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Airbus, Rolls-Royce e Siemens vão desenvolver demonstrador de voo híbrido-elétrico

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Concepção do E-Fan X

A Airbus, a Rolls-Royce e a Siemens estão colaborando no desenvolvimento de um demonstrador de voo de curto prazo, que descrevem como um passo importante na propulsão híbrida-elétrica para aeronaves comerciais. As três empresas fizeram o anúncio na Royal Aeronautical Society em Londres, Reino Unido.

O demonstrador de tecnologia híbrida-elétrica E-Fan X deverá voar em 2020, após uma campanha abrangente de testes terrestres, provisoriamente em um BAe 146 de testes, com um dos quatro motores de turbina a gás da aeronave substituído por um motor elétrico de 2MW. Serão feitas provisões para substituir uma segunda turbina a gás por um motor elétrico, uma vez que a maturidade do sistema tenha sido comprovada.

A Airbus será responsável pela integração geral, bem como pela arquitetura de controle do sistema de propulsão híbrido-elétrico e baterias, e sua integração com controles de vao. A Rolls-Royce será responsável pelo motor de turbo-eixo, gerador de 2MW e eletrônica de potência, enquanto também trabalha com a Airbus na adaptação do fan à nacele existente e ao motor elétrico da Siemens.

A Siemens entregará os motores elétricos 2MW e sua unidade de controle eletrônico de potência, bem como o inversor, conversor DC/DC e sistema de distribuição de energia. Isto segue a colaboração na E-Aircraft Systems House entre a Airbus e a Siemens, lançada em 2016, que visa o desenvolvimento e a maturação de vários componentes do sistema de propulsão elétrica e sua demonstração terrestre em várias classes de energia.

O demonstrador do E-Fan X irá explorar os desafios dos sistemas de propulsão de alta potência, como efeitos térmicos, gerenciamento de impulso elétrico, altitude e efeitos dinâmicos em sistemas elétricos e problemas de compatibilidade eletromagnética. O objetivo é avançar e amadurecer a tecnologia, o desempenho, a segurança e a confiabilidade, permitindo avanços rápidos na tecnologia híbrida-elétrica. O programa também visa estabelecer os requisitos para a futura certificação de aeronaves movidas eletricamente enquanto treinam uma nova geração de designers e engenheiros para trazer aviões comerciais híbridos-elétricos um passo mais perto da realidade.

“O E-Fan X é um passo importante no nosso objetivo de tornar o voo elétrico uma realidade no futuro previsível. As lições que aprendemos com uma longa história de demonstradores de voo elétrico, começando com o Cri-Cri, incluindo o e-Genius, E-Star, e culminando mais recentemente com o E-Fan 1.2, bem como os frutos da colaboração na E-Aircraft Systems House com a Siemens, abrirá caminho para um avião comercial de um único corredor híbrido que seja seguro, eficiente e econômico”, disse Paul Eremenko, diretor de tecnologia da Airbus. “Vemos a propulsão híbrida e elétrica como uma tecnologia atraente para o futuro da aviação”.

Paul Stein, Rolls-Royce, diretor de tecnologia, disse: “O E-Fan X nos permite construir nossa riqueza de expertise elétrica para revolucionar o voo e receber a terceira geração da aviação. Este é um momento emocionante para nós, pois esse avanço tecnológico resultará na Rolls-Royce criar o gerador de voo mais poderoso do mundo.

“A Siemens vem impulsionando a inovação em campos de tecnologia fundamental a toda velocidade”, disse Roland Busch, diretor de tecnologia da Siemens. “Em abril de 2016, abrimos um novo capítulo de mobilidade elétrica com a colaboração da Airbus. Construindo propulsão elétrica para aeronaves, estamos criando novas perspectivas para nossa empresa e também para nossos clientes e a sociedade. Com a parceria E-Fan X, agora damos o próximo passo para demonstrar a tecnologia no ar “.

FONTE: Aeropace Testing International

12 COMMENTS

  1. Se entendi corretamente, o motor elétrico será alimentado por um gerador com 2 MW de potência, por sua vez movido por uma turbina a gás! Então acho que não se trata a rigor de um híbrido QAV-elétrico, mas sim de um ‘QAV-gás’… E esse gás par alimentar a turbina, qual será? CNG (‘Compressed Natural Gas’)? E como será estocado na aeronave? Em algum vaso de pressão?… O sistema elétrico será alimentado exclusivamente pela turbina a gás?, ou terá alguma modalidade de ‘plug-in’? (acho que faz mais sentido esse último caso, com a turbina+gerador servindo para complementar a carga das baterias do sistema de propulsão elétrica…)

  2. André Luiz, creio que a matéria esteja simplesmente falando de motor a jato quando se refere a “turbina a gás”, termo que é mais comum quando se fala de propulsão naval mas que significa a mesma coisa.

    Fala-se turbina a gás porque o que gira a turbina (que é uma das partes do motor a jato) é o gás resultante da queima da mistura do combustível (querosene de aviação no caso dos aviões, óleo combustível no caso dos navios) com ar, feita na câmara de combustão. Se a turbina fosse girada por vapor (gerado numa caldeira ou reator) seria uma turbina a vapor, por exemplo.

    Então não se leva gás nos tanques do avião, é o combustível líquido de sempre mesmo. Só foi o caso de um termo técnico não muito usual pra se falar de motor a jato.

