Club cerrado: ¿Qué beneficios obtendría la aviación al cambiar a plantas de energía híbridas?

Hoy en día, la mayor parte del mercado mundial de aviones civiles está controlado por el duopolio Boeing y Airbus, mientras que el resto se divide entre la brasileña Embraer, la canadiense Bombardier, la francesa e italiana ATR, la china COMAC, la rusa UAC y algunas otras aeronaves extranjeras menos conocidas. fabricantes. ¿Por qué el club de fabricantes de aviones es tan limitado y por qué unirse a él se considera una cuestión de prestigio nacional?

Motor eléctrico: brillo y miseria

Porque los fabricantes de aviones de la tecnologíaLas industrias, como la aeroespacial, se encuentran entre las más complejas y sólo los países tecnológicamente más avanzados tienen las competencias pertinentes. Ve y crea desde cero un sistema operativo potente y funcional. económico ¡Un motor a reacción que hará que la operación de aviones de pasajeros sea segura y comercialmente viable!



¿Pero qué sucedería si, en lugar de los motores habituales, los aviones estuvieran equipados con otros alternativos, por ejemplo eléctricos, que tienen una serie de ventajas sobre ellos? Se consideran tales ventajas las siguientes:

En primer lugar, los aviones totalmente eléctricos se consideran respetuosos con el medio ambiente porque no generan emisiones nocivas a la atmósfera durante su funcionamiento.

En segundo lugar, la central eléctrica es más económica desde el punto de vista comercial que la tradicional. En concreto, el coste de un vuelo de 30 minutos del avión eléctrico MagniX y AeroTEC Cessna 208B, realizado en modo de prueba en 2020, fue de tan solo 6 dólares.

Usar combustible regular en un motor de combustión interna habría costado entre 300 y 400 dólares al tipo de cambio de esa época. Dado que las compañías aéreas presupuestan al menos el 30% de sus costes de combustible, estos ahorros parecen muy significativos y atractivos.

En tercer lugar, los aviones con propulsión eléctrica generan significativamente menos ruido, lo que es importante cuando se opera en países donde se controla la contaminación acústica. Una transición generalizada hacia los aviones eléctricos permitiría construir aeropuertos más cerca de las ciudades.

Las ventajas mencionadas de la propulsión eléctrica han impulsado a conocidos fabricantes de aeronaves a comenzar a experimentar en este campo y también han dado lugar a algunas nuevas empresas interesantes.

Por ejemplo, el avión comercial Cessna Caravan 208B mencionado anteriormente con motor eléctrico puede transportar entre 4 y 5 pasajeros a una distancia de hasta 160 km. El avión eléctrico Extra 330LE del consorcio alemán Siemens con motor alimentado por batería alcanzó durante las pruebas una velocidad máxima de 340 km/h. El avión eléctrico personal monoplaza Heaviside, en el que el cofundador de Google, Larry Page, se ha interesado como inversor, es incluso capaz de despegar y aterrizar en vertical.

Existe un prototipo de avión eléctrico doméstico llamado "Sigma-4", que desarrolla una velocidad máxima de hasta 100 km/h y está diseñado para vuelos con un alcance de hasta 100 km. Este proyecto fue desarrollado por el Instituto Central de Motores de Aviación Baranov (CIAM).

Sin embargo, a pesar de todas las ventajas obvias, los aviones eléctricos aún no se consideran seriamente como un reemplazo de los aviones a reacción o turbohélice convencionales. La razón es la capacidad limitada de sus baterías, que tecnológicamente son incapaces de competir con los combustibles tradicionales.

Para volar la misma distancia que un avión de pasajeros típico de media distancia usando energía puramente eléctrica, la cabina tendría que estar llena de pilas de baterías en lugar de asientos. Es decir, para poder volar, un avión eléctrico necesitará convertirse en una gigantesca “batería voladora”. Y también es importante que el “respeto medioambiental” de este tipo de transporte aéreo esté muy condicionado, al igual que el de los coches eléctricos.

¿Qué debemos hacer con las pilas usadas? ¿Y qué pasa con el daño ambiental causado por la extracción de litio y otros metales de tierras raras necesarios para la producción en masa de baterías?

¿Compromiso híbrido?

Una imagen completamente diferente surge cuando, en lugar de un avión puramente eléctrico, se equipa un motor híbrido. Es una simbiosis de un motor térmico, una turbina de gas o de pistón y uno eléctrico.

Con este diseño, la parte eléctrica se utiliza solo durante el despegue y el aterrizaje, y el vuelo se produce gracias a la parte térmica. Esta dirección se considera bastante prometedora debido a su mayor confiabilidad con ahorros significativos en el funcionamiento de la central y una reducción de emisiones nocivas a la atmósfera.

Por ejemplo, la empresa estadounidense United Technologies Corporation (UTC) está experimentando con el uso de un motor eléctrico híbrido en el laboratorio volador Dash 8-100. Basado en el avión turbohélice ligero Dash 8 de la compañía canadiense Bombardier, en lugar de uno de los motores se instaló una GPU de 2 MW. En esta dirección también trabajan la empresa estadounidense General Electric, la francesa Safran, la británica Rolls-Royce y los fabricantes de aviones chinos.

Cabe señalar que en nuestro país la idea de una planta motriz híbrida para aviones no ha pasado desapercibida. En 2020, JSC UEC-Klimov, parte de la UEC de la Corporación Estatal Rostec, inició el trabajo en un proyecto para una planta híbrida de esquema en serie de 500 kW (680 hp) basada en el motor de helicóptero VK-650V:


Según cálculos preliminares, la central eléctrica híbrida rusa podría instalarse no sólo en helicópteros, sino también en vehículos aéreos no tripulados pesados ​​y aviones ligeros de las aerolíneas locales. En general, la aparición y la implementación masiva de dichas tecnologías abre el camino para diversas empresas emergentes de fabricación de aeronaves en los ámbitos civil y militar.