Alemania ya tiene diseñado su avión eléctrico: lleva 10 motores y capacidad para 100 viajeros

Investigadores del Centro Aeroespacial Alemán (DLR en sus siglas germanas) junto a empresas como Airbus, Rolls Royce y  Bauhaus Luftfahrt eV han estudiado todo el sistema de un avión híbrido eléctrico de corta distancia que puede transportar hasta 100 pasajeros con unidades de propulsión distribuidas en las alas. Con esta tecnología, el sistema de propulsión se distribuye por toda la envergadura de las alas, lo que conduce a un flujo de aire más eficiente alrededor de la aeronave. El proyecto ha sido financiado por el Gobierno alemán.

"En los aviones regionales convencionales, las alas suelen estar sobredimensionadas para lograr un buen rendimiento durante el despegue y el aterrizaje", explica Martin Hepperle del Instituto DLR de Aerodinámica y Tecnología de Flujo . "Estos aviones tienen un consumo de energía excesivamente alto durante el vuelo de crucero". Las simulaciones de flujo de alta precisión muestran que los sistemas de propulsión eléctrica permiten que el empuje se distribuya entre múltiples hélices más pequeñas. Cuando el flujo de aire de estos pasa sobre el ala, proporciona una mayor sustentación y una aerodinámica más eficiente.

Como diseño final para una aeronave con propulsión híbrida-eléctrica distribuida, los investigadores seleccionaron y evaluaron un concepto con turbogeneradores en el fuselaje y 10 motores eléctricos a lo largo del borde de ataque del ala como la mejor solución entre las diversas configuraciones posibles. El diseño e instalación óptimos de las hélices permiten reducir la cuerda del ala y el tamaño del timón, y así reducir el consumo de energía en aproximadamente un 10%.

"La disposición especial de las hélices nos permite compensar las desventajas de peso del sistema de propulsión híbrido-eléctrico", dice Hepperle. "También pudimos diseñar el estabilizador vertical para que fuera más pequeño y, por lo tanto, más liviano y con menos resistencia en nuestro concepto de motores múltiples", continúa. " Este concepto puede incluso compensar el fallo de dos motores eléctricos; por lo tanto, también ofrece una mayor confiabilidad operativa".

Durante el primer vuelo virtual en el Simulador de vehículo aéreo DLR (AVES), los pilotos de prueba del DLR evaluaron las características de vuelo de la aeronave híbrida eléctrica de corta distancia. Particularmente durante la aproximación al aterrizaje, se hizo evidente que la interacción aerodinámica entre la hélice y las alas influye fuertemente en las características de vuelo de la aeronave.

En el proyecto SynergIE (así se denomina), los participantes desarrollaron y establecieron una 'cadena de herramientas de simulación de software' universal para futuros diseños de aeronaves con sistemas de propulsión eléctricos híbridos distribuidos en DLR, con el fin de ampliar la capacidad de evaluación general de la investigación y la industria alemanas. El trabajo interdisciplinario incluye la aerodinámica integrada del ala y las hélices en estrecha interacción con cuestiones de mecánica de vuelo para el control, así como las condiciones de contorno de la estructura y la aeroelasticidad. En el futuro, se resolverán las cuestiones pendientes sobre la aeroacústica de las hélices distribuidas y sobre los sistemas óptimos de flaps para las aproximaciones de aterrizaje.