La aviación eléctrica y la híbrida vienen apareciendo con cierta frecuencia en estas páginas desde hace unos años. En este caso se trata de un prototipo fabricado por Airbus, Daher y Safran, sobre un avión turbohélice de Daher.
Cuenta con un turbohélice tradicional, más seis motores distribuidos a lo largo de la envergadura del ala y una batería de gran capacidad. La distribución de los motores en el ala recuerda a la que han usado en el Antonov 2, o en la Cub híbrida-eléctrica.
La propulsión distribuida tampoco es nueva en este blog. Permite soplar la capa límite del ala, aumentando la sustentación y haciendo más corta la carrera de despegue, como ya pudimos comprobar en el vídeo del An-2 despegando en poco más de 30m.
La instalación de hélices en el borde marginal nos hace sospechar que también desean ensayar a contrarrestar el torbellino de punta de ala, reduciendo así la resistencia aerodinámica. La nota de prensa nos deja ver otra utilidad que van a ensayar en esta aeronave, que es el control de la misma mediante el empuje asimétrico de los motores. Esto puede favorecer un menor consumo, pues no sería necesario «pisar pedal» para contrarrestar el par del motor, manteniendo así el estabilizador y el timón de dirección sin deflectar, reduciendo la resistencia aerodinámica del conjunto durante el vuelo. Adicionalmente, si permitiera un control efectivo de la aeronave podría, a su vez, permitir desarrollar superficies de control más pequeñas, reduciendo a su vez aún más la resistencia aerodinámica.
También va a permitir ensayar en sí el concepto de propulsión híbrida, aunque Airbus ya tiene experiencia en ello.
En este primer vuelo, el despegue se ha realizado con el motor turbohélice. Los motores eléctricos no se han encendido hasta encontrarse a una altitud de vuelo de seguridad, como es de esperar en estos primeros ensayos, donde se comienza probando el encendido y apagado de los motores, su alimentación y otros parámetros relacionados con la seguridad. En siguientes ensayos se espera que realicen los despegues con todos los motores en marcha.
Por lo pronto el avión ha realizado su primer vuelo, esperaremos impacientes los resutlados de la campaña de ensayos.
El demostrador EcoPulse realiza su primer vuelo con las baterías a bordo.
EcoPulse es un avión demostrador de propulsión híbrida distribuida desarrollado en colaboración por Airbus, Daher y Safran. Diseñado para aprender y perfeccionar los componentes tecnológicos de los sistemas de propulsión híbrido-eléctrica para aviones futuros, EcoPulse alcanzó un hito cuando el demostrador despegó en su primer vuelo de prueba.
Después de un par de años viajando regularmente entre Tarbes y Toulouse para supervisar el desarrollo de EcoPulse, el líder del proyecto, William Llobregat, se encontró de nuevo en el lugar en noviembre de 2023 con su equipo y los de Daher y Safran. ¿La ocasión? El primer vuelo de prueba de EcoPulse. «Este proyecto se lanzó en 2019», dice Llobregat, un arquitecto de propulsión de próxima generación. «Es realmente emocionante haber llegado a la etapa concreta del proyecto donde estamos probando en vuelo las tecnologías que hemos desarrollado».
El primer vuelo marca el comienzo de una campaña de pruebas de vuelo de ocho meses de los sistemas de propulsión híbrido distribuido y las tecnologías asociadas, dirigida por Daher. Un sistema de propulsión híbrido-eléctrico combina una batería de alta tensión con una turbomáquina equipada con un generador eléctrico, y el aspecto distribuido significa que hay múltiples «módulos» de propulsión distribuidos a lo largo de las alas.
La hibridación es un área de inversión importante para Airbus, ya que las estimaciones muestran que podría reducir la huella ambiental de una aeronave hasta en un 5%. El primer vuelo de EcoPulse, con el sistema de propulsión híbrido funcional a bordo, marca así un paso importante y concreto en el avance de la hoja de ruta de electrificación de la compañía.
Un hito para el vuelo híbrido-eléctrico
EcoPulse despegó para su vuelo de prueba inaugural desde el pintoresco Aeropuerto de Tarbes-Lourdes-Pyrénées, ubicado al pie de la cordillera de los Pirineos en el suroeste de Francia. Dos pilotos de ensayos de Daher estaban a bordo del demostrador, un avión turbohélice modificado Daher TBM 900. Mientras el despegue y el aterrizaje utilizaron el motor de propulsión tradicional, el sistema de propulsión híbrida se activó a altitud de crucero, donde los pilotos pasaron alrededor de 20 minutos realizando secuencias de pruebas en la batería mientras esta alimentaba el vuelo.
