Los aviones híbridos son casi una realidad

El desarrollo de tecnologías que apunten a la movilidad eléctrica, sean respetuosas con el medioambiente y resulten adecuadas para el sistema de transporte aéreo del futuro, es una de las prioridades del Centro Aeroespacial Alemán (DLR).

Proyecto SynergIE

Entre otras cosas, sus esfuerzos de investigación se centran en configurar nuevas aeronaves que tengan emisiones significativamente más bajas y un menor índice de contaminación acústica, pero que al mismo tiempo sean rentables. Por eso han puesto la mira en los sistemas de propulsión híbrido eléctricos.

El Ministerio de Economía alemán financia el SynergIE Proyect, gracias al que investigadores del DLR y sus socios Airbus, Bauhaus Luftfahrt y Rolls Royce han estudiado todo el sistema que conformará un avión híbrido eléctrico, con un límite de aproximadamente 100 pasajeros y que dependa de unidades de propulsión híbrido eléctricas distribuidas en las alas.

Electricidad y aerodinámica

Las alas de los aviones convencionales suelen estar sobredimensionadas, con el fin de lograr que la aeronave tenga un buen rendimiento al despegar y al aterrizar, pero la contrapartida es que, para poder volar necesitan tienen un consumo de energía excesivamente alto.

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Según las simulaciones de flujo de alta precisión que se han realizado con los nuevos modelos cuyas alas se han reducido en masa y tamaño, los sistemas de propulsión eléctrica permitirían que el empuje se distribuyese entre múltiples hélices de menor tamaño, lo que les proporcionará una aerodinámica más eficiente y una mayor sustentación.

Los investigadores optaron por una solución compuesta, que implica el empleo de diez motores eléctricos ubicados a lo largo del borde del ala, combinados con turbogeneradores que se instalarán en el fuselaje. Este diseño permite que las desventajas del peso de los motores se compensen con la disposición especial y optimizada de las hélices.

También han diseñado un estabilizador vertical más pequeño, obviamente más liviano y con un menor grado de resistencia, para este revolucionario concepto de motorización múltiple. Además de ser mucho más eficiente, la presencia de varios motores puede compensar el fallo de alguno, por lo que la aeronave tendría una mayor confiabilidad operativa.

Banco de pruebas y vuelos simulados

Durante el primer vuelo virtual que se realizó en el simulador de vehículos aéreos del DLR, los pilotos de prueba del Centro Aeroespacial pudieron evaluar por primera vez, las características y el comportamiento de la aeronave híbrido eléctrica, aunque lo hicieron en trayectos de corta distancia.

La aproximación al aterrizaje evidenció que la interacción aerodinámica entre las hélices y las alas, le da al vuelo de esta aeronave unas características muy particulares. Y aunque el estabilizador vertical y el timón son más pequeños, cuenta con un controlador de vuelo con rotación del eje vertical, que les aporta un empuje diferencial.

El proyecto SynergIE cuenta con ‘herramientas de simulación de software’ universales aplicables al diseño de futuras aeronaves, que empleen sistemas de propulsión eléctrico híbrido. Esto les permitirá tener una capacidad mayor a la hora de evaluar la industria y la investigación aérea, a nivel local y mundial.

Gracias al trabajo interdisciplinario que se ha llevado a cabo se ha conseguido una aerodinámica integrada entre las hélices y el ala, una estrecha interacción entre las diferentes cuestiones de mecánica y de control de vuelo y unas condiciones óptimas en cuanto a la aeroelasticidad y el contorno de la estructura.

Los investigadores, técnicos y científicos que trabajan en este proyecto de movilidad eléctrica, aseguran que van por el buen camino, pero que aún faltan por resolver varias cuestiones, como son la aeroacústica que se infiera de la distribución de las hélices o cómo optimizar el sistema de ‘flaps’, imprescindible para que la aeronave realice diferentes maniobras.

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