A NASA e a GE Aerospace anunciaram um marco para a aviação ao concluir com sucesso a demonstração em voo de um sistema de propulsão híbrido-elétrico de classe megawatt, tecnologia que poderá contribuir para o desenvolvimento de uma nova geração de aeronaves mais eficientes e com menor consumo de combustível.
O motor foi instalado em uma aeronave Saab 340B e fez sua estreia pública durante o Farnborough International Air Show, no Reino Unido.
Antes da apresentação, o sistema já havia realizado uma série de voos de teste que estabeleceram dois recordes: tornou-se o primeiro avião com propulsão híbrido-elétrica a voar acima de 30 mil pés de altitude — faixa utilizada por aeronaves comerciais de passageiros — e completou o mais longo voo já realizado nesse modo de operação, permanecendo no ar por mais de duas horas.
Segundo a NASA, os testes representam o resultado de anos de pesquisas conduzidas em parceria com a GE Aerospace e outras empresas do setor.
“Essa conquista reflete o que a NASA faz de melhor na aeronáutica: exploramos possibilidades ousadas, validamos essas ideias por meio de pesquisas e testes rigorosos e trabalhamos com a indústria para transformar avanços tecnológicos em soluções que tragam valor real para o povo americano”, afirmou Laurie Grindle, diretora da Divisão de Aeronáutica da Diretoria de Missões de Pesquisa e Tecnologia da NASA.
Tecnologia combina motores elétricos, turbina e armazenamento de energia
- O sistema híbrido-elétrico integra motores elétricos, uma turbina a gás e capacidade de armazenamento de energia em um único conjunto;
- A tecnologia foi projetada para demonstrar que é possível impulsionar aeronaves do porte de jatos regionais reduzindo o consumo de combustível e os custos operacionais sem comprometer o desempenho;
- De acordo com a NASA, os conhecimentos obtidos durante o projeto deverão ser aplicados ao desenvolvimento de futuras gerações de sistemas híbridos destinados à aviação comercial, contribuindo para reduzir os custos das companhias aéreas.
Na configuração utilizada nos testes, o lado direito da aeronave Saab 340B foi modificado para receber o sistema híbrido-elétrico dentro de uma nacele invertida, solução escolhida para aumentar a ventilação dos componentes.
O conjunto reúne motores-geradores, conversores de potência, inversores, controladores, caixas de engrenagens da Avio Aero, hélices Dowty, trocadores de calor da Unison, sensores de torque, chicotes elétricos e um motor CT7 desenvolvidos pela GE Aerospace. As baterias foram fornecidas pela BAE Systems, enquanto a Aurora Flight Sciences, subsidiária da Boeing, desenvolveu a nacele completa.
Primeiro voo acima de 30 mil pés
Os voos históricos foram realizados nos Estados Unidos com pilotos da GE Aerospace e da BETA Technologies.
Posteriormente, pilotos da BETA levaram a aeronave até o Reino Unido para o Farnborough Air Show, operando o sistema híbrido-elétrico em todas as etapas da travessia.
Segundo H. Lawrence Culp Jr., presidente e CEO da GE Aerospace, o feito representa um momento histórico para a indústria.
“O primeiro voo híbrido-elétrico em alta altitude da história da aviação é um feito digno dos livros. A GE Aerospace é grata à NASA, à BETA Technologies e à Boeing pela colaboração para acelerar a tecnologia híbrido-elétrica e atender às necessidades dos clientes por maior eficiência, durabilidade e alcance.”
Durante o evento aéreo, também estão previstas demonstrações públicas diárias da aeronave, além de exposição estática para os visitantes.
Projeto reúne NASA, GE, Boeing e BETA Technologies
A iniciativa faz parte do projeto Electrified Powertrain Flight Demonstration (EPFD), da NASA. Os trabalhos aproveitaram anos de pesquisas conduzidas inicialmente pelo programa EPFD e atualmente pelo projeto Subsonic Vehicle Technologies and Tools, ambos da agência espacial estadunidense.
Ao longo desse período, centenas de pesquisadores atuaram em diferentes centros da NASA em parceria com a GE Aerospace e diversas empresas do setor. A BETA Technologies participou como integradora dos sistemas, enquanto a Boeing colaborou por meio da Aurora Flight Sciences.
Segundo Kyle Clark, fundador e CEO da BETA Technologies, os testes mostraram ganhos importantes para futuras aplicações.
“Esse sistema híbrido-elétrico melhorou o desempenho em altas altitudes e a capacidade de subida, ao mesmo tempo em que criou um laboratório voador para orientar todos os projetos híbridos futuros. A equipe da GE Aerospace trouxe rigor em projeto, testes e operação. As campanhas de testes em solo e em voo, culminando com um voo através do Atlântico Norte, representam o primeiro de muitos marcos importantes para essa tecnologia.”
