La NASA, junto con la industria, empezará pronto a diseñar un nuevo concepto de motor a reacción para la próxima generación de aviones ultra eficientes, pasando oficialmente a la siguiente fase del proyecto.
Como parte del objetivo de la NASA de hacer más sostenible la industria de la aviación, 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 el lugar donde el aire comprimido se combina con el combustible y se enciende para generar energía. Al reducir el tamaño de este núcleo, 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 de los aviones de nueva generación en la década de 2030. HyTEC es un componente clave de la Asociación Nacional de Vuelo Sostenible de la NASA.
Para alcanzar su ambicioso objetivo, HyTEC se estructura en dos fases:
- La fase 1, que está llegando a su fin, se centró en la selección de las tecnologías de componentes que se utilizarían en el núcleo de demostración.
- 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 poniendo en marcha la fase 2», declaró Anthony Nerone, director de HyTEC en el Centro de Investigación Glenn de la NASA en Cleveland. «Esta fase culminará con una prueba de demostración básica que demuestre la tecnología para que pueda pasar a la industria».
El final del principio
Antes de que los investigadores pudieran iniciar el proceso de diseño y construcción del núcleo, tuvieron que explorar nuevos materiales innovadores para utilizar en el motor. Tras tres años de avances notablemente rápidos, los investigadores de HyTEC dieron con la solución.
«Hemos estado centrados en el láser desde el primer día. Empezamos el proyecto con ciertos objetivos técnicos y parámetros de éxito y, hasta ahora, no hemos tenido que cambiar el rumbo de ninguno de ellos», afirma Nerone.
Para reducir el tamaño de un núcleo manteniendo el mismo nivel de empuje, el calor y la presión deben aumentar en comparación con los motores a reacción estándar utilizados hoy en día. Esto significa que el núcleo del motor debe fabricarse con materiales más duraderos que puedan soportar temperaturas más elevadas.
Además de investigar los materiales, el proyecto también estudió la aerodinámica avanzada y otros elementos técnicos clave.
Lo que viene a continuación
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 se trata sólo de una demostración del núcleo», explica Nerone. «Lo que estamos creando nunca se ha hecho antes, e implica muchas tecnologías diferentes que se unen para formar un nuevo tipo de motor».
Las tecnologías probadas en el programa HyTEC ayudarán a conseguir una relación de derivación mucho mayor, hibridación y compatibilidad 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 se desvía del núcleo para fluir a su alrededor.
Al reducir el tamaño del núcleo y aumentar al mismo tiempo el tamaño del turboventilador que alimenta -manteniendo la misma potencia de empuje-, el concepto HyTEC consumiría menos combustible y reduciría las emisiones de carbono.
«HyTEC es parte integrante de nuestro programa RISE», declaró Kathleen Mondino, responsable de tecnologías del programa RISE en GE Aerospace. «GE Aerospace y la NASA tienen un largo historial 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 un vuelo más sostenible.»
Otra pieza del rompecabezas es la hibridación. La capacidad híbrida-eléctrica de HyTEC significa que el núcleo también se aumentará con energía eléctrica para reducir aún más el consumo 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.
NASA/Mayo 18 de 2024
