica distribuida para la aviación y lo que significa”. “

“Si estás celoso, creo que estamos a punto de volver a entrar en ese tipo de años”, dijo Moore a su audiencia, “precisamente por la propulsión eléctrica distribuida y la autonomía”.

Aventuras de X-Plane

Durante 30 años, Moore ha diseñado conceptos de aviones avanzados para la NASA, concentrándose principalmente en vehículos más pequeños. En NASA Langley, ahora está desarrollando el X-Plane de tecnología de propulsión eléctrica convergente.

A través de ese proyecto y otros, los investigadores de la NASA están aprendiendo cómo aprovechar la libertad que brinda la propulsión eléctrica, dijo Moore. Uno de los encantos de la propulsión eléctrica es la capacidad de trabajar en casi cualquier escala.

“Cualquiera que sea el tamaño de esos motores eléctricos … se obtiene alta eficiencia, alta confiabilidad y una increíble compacidad”, dijo. “Ya sea con un caballo de fuerza, 10 caballos de fuerza, 100 caballos de fuerza o 1,000 caballos de fuerza, esas características siguen siendo ciertas. No importa qué tan grandes o pequeños sean los motores “. Ese no es el caso de los motores de turbina o de combustión interna existentes.

La flexibilidad de tamaño permite a los diseñadores colocar hélices en lugares de la aeronave que antes no eran posibles, con el objetivo de crear una aeronave más ágil y capaz. Debido a que son eléctricos, los motores se pueden controlar digitalmente para trabajar en estrecha armonía con otros sistemas de aeronaves. Agregar control autónomo haría posibles nuevas capacidades.

“La propulsión eléctrica distribuida nos permite hacer cosas que hemos querido hacer durante 50 años”, dijo Moore en una entrevista antes de su charla.

Por ejemplo, muchos experimentos con lo que se llama despegue y aterrizaje vertical, o VTOL, han obtenido resultados mediocres. Diseñar un avión que pueda despegar como un helicóptero y luego volar hacia adelante con alas como un avión, es difícil, dijo Moore. La propulsión eléctrica hace que los diseños de aeronaves VTOL nuevos y prometedores no solo sean posibles, sino también factibles para su uso en el transporte civil.

Estos diseños tienen el beneficio adicional de ser amigables con el medio ambiente en términos de consumo de combustible y ruido.

Probando la tecnología

Estas ideas ya han saltado de la mesa de dibujo a la pasarela.

A principios de este año, investigadores de la NASA Langley probaron un prototipo pilotado de forma remota llamado Greased Lightning GL-10. Greased Lightning, con una envergadura de 10 pies y 10 rotores eléctricos alimentados por baterías, pasó con éxito de vuelo estacionario a vuelo hacia adelante con alas durante las pruebas en Fort AP Hill en Virginia. Un video de YouTube que documenta ese vuelo ha sido visto más de un millón de veces.

El propio proyecto de Moore es SCEPTOR, que significa Investigación de operaciones de tecnología de propulsión eléctrica convergente escalable. Equipos de NASA Langley y NASA Armstrong Flight Research Center se han asociado con las empresas de California Empirical Systems Aerospace y Joby Aviation para impulsar los conceptos de propulsión eléctrica hacia adelante lo más rápido posible.

La NASA y sus socios comerciales están adaptando un modelo de avión privado estándar, el Tecnam P2006T, para que sea propulsado por múltiples hélices eléctricas repartidas por sus alas.

El proyecto, con un costo de $15 millones durante tres años, tiene como objetivo mostrar cómo el nuevo sistema de propulsión cambia lo que puede hacer un avión.

“Podemos hacer comparaciones exactas para ver qué nos está dando esta tecnología”, dijo Moore.

El proyecto tiene como objetivo demostrar que operar la versión eléctrica del Tecnam requiere de tres a cinco veces menos energía durante la parte de crucero de alta velocidad de un vuelo.

El objetivo es producir un concepto de aeronave que sea aprovechado por la industria y adoptado por los primeros usuarios. El éxito en el mercado de aviones privados allanaría el camino para que la tecnología se expandiera a aviones comerciales de pasajeros más grandes.

Una vez que se haya probado el concepto, Moore cree que las aerolíneas podrían poner en funcionamiento la propulsión eléctrica para sus rutas de cercanías más cortas en cuatro años. La promesa de menores costos operativos alentaría el cambio.

El alcance sigue siendo un problema con la nueva tecnología. Las baterías actuales permitirían que un avión eléctrico vuele unos 370 kilómetros (230 millas).

“Queremos conseguir propulsión eléctrica distribuida hasta los aviones regionales”, dijo Moore. “Esta es una tecnología única y poderosa, ya que puede servir para muchas misiones diferentes”.

Movilidad bajo demanda

Los aviones personales son otra aplicación de la tecnología, pero Moore no utiliza el término “coche volador”.

“Lo que me importa mucho más es lo que llamo movilidad bajo demanda”, dijo. “Esa es la capacidad de todos para tener interacciones diarias con la aviación que hacen que sus vidas sean mejores y más productivas”.

Ya sea a través de un pequeño vehículo aéreo no tripulado que entrega un paquete, o un avión de pasajeros eléctrico que es más barato, más confiable y más fácil de aterrizar en un entorno cercano a hogares y empresas, la movilidad bajo demanda tiene el potencial de cambiar la sociedad para mejor. él dijo.

Y no le preocupa que los atascos en las carreteras algún día sean reemplazados por atascos en los cielos.

“Es el problema del huevo y la gallina, ¿verdad? Si desarrollamos este tipo de vehículos, esa sería la génesis para resolver el otro problema ”, dijo Moore. “Pero nunca va a resolver este otro problema si todo lo que tiene alrededor son aviones de aviación general de 30 años que la mayoría de nosotros no podemos volar”.

Moore cree que el futuro del vuelo ha llegado al porche delantero y está llamando.

“El matrimonio de un sistema de propulsión digital con autonomía es donde se abren las puertas para poder realizar misiones completamente nuevas, con tipos de aviones completamente nuevos”.

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