Na Dubai Air Show, fabricante alemã MTU promove novos conceitos de propulsão para turbofan, em 22.11.23

Na sua participação e exposição na feira aeronáutica Dubai Air Show, que aconteceu entre os 13 e 17, a MTU Aero Engines destacou um par de novos conceitos de propulsão que considera fortes perspectivas para a descarbonização do transporte aéreo a partir da década de 2030.

“Estamos muito satisfeitos por expor mais uma vez na Dubai Air Show e mal podemos esperar para nos encontrarmos com clientes, parceiros e partes interessadas”, disse Michael Schreyögg, diretor de programas da MTU Aero Engines. “O Oriente Médio é uma região extremamente importante para a MTU, tanto no que diz respeito à tecnologia orientada para o futuro e às soluções sustentáveis, mas também como um mercado de aviação bem sucedido e crescente, com necessidades de manutenção muito específicas”.

Tecnologia orientada para o futuro (Future-oriented technology) – o vôo com “emissão zero” é o grande objetivo da aviação comercial e é a visão da MTU. Para este fim, os especialistas em motores da MTU formularam soluções inovadoras orientadas para o futuro em sua agenda tecnológica CLAIRE – Clean Air Engine (Motor de céu limpo): desenvolvimentos evolutivos da turbina a gás de aeronaves, com base na tecnologia de Geared Turbofan (turbofan com caixa de redução), e conceitos revolucionários de motores como o Water-Turbofan aprimorado e célula de combustível voadora.

A fabricante alemã divulgou que está agora acelerando colaborações de engenharia com vários parceiros para avançar com as suas inovações WET – Water-Enhanced Turbofan (turbofan aprimorado à água) e FFC – Flying Fuel Cell (célula de combustível aérea).

Segundo a MTU, a FFC converterá hidrogênio em eletricidade para apoiar futuros “trens de força” (power train) que acredita que poderiam levar a indústria além do alcance e das limitações de carga útil das aeronaves elétricas por bateria.

De acordo com o diretor de propulsão inovadora da MTU, Fabian Donus, as aplicações iniciais da tecnologia de célula de combustível que estarão prontas para entrar em serviço por volta de 2035 se concentrarão em aeronaves que transportam até 100 passageiros em vôos de até 1.000 MN. Como a FFC emitiria apenas água, os seus criadores esperam que a inovação reduza o impacto climático em até 95%.

A equipe de engenharia da MTU começou agora a adaptar a arquitetura de FFC, levando em consideração a necessidade de otimizar o peso e o arrasto, fatores que as aplicações automotivas não tiveram que abordar. Os engenheiros conduziram parte do trabalho por meio de uma parceria com o Centro de Pesquisa Aeroespacial DLR, da Alemanha, para usar uma aeronave turboélice Dornier Do228, de 19 lugares, originalmente um bimotor turboélice, como banco de testes.

A MTU espera que o demonstrador de tecnologia esteja pronto para testes de vôo em meados desta década, com um motor elétrico sendo desenvolvido pela eMoSys, subsidiária da MTU. O motor será integrado a pilhas de células de combustível nas quais o hidrogênio e o oxigênio reagem para formar água que libera energia elétrica.

Com o objetivo de fornecer novas opções de propulsão para possíveis futuros aviões de passageiros estreitos até meados da década de 2030, o conceito de turbina a gás WET, da MTU, faz parte do projeto SWITCH – Sustainable Water-Injecting Turbofan Comprising Hybrid-Electrics (turbofan com injeção de água sustentável compreendendo sistemas elétricos híbridos), que recebeu apoio do programa Clean Aviation, da União Européia. O plano envolve combinar a tecnologia WET com propulsão elétrica híbrida no motor GTF (Geared Turbofan) da Pratt & Whitney.

WET – Water-Enhanced Turbofan (turbofan aprimorado à água)
SWITCH – Sustainable Water-Injecting Turbofan Comprising Hybrid-Electrics (turbofan com injeção de água)

A Airbus está intimamente envolvida no trabalho, no qual a Collins Aerospace contribui com geradores de motores elétricos e eletrônicos de potência da classe megawatt, distribuição e proteção de corrente direta de alta tensão, componentes de gerenciamento térmico e naceles. A GKN Aerospace fornece acesso ao seu equipamento de “teste quente” na Suécia, e as instalações do grupo na Holanda estão desenvolvendo fiação elétrica de alta tensão.

A grande ideia por trás do WET é reduzir a produção de emissões prejudiciais e, ao mesmo tempo, alcançar uma eficiência energética significativamente melhorada.

De acordo com Donus, cerca de 45% da energia dos motores turbofan atuais não é usada para propulsão. “Portanto, queremos recuperá-la antes de sair do motor”, explicou Donus. O processo envolve a captura de energia térmica com um vaporizador trocador de calor para produzir vapor que pode ser injetado na câmara de combustão para fornecer mais energia em um ciclo constantemente repetido. A água necessária para o processo é extraída dos gases de exaustão por meio de um condensador e depois separada.

Juntamente com a redução das emissões de dióxido de carbono através da redução do consumo de combustível, a MTU pretende reduzir as emissões de óxido nitroso (NOx) em até 80 a 90%. A MTU sustenta que atingirá esse objetivo através do processo de injeção de vapor, reduzindo os picos de temperatura que produzem NOx. O trabalho em curso do SWITCH procurará estabelecer como tal arquitetura poderia ser integrada em novas fuselagens.

As parceiras prevêem uma economia de consumo de combustível entre 5 e 10% em comparação com os atuais motores GTF e, a longo prazo, por volta de 2050, a tecnologia poderá ser aplicada aos maiores aviões de grande porte.

A Fase 1 do SWITCH deverá ter plataformas terrestres prontas para testes por volta de 2025 ou 2026, com a Fase 2 prevista para entregar uma unidade demonstradora até o final desta década. [EL] – c/ fonte