Enquanto o mundo dos carros está rapidamente indo em direção à tecnologia híbrida, os aviões ainda estão na fase de otimização dos seus motores, os grandes aviões estão em uma situação melhor, porém os pequenos aviões sofrem com a falta de atualização dos seus motores a pistão, que funcionam da mesma forma há décadas.

Mas o novo planejamento da GE Aviation é revolucionar esse setor a partir de uma tecnologia de propulsão híbrida, dois experimentos já foram apresentados pela empresa desde 2015, e as negociações para uso das tecnologias estão avançando à medida que as empresas ficam convencidas da confiabilidade e vantagens dos motores híbridos.

Anteriormente a Honeywell e a Rolls-Royce saíram na frente em relação ao desenvolvimento dessa tecnologia, a Rolls-Royce pegou um pouco de experiência na área elétrica, através da parceria com a Airbus para desenvolver o E-Fan, um avião de pequeno porte totalmente propulsionado por dois motores elétricos.

A Siemens também está avançando e desenvolveu um motor elétrico para aviões com 260 KW de potência e apenas 50 kg (foto acima). Esse avanço possibilitou que a Siemens ganhasse a dianteira da competição, fazendo parcerias com a Airbus para iniciar pesquisas em motorização híbrida para aeronaves regionais, vale lembrar que a Airbus comanda o braço regional ATR, uma empresa famosa pelas aeronaves ATR 42 e 72.

O motor elétrico mais potente para uma aeronave comercial, feito pela Siemens, tem apenas 50kg e 260 KW (~340 cv) de potência. Entre suas inovações está a nova liga feita para o estator em cobalto-ferra, fora uma montagem especial dos ímãs que contribui para jogar o fluxo para um só lado. O arrefecimento é feito por fluidos e a estrutura que liga o motor à hélice teve redução de quase 6kg em seu peso anterior.

Já a Rolls-Royce está desenvolvendo um motor de 1 MW em parceria com a Honeywell para propulsionar o Aurora Flight Sciences XV-24A, um avião avançado para a Agência de Projetos de Pesquisa Avançada de Defesa dos EUA.

A GE Aviation vai usar a ampla capacidade de energia das outras subsidiárias para focar na integração entre duas principais características para uma motorização híbrida, alta capacidade de geração de energia (com pouco uso de potência) e novos motores elétricos super-eficientes.

O projeto da GE já começou grande, a fabricante modificou um motor F110 para funcionar como um gerador “a reação”, acoplando um gerador eólico que literalmente rouba o ar de escape do motor, assim é possível gerar 1 MW de energia, que é armazenada em baterias e depois enviada para um motor que também terá 1 MW.

O motor elétrico de 1 MW ainda está sendo desenvolvido pela GE. Para ter noção, 1 megawatt de energia elétrica é equivalente a 1341 cv, ainda é ruim, pois o motor F110 gera um empuxo equivalente a 44300 cv.

Isso prova que os grandes motores a reação ainda são bem eficientes em conversão de energia para propulsão própria, e as empresas ainda precisam desenvolver melhor um método de roubar toda essa energia de propulsão.

Depois de gerar a energia elétrica, a GE também demonstrou um motor elétrico avançado projetado pelo centro de pesquisa da empresa em um projeto separado, de acordo com o white paper da GE. O motor de 1 MW conduziu uma hélice projetada por Dowty, outra subsidiária da GE.

Quando acoplado com um gerador de gás, um sistema de propulsão híbrido poderia produzir o mesmo impulso que uma versão grande do motor turbopropulsor PT6A da Pratt & Whitney Canada, melhorando as perspectivas dessa tecnologia para aeronaves de pequeno porte.

Enquanto isso, a GE em 2013 abriu um Centro de Sistema Integrado de Energia Elétrica de US$ 51 milhões (EpisCenter) em Dayton, Ohio. A instalação é dimensionada para testar sistemas de energia elétrica que variam de 500kW a 2,5MW, em consumo e geração de energia.

Aplicação Militar

Assim como postado ontem aqui no site, essa tecnologia ainda é útil, a potência roubada do motor é de apenas 1300 cv (~1 MW), enquanto o motor tem mais de 44000 cv, isso será usado para desenvolver novas formas de armas a base de laser, visto que 1 MW é o suficiente para um laser básico de alta potência, capaz de aquecer um alvo com radiação.

Vale lembrar que o motor F110 é usado para propulsionar o Boeing F-15 e o Lockheed Martin F-16, dois aviões militares de caça, a aeronave ideal para implementar armas de laser.

Mas motores a reação de grande porte já têm a potência alterada por causa de seus geradores, em um Boeing 787 equipado com motores GE GEnx os seis geradores podem tomar até 1,4 MW de potência do motor, transformando o mesmo em energia elétrica. O Boeing 787 é um bom exemplo, pois substituiu maioria dos sistemas pneumáticos por sistemas de acionamento eletro-hidráulico, ou totalmente elétrico, como o aquecimento dos tubos de pitot.

O projeto da Airbus

Tom Enders e Joe Kaeser, CEOs da Airbus e Siemens, lançaram um projeto conjunto com o objetivo de demonstrar a viabilidade técnica de vários sistemas de propulsão elétricos e híbridos até 2020. As empresas acreditam que, até 2030, aviões de passageiros abaixo de 100 assentos vão poder ser impulsionado por sistemas de propulsão híbridos.

O projeto da Boeing

No futuro, a indústria da aviação está contemplando a viabilidade de sistemas híbridos de energia elétrica para uma ampla gama de aeronaves, incluindo as de até 150 assentos.

A Airbus delineou um roteiro tecnológico que leva a um demonstrador elétrico híbrido de tamanho pequeno em cerca de 20 anos. Enquanto isso, a Boeing juntou-se à JetBlue Technology Ventures para financiar o Zunum Aero, que é uma aeronave executiva híbrida-elétrico e um jato regional de 50 lugares para voar no início dos anos 2020.