Como coordenadora de um projeto inovador, Diamond Aircraft se une a institutos de pesquisa austríacos para explorar a propulsão de aeronaves híbridas a hidrogênio e elétricas, em 29.04.25

No dia 29, a fabricante austríaca Diamond Aircraft divulgou que está coordenando um projeto inovador, financiado pela Agência Austríaca de Promoção da Pesquisa (FFG), para avançar na compreensão do potencial do hidrogênio gasoso como fonte de combustível para motores híbridos na aviação geral.

O consórcio do projeto H2EDT – Hydrogen-based Twin-engine Electrification and Digitalization Testbed (Banco de testes de eletrificação e digitalização de bimotores baseados em hidrogênio) – que reúne pesquisadores do FH JOANNEUM (Instituto de Aviação e Engenharia Eletrônica), TU Graz (ITnA), HyCentA e IESTA – está projetando um banco de testes híbrido experimental para explorar os desafios que o hidrogênio representa como combustível para a aviação.

A pesquisa continuará nas instalações da Diamond Aircraft em Wiener Neustadt (Austría) até o final de 2025, incluindo fabricação e testes.

O hidrogênio é um combustível zero carbono que pode desempenhar um papel decisivo no futuro da aviação sustentável. Pode ser utilizado tanto em células de combustível, onde reações eletroquímicas produzem energia a partir de hidrogênio e oxigênio, tendo apenas água como subproduto, quanto em motores de combustão interna. Em ambos os casos, o hidrogênio não produz dióxido de carbono. Somente no caso de reações em altas temperaturas – como a combustão de hidrogênio – é possível, em alguns casos, o desenvolvimento de emissões de óxidos de nitrogênio.

O perfil de emissão zero das células de combustível de baixa temperatura e sua operação mais silenciosa estão entre os motivos pelos quais essa tecnologia está ganhando força, não apenas nos setores automotivo e marítimo, mas também em aplicações de aviação. Além disso, os “trens de força” movidos a hidrogênio oferecem maior densidade de energia em nível de sistema em comparação com os puramente elétricos, permitindo maior alcance e durabilidade para aeronaves com emissão zero.

No entanto, depender apenas do hidrogênio para a propulsão de aeronaves apresenta grandes desafios. Um destes desafios é a baixa relação potência-peso das células de combustível de hidrogênio – o que as tornaria pesadas demais para atender às demandas de pico de potência – e o armazenamento de hidrogênio, que requer um volume significativo devido à sua baixa densidade, dentro dos limites da fuselagem de uma aeronave. Outro desafio é o aspecto da segurança e da certificação, devido à propensão do hidrogênio a vazamentos e a sua baixa energia de ignição, bem como aos desafios de segurança introduzidos por sistemas de armazenamento de hidrogênio de alta pressão ou criogênicos.

Por essas razões, a equipe de pesquisa do projeto H2EDT está implementando uma arquitetura híbrida de hidrogênio-elétrica. Os técnicos do projeto consideram isso fundamental para alavancar tanto a alta densidade de potência das baterias quanto a alta densidade de energia do “trem de força” da célula de combustível de hidrogênio. Essa arquitetura também oferece maior redundância como benefício adicional.

O banco de testes será uma plataforma em escala para a aviação geral e incluirá uma fuselagem, conjuntos de baterias independentes, célula de combustível de hidrogênio e sistema de armazenamento de hidrogênio, além de até 10 motores com hélice elétricos. A equipe de pesquisa havia planejado originalmente desenvolver um banco de testes que espelhasse os “trens de força” normalmente aplicáveis ​​em aeronaves bimotoras da aviação geral. No entanto, dado o rápido interesse crescente em Mobilidade Aérea Avançada (AAM – Advanced Air Mobility), a equipe adaptou seu projeto para permitir o teste de uma plataforma VTOL (decolagem e pouso na vertical), com até 10 motores.

Com o banco de testes H2EDT, o projeto se propôs a testar uma abordagem holística para o gerenciamento de energia e recuperação de calor, enquanto investigava o desempenho e a confiabilidade de células de combustível de hidrogênio e sistemas de armazenamento e distribuição para aplicações na aviação.

O que diferencia o H2EDT é seu sistema digital de gerenciamento de energia, implementado por meio de uma placa de distribuição de energia desenvolvida pela FH JOANNEUM, bem como sua arquitetura híbrida paralela, na qual baterias e células de combustível de hidrogênio podem alimentar diretamente qualquer motor do sistema. O inovador sistema H2EDT utiliza sensores digitais e múltiplas fontes de energia para combinar automaticamente energia elétrica e de hidrogênio conforme necessário, melhorando significativamente a eficiência e a segurança.

Uma parte essencial do projeto foi o design de uma instalação dupla digital que reúne geometria detalhada em CAD e simulações de desempenho, estas últimas graças a um modelo desenvolvido em cooperação com a TU Graz. Este modelo será calibrado usando dados de teste e fornecerá dados e evidências que vão além do escopo dos testes do H2EDT. Estes incluirão simulações de modos de falha e diferentes condições ambientais, como um vôo em alta altitude ou altas temperaturas do ar. Outro objetivo do projeto é definir diretrizes de certificação e projeto para um possível projeto subsequente de hidrogênio em uma plataforma de aviação geral em larga escala, como dos atuais modelos Diamond de 4 assentos (monomotor) DA-40 ou (bimotor) um DA-42. Desafios de certificação e projeto específicos para sistemas de armazenamento e distribuição de hidrogênio também estão sendo investigados.

O H2EDT representa mais um marco importante para a Diamond Aircraft na pesquisa de propulsão a hidrogênio. Conquistas anteriores incluem a integração de um sistema de célula de combustível em um Diamond HK36 pela Boeing Phantom Works e a participação no AH2AS – Austrian Hydrogen Aviation Study (Estudo Austríaco de Aviação a Hidrogênio), além de projetos simultâneos financiados pelo FFG, como a conversão de um motor a diesel em um motor bicombustível JET-A1/H2 pela Austro Engine-TU Wien.

A apresentação dos resultados do H2EDT está prevista para o primeiro semestre de 2026.

Imagem abaixo mostra os componentes do banco de testes do H2EDT integrados em uma aeronave CS-23 VTOL completa em meia escala.

O banco de testes proporcionará experiência valiosa em arquitetura híbrida hidrogênio-elétrica em uma plataforma simplificada, porém representativa, acelerando os ciclos de desenvolvimento e garantindo a segurança de futuras aeronaves híbridas.

Este projeto recebeu financiamento do programa austríaco de financiamento à pesquisa Take Off.

O Take Off é um Programa de Financiamento de Pesquisa, Tecnologia e Inovação da República da Áustria, Ministério da Inovação, Mobilidade e Infraestrutura (BMIMI). A Agência Austríaca de Promoção da Pesquisa (FFG) foi autorizada para a Gestão do Programa.

Enquanto isso, a Volocopter, desenvolvedora alemã de aeronaves eVTOL, está em processo de integração ao grupo Diamond Aircraft Industries.

Desde 1º de abril, a desenvolvedora opera como Volocopter Technologies, após a Diamond ter adquirido seus ativos via administrador judicial em 17 de março. Durante o processo de reestruturação, apenas 160 dos 500 funcionários da Volocopter foram mantidos pelos novos proprietários.

Devido à interrupção do processo judicial, a Volocopter adiou sua meta de obter a certificação Tipo pela EASA para seu modelo VoloCity de dois lugares. [EL]