  3. Já está atrasado essa tecnologia híbrida.
    Se for movido a gás não faz muito sentido. Trocar QAV por gás…
    Também não entendi se será um motor a hélice ou “jato”.
    A eletricidade poderia produzir o mesmo efeito do QAV numa turbina a jato?
    Isso não precisa custar os olhos da cara.
    Nada será feito de ouro.
    Basta utilizar a base de conhecimento que têm, raciocinar, e por em prática.
    A solução dos problemas não é jogar 200 bilhões de euros, nem fazer motor de ouro.
    É algo simples desde que se utilize os conhecimentos adequados.

  4. Interessante isso. Provavelmente nos dias atuais algo como o B-36N pudesse se tornar realidade, embora eu ainda questione a viabilidade de um projeto assim.

    Vai ser interessante ver as soluções apresentadas no caso da matéria. Principalmente relativo ao peso.

  5. Muito interessante isso!
    Nunão, me ajuda um pouquinho… No esquema tem dizendo que tem um gerador na fuselagem do avião. Seria apenas o dínamo ou a fonte de energia mesmo estaria ali?
    Mesmo que tenha um outro motor movido por combustível fóssil pra gerar essa energia, isso ainda seria um avanço por se tratar apenas de uma etapa de teste. Vão fazer voar assim, com garantia do fornecimento da energia e melhorando todas as partes envolvidas continuamente, até ser aplicável comercialmente.
    Me ajude com mais informações sobre o funcionamento dessa belezinha…

  6. Delmo, na ilustração dá pra ver com clareza que o gerador está acoplado a um turbina a gás AE 2100.

    Abaixo, link com uma imagem desse tipo de motor AE 2100, que é mais conhecido por equipar o turboélice quadrimotor C-130J. Só não sei se a caixa de engrenagens é necessária no arranjo com o gerador, instalado na parte traseira da cabine conforme o esquema da matéria:

    http://www.aerospacemanufacturinganddesign.com/article/rolls-royce-2000-ae2100-engine-092215/

  7. Nonato,
    Deverá ser um “ducted fan”, que consiste em vários estágios de hélices contidas dentro de uma carenagem. Em regime subsônico não vejo nenhum impedimento na propulsão elétrica por meio de um ducted fan, mas a coisa complica num regime de voo supersônico. Aí só a movimentação do ar pelas hélices não proveria velocidade suficiente sendo ainda necessário a combustão.
    Mas como estamos falando de um avião subsônico…

    A esperança para um avião completamente elétrico no futuro repousa no desenvolvimento de baterias de alta densidade e na tecnologia de células de combustível ou de tecnologias exóticas (micro reator nuclear de fissão ou fusão, etc.). Até lá o jeito é ter uma turbina a gás (alimentada por querosene “líquida”) a bordo pra gerar eletricidade.
    Não está descartado sequer uma aeronave elétrica sem partes móveis, funcionando como a “esteira” do “Outubro Vermelho” que utilizava o conceito de propulsão MHD. A diferença é que seria necessário ionizar o ar para que ele possa ser “acelerado” (utilizando campos magnéticos??), o que não é preciso fazer com a água do mar que já é ionizada.

  8. Fernando “Nunão” De Martini 30 de novembro de 2017 at 16:20
    Ok, Nunão. Se o objetivo desse demonstrador é testar a integração dos sistemas de propulsão, e não ainda a economicidade da propulsão elétrica, então não há o impeditivo da potência elétrica para mover o ‘duct fan’ ser gerada por uma turbina movida a QAV convencional . E usar CNG num avião traria outros tantos problemas técnicos (peso dos vasos de pressão, etc…)

    Bosco 1 de dezembro de 2017 at 0:12
    No caso da tecnologia de células a combustível: o H2 tem maior densidade energética por massa que as baterias!, mas… esbarra-se no problema de que precisa ser armazenado a alta pressão, em tanques de materiais especiais (não sujeitos à corrosão pelo gás…) ou liquefeito em condição criogênica…! É isso que empata!

  9. André,
    Há muito tempo (numa galáxia muito distante. rsrs) li sobre o armazenamento do hidrogênio para as “células” num composto granulado (sólido). Falava-se que esse método iria revolucionar o conceito da “Tecnologia do Hidrogênio”. Nunca mais vi nada a respeito.
    Mas também há o fato das “células” não utilizarem só hidrogênio mas outros combustíveis que não são voláteis, como o etanol.

  10. André Luiz, percebi que você entendeu mas reforço outra vez, até para outros leitores, que o “gás” que aparece na matéria é só uma questão de terminologia de turbina a gás / motor a jato, não tem nada a ver com gás como combustível.

    O combustível para o motor a jato acoplado ao gerador elétrico, pelo que entendi da matéria, é querosene de aviação, o mesmo que alimenta os demais motores da aeronave.

    Duvido que em qualquer momento estejam cogitando levar gás como combustível em aeronave nesse caso. Mesmo porque combustível em aeronaves, do tipo mostrado, é armazenado nas asas, normalmente em tanques integrais. Imagine compatibilizar a estrutura de uma asa com vasos de pressão.

    Terminologia apenas.

    Toda essa história me fez lembrar de uma pessoa me perguntando, num evento aeronáutico muitos anos atrás, se a sigla Avgas escrita num tanque de abastecimento era gás para aviões…

  11. Só pra complementar o Nunão, o termo “turbina a gás” é para diferenciá-la de outros tipos de turbina que têm como fluido que a faz girar outros fluídos que não o gás formado na câmera de combustão pela queima do combustível . Esses outros fluídos podem ser a água (turbina hidráulica) e o vapor (turbina a vapor).

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