Há pouco mais de um ano, Futuro apresentava o revolucionário motor projetado pela empresa americana Astro Mechanica. Um motor capaz de reabrir o porta dos céus para uma aeronave supersônica de longo alcance economicamente viável, onde o Concorde se deparou com enormes custos de consumo e operação. O motor “turboelétrico adaptativo” da Astro Mechanica combina um motor de veículo elétrico com um turbojato. Esta mistura híbrida permite otimizar o reator para cada fase do voo para passar de subsônico a supersônico com consumo controlado.
Como um reator é projetado para funcionar apenas em uma configuração de voo: subsônica (turbojato de fluxo duplo) ou supersônica (turbojato clássico como para o Concórdia), mas não ambos ao mesmo tempo. Com o motor Duality da empresa, o reator mistura os dois para passar de um para o outro de acordo com a velocidade desejada. Como ? Graças a um motor elétrico que adapta a vazãoar para o velocidade desejado. No manifestantes laboratório, funciona, mas ainda resta um problema e não menos importante. Até agora, o módulo elétrico era muito grande e pesado para ser carregado em uma célula de aeronave. Em outras palavras, a ideia é ótima, mas inutilizável na prática.
Nesta imagem sintética podemos ver o gerador de gás fornecendo energia aos motores que giram os discos modulares das pás. Eles fornecem a compressão necessária para a combustão. © Astro Mecânica
Um motor de Fórmula-E em um avião
Para resolver o problema, a Astro Mechanica encontrou a joia rara ao se unir à British Helix para testar a quarta geração de seu motor. A Helix é especialista em motores elétricos de altíssima potência. A empresa ganhou fama graças ao esporte automóvel elétrico. Foi portanto a esta empresa que a Astro Mechanica confiou a concepção do módulo eléctrico.
Em termos absolutos, não há nada de muito novo em relação ao motor já desenvolvido pela Astro Mechanica. O módulo elétrico depende de um turbogerador que queima metano liquefeito para produzir eletricidade. É ele quem aciona os motores elétricos que acionam o disco lâminas. Este último atua como soprador e compressor.
Rumo a um motor pronto para voar
Portanto, controla tanto o fluxo de ar comprimido quanto o velocidade de rotação independentemente da parte quente, o que não é possível com um turbojato convencional onde tudo é integrado à turbina. Em condições subsônicas, os motores elétricos podem girar lentamente ou até mesmo operar o motor sem combustãopara fases de taxiamento ou de cruzeiro lento muito sóbrio. Isto não é nada, porque você deve saber que o Concorde pode consumir até duas toneladas de combustível apenas para taxiar. No modo supersônico, esses motores aceleram repentinamente a rotação das pás (brilhar) para encher o câmara de combustão no ar, sem penalizar a eficiência da turbina. Finalmente, desaparecem gradualmente, quando a dinâmica do fluxo é suficiente para a compressão, no modo quase-ramjet.
O melhor de três mundos
Resumindo, nos encontramos com um turbofan na decolagem, um turbojato para vôo supersônico e depois, um ramjet simplificado além de Mach 2. Ainda comparado ao venerado Concorde, o consumo poderia ser 60% menor para um vôo transatlântico. Mas onde o Helix realmente muda a situação é com um motor elétrico que possui uma relação potência-peso incomparável. A potência atinge o pico de quase 950 kW, com torques de várias centenas Newton‑ metros por apenas algumas dezenas de quilos. É esta potência e esta densidade que permitem acionar os discos nas velocidades necessárias para o supersônico, mantendo ao mesmo tempo um envelope de massa compatível com uma fuselagem real.
A outra vantagem do Helix é que seu módulo elétrico pode operar continuamente e gerar várias centenas de quilowatts em condições extremas de altitude e temperatura. A combinação parece, portanto, ideal para preparar um motor pronto para voar.
De momento, este novo motor está a entrar em fase de testes e se estes testes cumprirem as suas promessas, um demonstrador poderá voar dentro de três anos.