Los ingenieros de Airbus implicados en el área de I+D, y más en concreto los del programa ZEROe, barajan diversas propuestas acerca de la motorización y diseño global de un futuro avión alimentado por hidrógeno.
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Un innovador enfoque consiste en seis “cápsulas” (‘pods’ en inglés) de ocho palas montadas debajo del ala del avión. Si bien el motor «en cápsulas» no es un concepto nuevo en la aviación, estas «cápsulas» están diseñadas para ser impulsadas por pilas de combustible de hidrógeno.
«La configuración de la ‘cápsula’ es esencialmente un sistema de propulsión de célula de combustible distribuido que proporciona empuje a la aeronave a través de seis propulsores dispuestos a lo largo del ala», explica Matthieu Thomas, arquitecto jefe de aeronaves de ZEROe. “Las células de combustible de hidrógeno tienen consideraciones de diseño muy diferentes, por lo que sabíamos que teníamos que idear un enfoque único».
De hecho, la tecnología de pilas de combustible de hidrógeno aún no se ha proyectado para un gran avión de pasajeros. Los aviones experimentales de hidrógeno más pequeños, que comprenden hasta 20 asientos, pueden echar mano de una configuración tradicional de ala fija con dos hélices. Pero una mayor capacidad de pasajeros y un mayor alcance requieren otra solución. Es por eso que Airbus está estudiando una variedad de configuraciones, incluidas las mencionadas «cápsulas», para determinar qué opción tiene el potencial de aplicarse en aviones más grandes.
Una configuración de ‘cápsula’ para propulsión de hélice
Cada ‘cápsula’ es esencialmente un sistema de propulsión de hélice independiente alimentado por pilas de combustible de hidrógeno. Consta de los siguientes elementos: Una hélice, un motor eléctrico, células de combustible, electrónica de potencia, un depósito de hidrógeno líquido, un sistema de enfriamiento y un conjunto de equipos auxiliares.
De forma que se suministra hidrógeno y aire a las pilas de combustible para generar corriente eléctrica. Por su parte, la electrónica de potencia convierte la corriente para alimentar los motores eléctricos. Y gracias a esta energía, el eje del motor gira, haciendo girar la hélice.
Otra característica sorprendente de la configuración de «cápsula» es que es extraíble. Con lo cual cada «cápsula» se puede desmontar y volver a montar en un tiempo récord. Este enfoque podría proporcionar una solución práctica y rápida para el mantenimiento y, potencialmente, el reabastecimiento de hidrógeno en los aeropuertos.
Las hélices de ocho palas de la célula, hechas de materiales compuestos, están diseñadas para proporcionar un empuje adicional durante las fases de despegue y ascenso del vuelo. Se espera que el diseño avanzado de la superficie aerodinámica conduzca a una mayor eficiencia y rendimiento.
Un interesante punto de partida para diseñar ZEROe
Aunque su diseño está en fase avanzada, la configuración de ‘célula’ todavía requiere mucho trabajo para determinar si podría ser una solución adecuada. Hasta la fecha, sigue siendo una de las muchas opciones tecnológicas interesantes que los ingenieros de Airbus están considerando mientras trabajan para lanzar el programa ZEROe.
«Esta configuración de ‘cápsula’ es un excelente punto de partida para fomentar una mayor investigación sobre cómo podemos ampliar la tecnología de hidrógeno a aviones comerciales», explica Glenn Llewellyn, vicepresidente de aviones de emisión cero de Airbus. «Esta es una opción, pero se conceptualizarán muchas más antes de hacer una selección final, una decisión que se tomará en 2025».
Airbus prevé que antes de que finalice 2020, se publicará la solicitud de patente para la configuración de ‘cápsula’ que presentó hace ya 18 meses. Esto pone de relieve que Airbus ha estado trabajando en ZEROe desde al menos 2018. Se espera que se presenten varias solicitudes de patente más en los próximos meses y años a medida que la I + D continúe en el programa ZEROe.
