A NASA, juntamente com a indústria, em breve começará a projetar um novo conceito de motor a jato para a próxima geração de aviões ultra-eficientes – oficialmente se formando na próxima fase do projeto.
Como parte do objetivo da NASA de tornar a indústria da aviação mais sustentável, a agência está desenvolvendo um pequeno núcleo para um motor a jato turbofan híbrido-elétrico que poderia reduzir a queima de combustível em 10% em comparação com os motores de hoje.
O núcleo de um motor a jato é onde o ar comprimido é combinado com combustível e inflamado para gerar energia. Ao tornar esse núcleo menor, a eficiência de combustível pode ser melhorada e as emissões de carbono reduzidas.
O objetivo do projeto, chamado Hybrid Thermally Efficient Core (HyTEC), é demonstrar esse núcleo compacto e ter a tecnologia pronta para adoção em motores que alimentam aeronaves de próxima geração na década de 2030. HyTEC é um componente-chave da Parceria Nacional de Voo Sustentável da NASA.
Para atingir seu objetivo ambicioso, a HyTEC está estruturada em duas fases:
“A Fase 1 da HyTEC está diminuindo e estamos aumentando a Fase 2”, disse Anthony Nerone, que lidera a HyTEC no Centro de Pesquisa Glenn da NASA em Cleveland. “Esta fase culminará em um teste de demonstração central que prova a tecnologia para que ela possa fazer a transição para a indústria”.
Antes que os pesquisadores pudessem iniciar o processo de design e construção do núcleo, eles tiveram que explorar novos materiais inovadores para usar no motor. Após três anos de progresso notavelmente rápido, os pesquisadores da HyTEC criaram soluções.
“Estamos focados no laser desde o primeiro dia. Começamos o projeto com certos objetivos técnicos e métricas para o sucesso e, até agora, não tivemos que mudar o curso de nenhum deles”, disse Nerone.
Para reduzir o tamanho de um núcleo, mantendo o mesmo nível de impulso, o calor e a pressão devem aumentar em comparação com os motores a jato padrão usados hoje. Isso significa que o núcleo do motor deve ser feito de materiais mais duráveis que possam suportar temperaturas mais altas.
Além de realizar pesquisas de materiais, o projeto também explorou aerodinâmica avançada e outros elementos técnicos importantes.
A Fase 2 baseia-se na Fase 1 para criar um núcleo compacto para testes em solo que comprove as capacidades da HyTEC.
“A fase 2 é muito complexa. Não é apenas uma demonstração central”, disse Nerone. “O que estamos criando nunca foi feito antes, e envolve muitas tecnologias diferentes se unindo para formar um novo tipo de motor”.
As tecnologias testadas no programa HyTEC ajudarão a permitir uma taxa de bypass muito maior, hibridização e compatibilidade com combustíveis de aviação sustentáveis.
A relação de desvio descreve a relação entre a quantidade de ar que flui através do núcleo do motor em comparação com a quantidade de ar que contorna o núcleo para fluir em torno dele.
Ao diminuir o tamanho do núcleo, ao mesmo tempo em que aumenta o tamanho do turbofan que ele alimenta – mantendo a mesma saída de impulso – o conceito HyTEC usaria menos combustível e reduziria as emissões de carbono.
“HyTEC é parte integrante do nosso programa RISE”, disse Kathleen Mondino, que ajuda a liderar as tecnologias do programa RISE na GE Aerospace. “A GE Aerospace e a NASA têm uma longa história de colaboração para avançar as mais recentes tecnologias de aviação. O programa HyTEC baseia-se nessa relação para ajudar a traçar o futuro de um voo mais sustentável.”
Outra peça do quebra-cabeça é a hibridização. A capacidade híbrido-elétrica da HyTEC significa que o núcleo também será aumentado pela energia elétrica para reduzir ainda mais o uso de combustível e as emissões de carbono.
“Este motor será o primeiro motor híbrido-elétrico leve e, esperançosamente, o primeiro motor de produção para aviões que é híbrido-elétrico”, disse Nerone.
John Gould é membro da equipe de Comunicações Estratégicas da NASA Aeronáutica na sede da NASA em Washington, DC. Ele é dedicado ao serviço público e papel de liderança da NASA na exploração científica. Antes de trabalhar para a NASA Aeronáutica, ele era um historiador de vôo espacial e escritor, tendo uma paixão ao longo da vida pelo espaço e aviação.
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Fonte: NASA
