Aviones con motor eléctrico y propulsión híbrida

El pasado mes de febrero finalizó un proyecto centrado diseño, desarrollo y fabricación en serie de un sistema de propulsión híbrida para pequeñas aeronaves. Este sistema está pensado para impulsar la hélice en aviones con motor eléctrico. Con este sistema, la energía eléctrica se puede extraer de una batería (recargable durante el vuelo) o bien de un generador instalado a bordo alimentado con combustible.

Gracias a este proyecto, denominado  HYPSTAIR, se han diseñado los componentes del sistema de propulsión híbrida desde la fase conceptual. El tamaño y el diseño de los componentes se han ajustado al rendimiento y a la eficiencia energética del sistema de propulsión-fuselaje completo, y el prototipo de motor ya acabado se probó recientemente por primera vez en Ajdovščina, Eslovenia. El avión escogido para el primer vuelo de prueba fue suministrado por Pipistrel, empresa eslovena fabricante de aeronaves ligeras que ha coordinado el proyecto. Todos los componentes del tren de propulsión fueron creados por otro integrante del consorcio del proyecto, Siemens, líder mundial en equipos de propulsión eléctricos.

En las pruebas iniciales se acopló al motor una hélice de cinco palas y de bajas revoluciones por minuto. En la primera prueba de funcionamiento se ensayó toda la gama de potencia, desde la más baja hasta la más alta. Además, todos los componentes se diseñaron teniendo presente toda la normativa vigente en materia de certificación y seguridad aeronáutica.

El motor de 200 kW del proyecto HYPSTAIR representa el grupo propulsor eléctrico híbrido de mayor potencia que se haya fabricado hasta la fecha para el sector de los aviones con motor eléctrico. De hecho, genera una cantidad de potencia equivalente a la de los motores de aviación típicos. El motor directo de HYPSTAIR está diseñado para generar 200 kW durante el despegue y 150 kW a velocidad de crucero. Puede funcionar en modo totalmente eléctrico, empleando la batería, o solo con el generador, o bien en modo híbrido (aprovechando las dos opciones).

Las pruebas de HYPSTAIR son muy prometedoras, pero la tecnología actual de almacenaje de electricidad presenta limitaciones, motivo por el que el sistema de propulsión totalmente eléctrico no es adecuado para vuelos de largo recorrido. En consecuencia, el generador de a bordo brinda una opción de generación de energía eficiente desde el punto de vista del peso, pero no tan eficiente desde la perspectiva energética.

Con vistas a obtener un sistema de propulsión híbrida de gran capacidad, tanto el motor eléctrico como el generador se han diseñado con el objetivo de lograr densidades de potencia elevadas, para así reducir el peso del sistema de propulsión. De este modo se incrementa al máximo la carga útil del avión. También se puso especial cuidado en la eficiencia de los distintos componentes para aumentar en lo posible la eficiencia energética de la aeronave.

Concluido el proyecto, el objetivo es conseguir desarrollar varios aviones con motor eléctrico para poder probarlos en vuelo, con vistas, posteriormente, a comercializar una aeronave de propulsión híbrida. Los componentes desarrollados deberán obtener las certificaciones necesarias conforme a las normas pertinentes y, previsiblemente, harán posible que otros fabricantes de fuselajes y componentes eléctricos se adentren en el sector de las aeronaves de propulsión híbrida y eléctrica. Por tanto, el éxito de este proyecto contribuirá a inaugurar un sector completamente nuevo dentro de la aviación. La Unión Europea podría disfrutar de una clara ventaja comercial al definir los estándares e introducir —de forma pionera— los primeros diseños dirigidos de manera específica a este sector.

 

Redacción Electromovilidad (Fuente: HYPSTAIR Project)

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