La NASA, junto con la industria, pronto comenzará a diseñar un nuevo concepto de motor a reacción para la próxima generación de aviones de pasajeros ultraeficientes, pasando oficialmente a la siguiente fase del proyecto.
Como parte del objetivo de la NASA de hacer que la industria de la aviación sea más sostenible, la agencia está desarrollando un pequeño núcleo para un motor turbofan híbrido-eléctrico que podría reducir el consumo de combustible en un 10% en comparación con los motores actuales.
El núcleo de un motor a reacción es donde el aire comprimido se combina con combustible y se enciende para generar energía. Al hacer este núcleo más pequeño, se puede mejorar la eficiencia del combustible y reducir las emisiones de carbono.
El objetivo del proyecto, denominado Hybrid Thermally Efficient Core (HyTEC), es demostrar este núcleo compacto y tener la tecnología lista para su adopción en los motores que propulsarán los aviones de próxima generación en la década de 2030. HyTEC es un componente clave de la Asociación Nacional de Vuelo Sostenible de la NASA.
Para lograr su ambicioso objetivo, HyTEC se estructura en dos fases:
- La fase 1, que está concluyendo, se centró en seleccionar las tecnologías de componentes que se utilizarán en el demostrador principal.
- En la fase 2, que comienza ahora, los investigadores diseñarán, construirán y probarán un núcleo compacto en colaboración con GE Aerospace.
“La Fase 1 de HyTEC está llegando a su fin y estamos acelerando la Fase 2”, dijo Anthony Nerone, quien dirige HyTEC en el Centro de Investigación Glenn de la NASA en Cleveland. “Esta fase culminará con una prueba de demostración central que prueba la tecnología para que pueda pasar a la industria”.
Antes de que los investigadores pudieran comenzar el proceso de diseño y construcción del núcleo, tuvieron que explorar nuevos materiales innovadores para usar en el motor. Después de tres años de progreso notablemente rápido, los investigadores de HyTEC idearon soluciones.
“Hemos estado concentrados desde el primer día. Comenzamos el proyecto con ciertos objetivos técnicos y métricas para el éxito y, hasta ahora, no hemos tenido que cambiar el rumbo de ninguno de ellos”, dijo Nerone.
Para reducir el tamaño de un núcleo y al mismo tiempo mantener el mismo nivel de empuje, el calor y la presión deben aumentar en comparación con los motores a reacción estándar que se utilizan en la actualidad. Esto significa que el núcleo del motor debe estar fabricado con materiales más duraderos que puedan soportar temperaturas más altas.
Además de realizar investigación de materiales, el proyecto también exploró la aerodinámica avanzada y otros elementos técnicos clave.
La Fase 2 se basa en la Fase 1 para crear un núcleo compacto para pruebas en tierra que demuestre las capacidades de HyTEC.
“La fase 2 es muy compleja. No es sólo una demostración central”, dijo Nerone. “Lo que estamos creando nunca se ha hecho antes e implica la unión de muchas tecnologías diferentes para formar un nuevo tipo de motor”.
Las tecnologías probadas en el programa HyTEC ayudarán a permitir una tasa de derivación, una hibridación y una compatibilidad mucho mayores con combustibles de aviación sostenibles.
La relación de derivación describe la relación entre la cantidad de aire que fluye a través del núcleo del motor en comparación con la cantidad de aire que pasa por el núcleo para fluir a su alrededor.
Al disminuir el tamaño del núcleo y al mismo tiempo aumentar el tamaño del turbofan que impulsa, manteniendo la misma potencia de empuje, el concepto HyTEC utilizaría menos combustible y reduciría las emisiones de carbono.
“HyTEC es una parte integral de nuestro programa RISE”, dijo Kathleen Mondino, quien ayuda a liderar las tecnologías del programa RISE en GE Aerospace. “GE Aerospace y la NASA tienen una larga historia de colaboración para avanzar en las últimas tecnologías de aviación. El programa HyTEC se basa en esta relación para ayudar a trazar el futuro de vuelos más sostenibles”.
Otra pieza del rompecabezas es la hibridación. La capacidad híbrida-eléctrica de HyTEC significa que el núcleo también se verá aumentado con energía eléctrica para reducir aún más el uso de combustible y las emisiones de carbono.
“Este motor será el primer motor híbrido-eléctrico suave y, con suerte, el primer motor de producción para aviones de pasajeros que sea híbrido-eléctrico”, dijo Nerone.
