En el Salón Aeronáutico Internacional de Farnborough que se realizó la semana pasada, GE anunció que completó la primera prueba en la historia de un sistema de propulsión eléctrica híbrida a gran altitud.
La prueba del sistema de alta potencia, alto voltaje incluidos motores-generadores eléctricos, convertidores de potencia, transmisión de potencia y sistemas de control de potencia, se realizó simulando el vuelo comercial de un avión de un solo pasillo, para demostrar con éxito el rendimiento y funcionamiento de los componentes en lo que fue la réplica de un entorno de vuelo a gran altura.
El propósito de lo realizado fue ayudar a validar la arquitectura de los sistemas híbridos de propulsión eléctrica y dar un paso importante para confirmar los programas tecnológicos que GE lleva adelante junto a la NASA para desarrollar un sistema de propulsión que podría probarse en vuelo a finales de esta década, y entrar en servicio a mediados de 2030.
Los ensayos de integración de altitud del sistema comenzaron hace poco más de un año y se completaron a principios de 2022 en las instalaciones de Electric Aircraft Testbed (NEAT), de la NASA en Sandusky, Ohio.
Para representar el lado derecho e izquierdo del motor de una aeronave se operaron dos juegos de un sistema eléctrico híbrido en condiciones de hasta 15.000 m (45.000 pies), simulando las cargas eléctricas requeridas para ayudar a optimizar los motores en la propulsión de una aeronave.
“Estamos haciendo historia en la aviación al desarrollar la tecnología para ayudar a que los vuelos eléctricos híbridos sean posibles para los viajes aéreos comerciales cotidianos”, dijo Mohamed Ali, vicepresidente y gerente general de ingeniería de GE Aerospace.
Las facilidades de NEAT, donde se realizaron los ensayos, cuentan con un banco de pruebas reconfigurable que se utiliza para diseñar, desarrollar, ensamblar y probar los sistemas eléctricos de energía de varias aeronaves qen desarrollo.
“La instalación NEAT de la NASA, es la única capaz de proporcionar simultáneamente condiciones de alta energía eléctrica y gran altitud en un área lo suficientemente grande como para que quepa un tren motriz eléctrico completo, estamos orgullosos de ver que esta prueba con GE alcanzó el éxito. Esta instalación se ha vuelto muy solicitada por GE y otros actores en la comunidad de la aviación”, dijo Bob Pearce, administrador asociado de la Misión Aeronáutica de la NASA.
Acerca de la prueba de integración de altitud
En esta oportunidad, los componentes se probaron tanto de forma independiente como de un sistema integrado. Además, se evaluaron múltiples modos operativos, incluida la transferencia de energía de un lado a otro, la asistencia de energía a un motor simulado y la generación de energía de la aeronave. También se simuló la implementación del almacenamiento de energía.
Los MW miden la potencia eléctrica y los kV miden la diferencia de potencial eléctrico entre dos puntos, equivalente a la presión utilizada para impulsar un fluido a través de una tubería. Un sistema de clase kV permite alta eficiencia y potencia específica. Probar con éxito un sistema de kV en condiciones de altitud es importante porque la interacción del voltaje y el entorno es diferente en altitudes superiores al nivel del mar. Los sistemas de clase kV son significativamente más difíciles de manejar en altitud.
¿Cuál es la importancia de esta pueba?
“Los motores eléctricos se comportan de manera muy diferente (a las de los autos eléctricos) en altitudes superiores a los 10,000 pies (por lo que) son susceptibles a los arcos de plasma, por ejemplo, y mucho más difíciles de manejar”, explicó Ali. Sencillamente explicado, el “arco de plasma” es la interacción de la electricidad con un gas.
Las pruebas futuras continuarán como parte del proyecto de demostración de vuelo del tren motriz electrificado (EPFD) que anunció la NASA en septiembre de 2021, incluida la prueba del sistema eléctrico híbrido conectado a los motores turbohélice CT7 de GE. Eventualmente, esto conducirá a una prueba de vuelo a finales de esta década del sistema eléctrico híbrido en un avión Saab 340B propulsado por CT7.
Boeing es socia de GE para respaldar las pruebas de vuelo para EPFD.