Todos los aspectos de los diferentes sistemas, desde la forma en que la aeronave responde hasta la forma en que se utilizan las fuentes de energía, fueron previamente simulados digitalmente y probados por los pilotos en tierra. Estos datos teóricos ahora pueden compararse con los datos reales de las pruebas de vuelo para ayudar a los equipos a mejorar y perfeccionar el simulador y mejorar el rendimiento de los diferentes componentes tecnológicos innovadores.
¿Qué componentes tecnológicos, podrías preguntar? Airbus, Daher y Safran dividieron las responsabilidades de desarrollar las diferentes tecnologías de EcoPulse en base a sus competencias complementarias. Las contribuciones de Airbus al demostrador son el desarrollo de la batería de alta densidad de energía que alimenta los propulsores; la integración aerodinámica y acústica del sistema de propulsión distribuido; y el desarrollo de un sistema informático de control de vuelo.
«Los demostradores tecnológicos como EcoPulse desempeñan un papel clave en el avance de la hoja de ruta de descarbonización de nuestra industria», dice Llobregat. «Los demostradores en sí no están destinados a entrar nunca en servicio, pero nos permiten evaluar, perfeccionar y validar tecnologías individuales que luego se pueden integrar en aviones futuros».
Airbus aporta su experiencia a componentes clave de EcoPulse.
De las tres principales contribuciones tecnológicas de Airbus, el sistema de batería puede ser el más innovador. Como las baterías de automóviles para vehículos eléctricos son demasiado pesadas y voluminosas para su uso en la industria aeroespacial, y las baterías ya utilizadas en aviones suelen ser de baja tensión, Airbus Defence and Space tuvo que diseñar a medida la batería de alta tensión de EcoPulse.
«El sistema de batería puede alcanzar 800 voltios de corriente continua y entregar hasta 350 kilovatios de potencia», dice Llobregat. «Estamos siendo pioneros con nuevos niveles de tensión para la industria aeroespacial y esperamos integrar esta tecnología en aviones comerciales en el futuro».
La batería es lo suficientemente potente como para impulsar hasta seis propulsores eléctricos.
Airbus también modificó la forma del avión para evaluar el impacto en el rendimiento de tener un sistema de propulsión distribuida.
«Tenemos fuentes de propulsión separadas y más pequeñas distribuidas en el ala. Esto significa que teóricamente podrías aumentar la fuerza de empuje solo en los motores exteriores o solo en los centrales. Luego podemos evaluar cómo estas diferencias afectan el rendimiento de vuelo, lo cual es información muy valiosa», explica Llobregat. «Utilizar el empuje asimétrico para controlar el avión es una tecnología totalmente nueva que solo es posible probar porque estamos utilizando un sistema eléctrico que tiene una mejor respuesta dinámica que los motores de combustible a reacción tradicionales».
La creación de un sistema informático de control de vuelo también fue responsabilidad de Airbus. El software vincula todos los sistemas de control de vuelo y los conecta a los motores eléctricos, monitorizando la propulsión.
Optimiza el empuje y minimiza el efecto de la resistencia en las puntas de las alas, y también tiene en cuenta una palanca de control adicional en la cabina, así como un botón de apagado de emergencia que devuelve inmediatamente el demostrador a un avión normal con un motor convencional.
El primer vuelo de prueba del demostrador EcoPulse con el sistema de batería a bordo Sentando las bases para el vuelo con batería
Las pruebas de vuelo del demostrador durarán hasta mediados de 2024 como máximo y comprenderán hasta 30 vuelos de prueba. ¿El objetivo final de los equipos involucrados? Que cada empresa logre sus respectivos objetivos al finalizar el proyecto. «Esta asociación entre Airbus, Daher y Safran, tres empresas francesas, funcionó tan bien porque se basó en nuestra ambición común de allanar el camino hacia la descarbonización de la industria aeroespacial europea», dice Llobregat. Como uno de los principales objetivos del proyecto de Airbus era probar una nueva configuración de batería de alta tensión en vuelo, la campaña de pruebas es el emocionante resultado de cuatro años de trabajo.
Sin embargo, el desarrollo del sistema de batería se remonta aún más atrás, con la batería EcoPulse beneficiándose de varios años de investigación y prototipado previos en Airbus y Airbus Helicopters.
Las pruebas de vuelo de este sistema de batería de última generación, ligero y compacto, con alta tensión y densidad de energía, proporcionarán datos valiosos para respaldar el objetivo de Airbus de aplicar sistemas de propulsión híbrida en futuros aviones o helicópteros.
¡Si bien EcoPulse puede ser una aeronave pequeña, su impacto potencial en la industria de la aviación es enorme!
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