Graham Drozeski, diretor de tecnologia da Aurora Flight Sciences, afirmou que o projeto permitiu integrar, pela primeira vez, um sistema de propulsão eletrificado de alta tensão a uma aeronave operando em altitudes comerciais. “Juntos, demos um passo significativo na tecnologia híbrido-elétrica.”
Mais de 15 anos de pesquisas
Segundo a NASA, o sucesso dos testes representa a culminação de mais de 15 anos de pesquisas voltadas ao desenvolvimento de sistemas híbridos para grandes aeronaves.
Enquanto pequenos aviões e drones elétricos se tornaram cada vez mais comuns nos últimos anos, adaptar esse tipo de tecnologia para aviões de passageiros e cargueiros sempre representou um desafio muito maior devido à enorme quantidade de energia necessária.
Há mais de uma década, quando a agência começou a estudar sistemas híbridos, até mesmo utilizar motores elétricos apenas para complementar parte da potência exigida parecia um objetivo distante.
Durante aproximadamente sete anos, a NASA realizou pesquisas preliminares em parceria com pequenas empresas e outros colaboradores para avaliar obstáculos tecnológicos e a viabilidade comercial da proposta.
Nesse período, os pesquisadores trabalharam para superar limitações relacionadas à geração de potência, gerenciamento térmico, tecnologia de baterias e integração entre motores, sistema elétrico e aeronave.
Por meio do programa EPFD, NASA e GE Aerospace também conseguiram desenvolver sistemas mais leves e eficientes, reduzindo significativamente o tamanho de diversos componentes.
Instalações da NASA ajudaram a validar tecnologia
Os testes utilizaram diversas instalações da agência espacial. Em 2022, a GE Aerospace avaliou uma versão integrada do sistema de propulsão no Electric Aircraft Testbed, localizado na instalação Neil A. Armstrong da NASA, em Sandusky, Ohio (EUA).
O centro permitiu simular condições de voo em altitudes de até 45 mil pés, faixa semelhante à utilizada por aeronaves comerciais de corredor único.
Depois dessa etapa, foram incorporados motores elétricos, conversores de potência, hélices e um motor comercial da GE Aerospace, seguidos por novos testes em solo e, posteriormente, pelos voos experimentais.
Para Ralph Jansen, engenheiro aeroespacial do Centro de Pesquisas Glenn da NASA, o momento marcou a conclusão de um longo trabalho. “Essa é a culminação de mais de 15 anos de trabalho e fizemos isso porque terá impacto em aeronaves que ajudarão a reduzir o consumo de energia e beneficiarão empresas estadunidenses e o público.”
Ele destacou que o projeto nasceu de uma visão considerada improvável. “Trata-se de ter uma visão na qual ninguém acredita que seja possível e depois realizar o trabalho necessário de pesquisa e desenvolvimento para transformá-la em realidade.”
Ao assistir ao voo, Jansen afirmou ter se emocionado. “Tenho que dizer que fiquei bastante emocionado ao vê-lo voar. Foi simplesmente incrível.” Segundo ele, o aspecto mais positivo foi justamente a naturalidade da operação. “É exatamente como um avião comum, e provavelmente essa é a melhor parte de tudo.”
Próximas gerações de motores
A GE Aerospace afirma que a tecnologia híbrido-elétrica poderá ser aplicada em futuras arquiteturas de motores, incluindo projetos compatíveis com diferentes tipos de combustíveis e conceitos avançados como o Open Fan.
Durante os testes, o sistema elétrico auxiliou no acionamento da hélice e também gerou energia para recarregar as baterias.
A empresa destaca que o desenvolvimento também faz parte da evolução tecnológica do programa CFM RISE, lançado em 2021, que reúne aproximadamente 500 campanhas de testes e mais de três mil ciclos de resistência envolvendo tecnologias, como motores Open Fan, núcleos compactos e sistemas híbrido-elétricos.
Segundo Mohamed Ali, presidente e CEO da divisão de Motores Comerciais e Serviços da GE Aerospace, os resultados demonstram o potencial da tecnologia para a próxima geração de aeronaves.
“As tecnologias híbrido-elétricas são duráveis e eficientes. Ao operar um sistema híbrido-elétrico em altitudes jamais alcançadas anteriormente, estamos demonstrando aos nossos clientes e à indústria as capacidades avançadas que podemos oferecer para aeronaves da próxima geração com tecnologias já disponíveis.”
O post Avião híbrido-elétrico da NASA alcança feito inédito e pode mudar a aviação apareceu primeiro em Olhar Digital.