La NASA, junto a industrias del sector aeroespacial como General Electric, trabajan en un nuevo motor a reacción que incluye hélices exteriores y mecanismos centrales similares a los de una turbina, todo ello como parte del proyecto HyTEC.
El concepto artístico que se muestra en el render que ilustra esta nota, muestra un motor a reacción de núcleo pequeño instalado en un motor a reacción CFM RISE de GE Aerospace. El núcleo pequeño, más eficiente en cuanto al consumo de combustible, impulsa un turbofán abierto de gran tamaño, que aumenta la eficiencia.
El proyecto forma parte de la Alianza Nacional de Vuelo Sostenible de la NASA, para contribuir con la próxima generación de aviones de pasajeros ultraeficientes.
El objetivo de la NASA y la industria es desarrollar un núcleo pequeño para un motor a reacción turbofán híbrido-eléctrico que podría reducir el consumo de combustible en un 10 % en comparación con los motores actuales.
El núcleo de un motor a reacción es el lugar donde el aire comprimido se combina con el combustible y se enciende para generar energía. El concepto es que si se reduce el tamaño del núcleo se puede mejorar la eficiencia del combustible y reducir las emisiones de carbono. El programa HyTEC es un componente clave de la Alianza Nacional de Vuelos Sostenibles de la NASA.
Para lograr su ambicioso objetivo, HyTEC está estructurado en dos fases:
La fase 1, que está finalizando, se centró en la selección de las tecnologías de componentes que se utilizarán en el demostrador del núcleo.
La fase 2, que comienza ahora, verá a los investigadores diseñar, construir y probar un núcleo compacto en colaboración con GE Aerospace.
«La fase 1 de HyTEC está llegando a su fin y estamos acelerando la fase 2», dijo Anthony Nerone, quien dirige HyTEC en el Centro de Investigación Glenn de la NASA en Cleveland. «Esta fase culminará en una prueba de demostración del núcleo que ensaya la tecnología para que pueda pasar a la industria».
Un avance rápido
Antes de que los investigadores pudieran comenzar el proceso de diseño y construcción del núcleo, tuvieron que explorar nuevos materiales innovadores para usar en el motor. A lo largo de tres años de progreso constante, los investigadores de HyTEC encontraron soluciones muy importantes. “Hemos estado muy concentrados desde el primer día. Comenzamos el proyecto con ciertos objetivos técnicos y métricas para el éxito y, hasta ahora, no hemos tenido que cambiar el rumbo de ninguno de ellos”, dijo Nerone.
Para reducir el tamaño de un núcleo manteniendo el mismo nivel de empuje, el calor y la presión deben aumentar en comparación con los motores a reacción estándar que se utilizan hoy en día. Esto significa que el núcleo del motor debe estar hecho de materiales que puedan resistir temperaturas más altas.
Además de realizar investigaciones sobre materiales, el proyecto también exploró la aerodinámica y otros elementos técnicos clave.
Lo que viene a continuación
En la Fase 2 se trabajará para crear un núcleo compacto para pruebas en tierra que demuestren las capacidades de HyTEC.
“La Fase 2 es muy compleja. No es sólo una demostración del núcleo”, dijo Nerone. “Lo que estamos creando nunca se ha hecho antes, e implica muchas tecnologías diferentes que se unen para formar un nuevo tipo de motor”.
Las tecnologías probadas en el programa HyTEC posibilitarán una relación de derivación mucho mayor, la hibridación y serán compatibles con combustibles de aviación sostenibles.
La relación de derivación describe la relación entre la cantidad de aire que fluye a través del núcleo del motor en comparación con la cantidad de aire que pasa por el núcleo para circular a su alrededor. Al reducir el tamaño del núcleo y aumentar el tamaño del turbofán que alimenta (manteniendo la misma potencia de empuje), el concepto HyTEC consumiría menos combustible y reduciría las emisiones de carbono.
Otra pieza del rompecabezas es la hibridación. La capacidad híbrida-eléctrica de HyTEC significa que el núcleo también se verá reforzado por energía eléctrica para reducir aún más el uso de combustible y las emisiones de carbono.
“Este motor será el primer motor híbrido-eléctrico suave y, con suerte, el primer motor de producción para aviones de pasajeros que sea híbrido-eléctrico”, afirmó Nerone.
“Estamos desarrollando sistemas de propulsión de última generación para aviones comerciales de próxima generación con un objetivo importante: impulsar los esfuerzos de la industria para mejorar la eficiencia y reducir las emisiones en comparación con los motores de aeronaves actuales”, afirmó Arjan Hegeman, gerente general de tecnologías de vuelo del futuro en GE Aerospace.
Este año GE Aerospace planea contratar a más de 900 ingenieros, lo que refleja el esfuerzo de la compañía con el fin de respaldar los programas de motores de aeronaves y desarrollar nuevas tecnologías para el futuro de los vuelos.
Fuente: NASA (John Gould, Aeronautics Research Mission Directorate) y GE.
