{{{sourceTextContent.title}}}

Collins y P&W presentan sistemas de propulsión eléctrica híbrida

{{{sourceTextContent.subTitle}}}

Collins Aerospace ha completado el diseño preliminar de un nuevo motor eléctrico de 1 MW que servirá como componente clave del nuevo Demostrador de Vuelo Regional Híbrido-Eléctrico que está desarrollando su empresa hermana del grupo Raytheon, Pratt & Whitney (P&W). El fabricante de motores aeronáuticos tiene previsto iniciar las pruebas en tierra con el motor Collins a finales de este año para preparar el inicio de las pruebas de vuelo en 2024 en Montreal.

{{{sourceTextContent.description}}}

El programa de demostración, basado en planes para reducir las emisiones de carbono de los aviones regionales, forma parte de un espectro más amplio de trabajos sobre nuevas tecnologías de propulsión dentro del grupo Raytheon. Los esfuerzos podrían desembocar en trenes de propulsión híbridos-eléctricos de mayor tamaño para aviones de fuselaje estrecho que transporten 220 pasajeros en sectores de 3.000 m, lo que supondría una reducción de las emisiones de al menos un 30%.

También esta semana, en el Salón Aeronáutico Internacional de Farnborough, P&W y Collins anuncian el lanzamiento del programa de demostración STEP-Tech. Su objetivo es empezar a probar el sistema en tierra a finales de 2022.

Con sede en el Centro de Investigación de Tecnologías Raytheon en East Hartford (Connecticut), el proyecto se centra en el desarrollo de un sistema de propulsión turboeléctrico distribuido de alta tensión de 100 a 500 kW. Los planes iniciales prevén que el sistema se aplique a aviones eVTOL más pequeños y a vehículos aéreos sin tripulación, pero las empresas dijeron que pueden ampliar la tecnología hasta una potencia de 1 MW para aplicaciones más grandes

La unidad STEP-Tech consta de un turbogenerador escalable, baterías y un sistema de gestión de la energía, así como de unidades propulsoras. Los socios completaron los estudios de prueba de concepto a principios de este año.

El nuevo motor eléctrico de 1 MW expuesto en Farnborough (pabellón C631 de Raytheon) se basa en los sistemas de generación y distribución de energía para el programa de aviones de fuselaje ancho 787 de Boeing, producidos por el negocio heredado de Hamilton Sunstrand, que pasó a formar parte de Collins Aerospace tras la fusión de UTC Aerospace y Rockwell Collins. Las instalaciones de Collins en Solihull (Reino Unido) fabrican las nuevas unidades y tienen previsto entregarlas pronto a P&W para que las integre en uno de sus motores de avión actuales.

Según el vicepresidente de potencia y controles de Collins, Bill Dolan, cada motor de 1 MW multiplicará por cuatro la densidad de potencia en comparación con la tecnología actual de motores eléctricos. Las primeras pruebas han sido realizadas por la Universidad de Nottingham, donde en junio los ingenieros alcanzaron potencias de 400 kW en recorridos en tierra. Collins tiene previsto realizar más trabajos de desarrollo de motores eléctricos en su nuevo laboratorio de sistemas de energía eléctrica de Rockford (Illinois), al que llama The Grid y que tiene previsto inaugurar en 2023.

En algún momento, P&W quiere evaluar el funcionamiento del motor eléctrico en tándem con su motor Geared Turbofan. También está considerando opciones para integrar el demostrador de vuelo regional híbrido-eléctrico y la unidad STEP-Tech con un nuevo motor de avión.

Frank Preli, vicepresidente de tecnologías de propulsión y materiales de Pratt & Whitney, dijo durante una rueda de prensa previa a la feria que los socios del grupo Raytheon están evaluando una escala móvil de aplicaciones híbridas-eléctricas, desde una base "suave" en la que sólo el 5% de la potencia es eléctrica hasta el 50% o más. Predijo que tanto los sistemas de propulsión híbridos-eléctricos paralelos como los integrados podrían estar disponibles para nuevas aplicaciones de transporte aéreo a partir de mediados de la década de 2030.

Preli señaló que la empresa considera que los aviones regionales son los primeros en adoptar la nueva tecnología de propulsión, con un ahorro energético previsto del 30% desde el principio. Señaló que las filiales de Raytheon han firmado contratos con varios de los principales fabricantes de aviones y esperan disponer de sistemas de propulsión certificables para los nuevos aviones Boeing o Airbus de un solo pasillo. Esperan una mayor reducción de las emisiones de carbono al permitir que el elemento turbogenerador de los nuevos sistemas de propulsión funcione con combustible de aviación sostenible.

Según Juan de Bedout, vicepresidente de tecnología aeroespacial de Raytheon, el grupo considera imprescindible acelerar los esfuerzos para reducir el carbono de los vuelos con las emisiones del transporte aéreo, que los científicos prevén que se dupliquen con creces en los próximos años y pasen de representar alrededor del 2% de las emisiones mundiales al 18%. El año pasado, Raytheon se adhirió al compromiso del Grupo de Acción del Transporte Aéreo de lograr emisiones netas cero para 2050.

El grupo estadounidense, que emplea a unos 58.000 ingenieros en todo el mundo, considera que la capacidad de gestión de motores y energía de Collins es un buen complemento para la experiencia de P&W en el desarrollo de nuevos turbopropulsores y turbofanes. Las empresas ya colaboran en un proyecto relacionado financiado por los gobiernos de Canadá y Quebec para evaluar la propulsión híbrida-eléctrica en un avión turbohélice De Havilland Dash 8-100 en asociación con el especialista en baterías H55.

Los fabricantes de motores de aviación rivales, Rolls-Royce y Honeywell, también están trabajando en sistemas de propulsión híbrida-eléctrica de 1 MW. Safran está desarrollando sistemas de propulsión eléctrica de hasta unos 600 kW de potencia.