Hace unos años, Honeywell anunció su entrada en el mundo de la aviación híbrida-eléctrica. El primer diseño de la compañía fue un turbogenerador que combinó un motor de helicóptero HTS-900 con dos generadores capaces de alimentar múltiples motores eléctricos para facilitar el futuro de la aviación, ya sea cumpliendo con los requisitos de los vehículos UAS/UAM de despegue y aterrizaje vertical, ampliando la autonomía de las aeronaves existentes o ayudando a los operadores a ser más ecológicos. Desde entonces, se ha avanzado mucho en investigación y desarrollo. Recientemente, Honeywell presentó un turbogenerador de nueva generación, capaz de producir 1 megavatio de energía eléctrica continua.
A continuación, ARMKT reproduce un cuestionario de Honeywell que es muy útil para informarse sobre la actualidad de la aviación eléctrica.
- ¿Y el peso? ¿No son estos turbogeneradores y motores extremadamente pesados?
Las preguntas sobre el peso son las más frecuentes al hablar de propulsión híbrida-eléctrica, y con razón. Cualquiera en la industria sabe que el peso es un factor crucial tanto en aeronaves tradicionales como en las futuras. Es cierto que un cambio directo no tiene sentido en algunas aeronaves tradicionales. Por ejemplo, reemplazar un motor Cessna Grand Caravan EX tradicional por un turbogenerador no ofrecería grandes ventajas. Sin embargo, para aeronaves VTOL que buscan optimizar la seguridad y aumentar la maniobrabilidad mediante propulsión distribuida, puede ser una opción fantástica. ¿Por qué? Porque hace que la aeronave no solo sea más silenciosa, sino también más ligera que si se utilizara distribución mecánica de potencia, una capacidad crucial para muchos de estos diseños.
Otro aspecto importante a tener en cuenta: Las soluciones de energía híbrida-eléctrica no son una solución universal. Dependen de los requisitos de diseño y rendimiento, es decir, de la función prevista de la aeronave. Honeywell cuenta con herramientas propias para dimensionar el sistema de propulsión y alcanzar los objetivos de autonomía deseados. Con un sistema dimensionado correctamente, las herramientas permiten una combinación rentable para diversas arquitecturas de propulsión, desde motores de turbina tradicionales hasta configuraciones totalmente eléctricas, incluyendo todas las configuraciones híbridas intermedias. Todas nuestras soluciones se pueden personalizar según los requisitos específicos de cada aeronave. Algunas utilizan una hélice de propulsión tradicional combinada con una hélice accionada por motor eléctrico, con el motor dimensionado adecuadamente para satisfacer todas las necesidades de energía. Otras se acercan más a la energía «totalmente eléctrica» e incorporan baterías, además de generadores y motores.
- ¿Son realmente más ecológicos los sistemas híbridos-eléctricos?
Otra pregunta frecuente que recibimos es sobre cuán «ecológica» es realmente esta tecnología. De nuevo, esto depende del diseño específico. Si un fabricante de aeronaves opta por incorporar una segunda fuente de «combustible» (es decir, pilas de combustible, baterías), entonces sí, es absolutamente más «ecológico» que el combustible para aviones puro. Con múltiples fuentes de energía, cada una puede dimensionarse para maximizar el rendimiento, lo que permite un motor más pequeño con menor consumo de combustible. Un ejemplo de esto en el mundo automotor es el Toyota Prius o cualquier otro vehículo híbrido.
- ¿Esta tecnología no ha sido probada?
La tecnología híbrida-eléctrica ha sido probada exhaustivamente durante décadas. Honeywell fabrica generadores y motores de turbina para aeronaves desde la década de 1940. Nuestros motores tienen más de 100 millones de horas de servicio y se encuentran actualmente en la mayoría de las aeronaves comerciales y plataformas de helicópteros de todo el mundo.
Hemos mejorado significativamente estas mismas tecnologías y las hemos combinado en nuestros sistemas híbridos, por lo que no son realmente «nuevas». Simplemente se utilizan de una forma nueva.
- ¿Tienen los híbridos eléctricos una vida útil corta? ¿No se agotarán las baterías rápidamente?
Por diversas razones, la suposición de que la energía híbrida-eléctrica basada en turbogeneradores es simplemente un paso rápido hacia los diseños totalmente eléctricos es simplemente errónea. Tomará años, si no décadas, que el almacenamiento eléctrico madure por completo en todos los segmentos. Si bien la tecnología de baterías promete satisfacer las necesidades de propulsión, aún queda un largo camino por recorrer para pasar de los UAV de Clase I y II a las aeronaves comerciales de fuselaje estrecho y ancho.
Observemos la industria automotriz: cada vez vemos más coches eléctricos, pero aún presentan limitaciones en cuanto a distancia, terreno e infraestructura para facilitar una carga eléctrica rápida y accesible. Está en camino, pero no tan rápido como se suponía inicialmente cuando los primeros coches «híbridos» salieron de las líneas de montaje a finales de los 90.
Podemos suponer el mismo escenario para las aeronaves, y podría llevar incluso más tiempo dados los requisitos de certificación más rigurosos que los OEM enfrentarán antes de poder surcar los cielos.
Además, las soluciones totalmente eléctricas podrían no tener sentido y simplemente no funcionarían para ciertos diseños y requisitos de aeronaves. Las aeronaves que necesitan viajar más lejos y transportar cargas más pesadas tendrían dificultades para beneficiarse de un diseño totalmente eléctrico, con compensaciones entre potencia y densidad energética. Además, las aeronaves que deben girar rápidamente entre escalas no pueden permanecer cargando durante largos periodos, lo cual, por el momento, es una preocupación muy real, ya que muchos coches eléctricos tardan horas en cargarse, no minutos, y el cambio de batería conlleva desafíos similares de instalación e infraestructura.
- ¿Qué pasa con todas esas baterías a bordo? ¿Son seguras?
Los diseños de aeronaves totalmente eléctricas requieren baterías; las arquitecturas turboeléctricas y parcialmente turboeléctricas no las necesitan; los sistemas serie, serie/paralelo e híbridos paralelos las incorporan de diversas maneras. Y sí, existen preocupaciones sobre la seguridad y la practicidad de las baterías. ¿Cómo se mantienen refrigeradas? ¿Qué pasa si se calientan demasiado? ¿Qué pasa si se incendian?
Si bien muchas empresas, incluida Honeywell, ofrecen soluciones independientes para mantener las baterías refrigeradas durante su uso, en este ámbito la energía híbrida eléctrica proporciona un nivel adicional de seguridad. En caso de fallo de las baterías, contar con una fuente de alimentación alternativa a bordo proporcionará un método de respaldo para volver a tierra de forma segura.