Airbus apresenta conceitos de aviões com zero emissões de carbono

A Airbus apresentou hoje (21/09) alguns conceitos de aeronaves com zero emissão de carbono. Estas utilizam propulsão híbrida ou elétrica, com novos conceitos aerodinâmicos.

Para tornar essa visão realidade, a Airbus está explorando aeronaves conceito revolucionárias, conhecidas como ZEROe, movidas a hidrogênio, uma tecnologia de emissão zero disruptiva com potencial para reduzir as emissões das aeronaves em até 50%.

À primeira vista, as três aeronaves “conceito” da Airbus recentemente reveladas oferecem pouco mais do que uma sensação de ideia conceito, mas uma em específico é similar aos conceitos atuais. Vamos ver um pouco mais sobre esses conceitos.

Para cumprir essa meta ambiciosa para 2035, a Airbus precisará lançar o programa de aeronaves ZEROe até 2025. Este prazo dá aos engenheiros da Airbus aproximadamente cinco anos para amadurecer todas as tecnologias de hidrogênio necessárias.

Nos próximos meses, estima-se que vários programas de demonstração de hidrogênio, que testarão células de combustível de hidrogênio e tecnologias de combustão de hidrogênio, serão formalmente lançados. Estima-se que um protótipo de aeronave em escala real seja demonstrado no final de 2020.

 

Turboélice

No conceito de aeronave turboélice a Airbus teve uma abordagem de fuselagem similar ao avião turbofan. No entanto, este conceito reserva algumas curiosidades no sistema de propulsão e na aerodinâmica.

Começando pela aerodinâmica, podemos observar um design de asa com um pequeno enflechamento no bordo de ataque, e alguns recortes estratégicos no bordo de fuga.


Na cauda é que observamos uma similaridade com outros conceitos do mercado, até mesmo fora da aviação.

Note o pequeno recorte no centro da asa traseira.

Resgatando algo atual, os carros de Fórmula 1 tem leves recortes na asa traseira, em alguns circuitos, este serve para diminuir o arrasto da asa, e no caso do carro, proporcionar uma melhor velocidade de reta.

No campo da propulsão há um sistema baseado em hidrogênio líquido. Na própria traseira do avião é possível observar um espaço vago, utilizado para armazenar o combustível.

Logicamente, os dois motores queimam hidrogênio, com um núcleo similar aos turboélices em uso atualmente. As hélices de seis pás proporcionam uma melhor tração, com aproveitamento superior da potência produzida.

A dificuldade é produzir algo capaz de queimar hidrogênio em escala comercial. Até os foguetes tem dificuldade de armazenar o combustível, fora o fato do mesmo ser bastante volátil e de fácil combustão.

Mais fácil fazer um conceito híbrido envolvendo baterias, que estão evoluindo a cada dia devido ao mercado de automóveis.

Por sua vez, a combustão do hidrogênio, juntamente com o oxigênio do ar atmosférico, forma vapor de água (H2O) na saída do motor. Por este motivo o conceito é chamado de “zero emissões” (de CO2 no caso).

 

Turbofan

Diferentemente do conceito para avião turboélice, a Airbus incorporou diversas novas ideias para aviões turbofan.

A mais notável é um modelo aerodinâmico diferente para o avião a jato. Nas asas observamos o conceito de diedro em 1/3, ou seja, o ângulo de inclinação se altera na parte final da asa.

A Airbus já testou no passado esse conceito, e até falou sobre utilizar em um substituto do Airbus A320neo. Você pode conferir mais Clicando Aqui.

A fuselagem também demonstra uma leve tendência a se aproximar do formato de gota, com uma frente de maior seção em comparação com a traseira. A gota tem o formato mais eficiente em termos aerodinâmicos.

Na traseira observamos a Airbus aplicando o mesmo conceito do turboélice, com recortes no estabilizador vertical para diminuir o arrasto, e consequentemente o consumo de combustível.

Utilizando o conceito do AlbatrossOne, e também da asa de fluxo laminar, é possível ganhar até 15% de eficiência nas novas aeronaves. Pela velocidade de cruzeiro apresentada nos projetos, estes já serão equipados com uma asa de fluxo laminar.

Assim como o turboélice, o avião turbofan, em seu conceito, é capaz de queimar hidrogênio nos motores, e reserva um espaço na parte traseira da fuselagem para o combustível.

Interessante notar que a Airbus continua apostando em motores tradicionais do tipo turbofan e turboélice, porém, queimando hidrogênio.

 

Avião-Asa

O conceito de avião-asa não é novo, várias fabricantes já falaram sobre esse assunto por diversas vezes, e a própria Boeing está testando esse conceito utilizando protótipos. A KLM assinou um acordo para desenvolver um conceito desse tipo junto com uma universidade.

Contudo, esta configuração apresenta um interior excepcionalmente amplo, abrindo assim várias opções para armazenamento e distribuição de hidrogênio. A aposta continua na propulsão tradicional, porém utilizando hidrogênio.

Neste exemplo, os tanques de armazenamento de hidrogênio líquido são armazenados sob as asas.

A grande vantagem do conceito de um avião-asa é o aproveitamento de espaço. Nas asas você pode alocar ao mesmo tempo passageiros e combustível, diminuindo a área frontal da aeronave em comparação com um “avião convencional”.

A favor do avião-asa, os engenheiros aponta que o conceito pode resultar em um menor arrasto da fuselagem, pela menor área frota e também pelas formas mais aerodinâmicas. O menor arrasto diminui consideravelmente o consumo de combustível da aeronave, principalmente nessas condições.

Pelo espaço aproveitado em uma melhor maneira, também há uma estimativa de redução de peso da aeronave, que também resulta em menor consumo de combustível, e menor potência máxima dos motores (consequentemente menor tamanho e menor arrasto).

Distribuição de assentos no avião-asa.

A dificuldade do projeto fica para a capacidade de pressurização. Até hoje não desenvolvemos aviões-asa totalmente funcionais, para uso comercial, devido ao problema de distribuição de forças ao pressurizar toda a fuselagem.

O mesmo problema surgiu no conceito do NMA, da Boeing, quando a mesmo queria apostar em uma fuselagem oval, com distribuição da força de pressurização de modo irregular durante o voo.

O consumo de combustível chega a ser até 20% menor, em comparação com um Airbus A350, o mesmo da imagem acima.

Além disso, o avião também precisa de um avançado controle Fly-By-Wire, visto que a falta de algumas superfícies de comando podem deixar o avião mais instável. O projeto do Bombardeiro B-2 envolve um avançado sistema de controle eletrônico, que evita excessos por parte dos pilotos, visto que a aeronave é naturalmente instável e reage fora da intuição do ser humano.

 

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