Atualmente, existem todos os dias mais de 100 mil aviões comerciais a cruzar os céus do planeta. Se a ideia é o mundo convergir em políticas amigas do ambiente, a aviação terá de dar o salto para tecnologias sustentáveis. Nesse sentido, a NASA começará em breve a fabricar um novo conceito de motor a jato para a próxima geração de aviões ultraeficientes, avançando oficialmente para a fase seguinte do projeto.
Como parte do objetivo da NASA de tornar a indústria da aviação mais sustentável, a agência está a desenvolver um pequeno núcleo para um motor turbofan híbrido-elétrico que poderá reduzir o consumo de combustível em 10% em comparação com os motores atuais.
O núcleo de um motor a jato é o local onde o ar comprimido é combinado com o combustível e inflamado para gerar energia. Ao reduzir o tamanho deste núcleo, é possível melhorar a eficiência do combustível e reduzir as emissões de carbono.
Projeto HyTEC: inovação e sustentabilidade
O projeto, denominado HyTEC (Hybrid Thermally Efficient Hybrid Core), visa demonstrar este núcleo compacto e preparar a tecnologia para ser adotada nos motores que equiparão as aeronaves da próxima geração na década de 2030. O HyTEC é um componente-chave da Parceria Nacional de Voo Sustentável da NASA.
Para atingir o seu ambicioso objetivo, o HyTEC está estruturado em duas fases:
- Fase 1: centrada na seleção de tecnologias de componentes para utilização no núcleo de demonstração.
- Fase 2: começa agora e os investigadores irão conceber, construir e testar um núcleo compacto em colaboração com a GE Aerospace.
Estamos a terminar a Fase 1 do HyTEC e a começar a acelerar a Fase 2. Esta fase culminará com um teste de demonstração do núcleo que comprovará a tecnologia para que possa ser adoptada pela indústria.
Disse Anthony Nerone, líder do HyTEC no Centro de Investigação Glenn da NASA em Cleveland.
A secção transversal de um típico motor a jato turbofan destaca partes do núcleo que o HyTEC irá trabalhar para fazer avançar. Estas incluem o compressor de alta pressão, o incinerador, a turbina de alta pressão e os componentes de extração de energia. | NASA
O fim do princípio
Antes de os investigadores poderem iniciar o processo de conceção e construção do núcleo, tiveram de explorar novos materiais inovadores para utilizar no motor. Após três anos de progressos notavelmente rápidos, os investigadores do HyTEC encontraram soluções.
Estivemos concentrados desde o primeiro dia. Começámos o projeto com determinados objetivos técnicos e métricas de sucesso e, até agora, não tivemos de mudar de rumo em relação a nenhum deles.
Explicou Anthony Nerone.
Para reduzir o tamanho de um núcleo mantendo o nível de impulso, o calor e a pressão têm de ser aumentados em comparação com os motores a jato normais utilizados atualmente. Isto significa que o núcleo do motor deve ser feito de materiais mais duráveis que possam suportar temperaturas mais elevadas.
Além da investigação de materiais, o projeto também explorou a aerodinâmica avançada e outros elementos técnicos fundamentais.
Progresso técnico e futuro do projeto
A Fase 2 baseia-se na Fase 1 para criar um núcleo compacto para testes no solo, a fim de demonstrar as capacidades do HyTEC.
A Fase 2 é muito complexa. Não se trata apenas de uma demonstração do núcleo. O que estamos a criar nunca foi feito antes e envolve a combinação de muitas tecnologias diferentes para formar um novo tipo de motor.
Disse Nerone.
As tecnologias testadas no programa HyTEC ajudarão a permitir um rácio de bypass muito mais elevado, a hibridização e a compatibilidade com combustíveis de aviação sustentáveis. O rácio de bypass descreve a relação entre a quantidade de ar que flui através do núcleo do motor e a quantidade de ar que sai do núcleo.
Ao diminuir o tamanho do núcleo e, ao mesmo tempo, aumentar o tamanho do turbofan que aciona, mantendo o desempenho de impulso, o conceito HyTEC utilizaria menos combustível e reduziria as emissões de carbono.
O HyTEC é parte integrante do nosso programa RISE. A GE Aerospace e a NASA têm uma longa história de colaboração para fazer avançar as mais recentes tecnologias de aviação. O programa HyTEC baseia-se nesta relação para ajudar a traçar o futuro de um voo mais sustentável.
Referiu Kathleen Mondino, GE Aerospace.
A hibridação e o futuro da aviação
Outra peça do puzzle é a hibridação. A capacidade híbrido-elétrica do HyTEC significa que o núcleo também será complementado por energia elétrica para reduzir ainda mais o consumo de combustível e as emissões de carbono.
Este motor será o primeiro motor híbrido-elétrico moderado e esperamos que seja o primeiro motor de produção para aviões comerciais a ser híbrido-elétrico.
Concluiu Anthony Nerone.
Caminhamos a passos largos de uma aviação hibrida e, quem sabe, num futuro não muito longínquo, totalmente elétrica.