GE anuncia investimento de US$ 20 mi para instalações de teste de motores híbrido-elétrico no Ohio/EUA, em 11.07.23

Em maio (segunda quinzena) passado, a fabricante GE Aerospace anunciou um investimento de US$ 20 milhões para acrescentar uma nova célula de teste e equipamentos no Centro de Sistemas Integrados de Fonte Elétrica (EPIS/Electrical Power Integrated Systems Center) de Dayton, no Estado do Ohio (EUA), sublinhando o seu comprometimento com tecnologia de propulsão híbrido-elétrica nos próximos anos.

A nova unidade será a sétima célula de teste das instalações e adicionará outros 2 MW de capacidade de teste para dar suporte e capacidade para o programa EPFD – Electrified Powertrain Flight Demonstration (Demonstrador de vôo de base geradora de energia eletrificada/ trem de força elétrico), da NASA.

Os planos do EPFD exigem testes de solo e de vôo de sistema híbrido-elétrico nesta década, usando uma aeronave SAAB 340B (originalmente um bimotor turboélice) modificada e com motor CT7, da GE, em colaboração com a Boeing. A NASA também concedeu anteriormente à GE Aerospace um contrato para a Demonstração de Extração de Potência do Motor Turbofan no projeto HyTEC – Hybrid Thermally Efficient Core (núcleo híbrido termicamente eficiente).

Falando com mídias em Dayton, em 16 de maio, a líder de sistemas híbrido-elétricos da GE Aerospace, Christine Andrews, listou três princípios essenciais do programa EPFD. “Primeiro, vamos desligar a bateria para funcionar eletricamente; dois, vamos desligar o motor e carregar a bateria e, três, vamos mover a energia do lado esquerdo para o lado direito e fazer um teste de transferência de energia”, explicou Christine, para prosseguir: “E esse teste de transferência de potência é realmente o teste de integração de altitude que anunciamos como um sucesso no ano passado [na feira aeronáutica] Farmborough [Airshow]”.

No evento de Farnborough do ano passado (2022), em julho, a fabricante de motores turbofan GE e a agência NASA anunciaram que se tornaram as primeiras a testar com sucesso componentes de motores de aeronaves híbridos elétricos de alta potência e alta tensão em condições de alta altitude. Especificamente, a GE e a NASA operaram um sistema híbrido-elétrico multiquilovolt de classe megawatt em condições que simulavam altitudes de até 45.000 pés. O teste ocorreu nas instalações da Base de testes de aeronaves eletrificadas (NEAT – Electric Aircraft Testbed), da NASA, a única instalação capaz de simular condições combinadas de alta eletricidade e alta altitude também na escala de porte suficiente para acomodar um trem de força elétrico (Power train).

Andrews observou que sua equipe passará dois anos em Dayton testando no nível de componentes e sistemas para se preparar para os testes de solo e de vôo. Em seguida, a GE fará parceria com a Aurora Flight Sciences, subsidiária da Boeing, para testar o sistema no ar no SAAB 340 modificado.

Christine declinou citar uma data prevista para o primeiro vôo, no entanto. “Nós, de uma maneira híbrida típica, à medida que avançamos na tecnologia, falamos sobre isso muito mais tarde, depois de já ter sido feito”, explicou Christine. “Estamos lançando hoje, mas fiz uma [revisão preliminar do projeto] no ano passado, então isso deve dar uma ideia de onde estamos”, Christine completou.

A GE e a NASA já realizaram testes em nível de sistema nas instalações NEAT, da NASA, e Christine reportou que os resultados se mostraram promissores. “O sistema e o componente só melhoraram com esse teste”, disse Christine. “Melhoramos em qualidade e compreensão e fizemos mais testes, mas estamos encarando isso como nosso teste de sistema completo. Quando olhamos para a peça da aeronave aqui, é por isso que temos a [Boeing] envolvida para trazer seu conhecimento do lado do pássaro [aeronave], e então a NASA certamente como uma terceira parte e reuni-las”, acrescentou Christine.

O objetivo dos estudos da GE não se limita a explorar o potencial de um avião híbrido-elétrico autônomo, mas também se estender na informação e promoção do desenvolvimento de elementos do programa de motores RISE (Revolutionary. Innovation for Sustainable Engines – ou, inovação revolucionária para motores sustentáveis) da CFM, uma empresa da GE (numa joint venture 50%-50% da americana GE Aerospace e a francesa Safran Aircraft Engines). Os estudos do RISE, um programa de motor de rotar aberto – open rotor) concentram-se em um conceito de rotor aberto concebido pela parceria GE-Safran (na CFM) como uma tentativa de oferecer pelo menos 25% a mais de eficiência de combustível ao nível da fuselagem em relação aos atuais motores mais eficientes. O programa RISE inclui pesquisas para integrar o design da fan (hélice) aberto (livre – sem carenagem) em um sistema híbrido-elétrico para otimizar a eficiência do motor e permitir a eletrificação dos sistemas de aeronaves.

O gerente geral de tecnologia avançada da GE Aerospace, Arjan Hegeman, explicou que a aplicação híbrido-elétrica para o RISE acontecerá em um nível de sistema, permitindo efetivamente que os projetistas diminuam o núcleo do motor.

“É difícil descrever a partir de uma eficiência propulsiva ou térmica [perspectiva] porque é realmente uma tecnologia de terceiro nível de sistema que permite que você execute um núcleo um pouco menor e ainda obtenha os mesmos níveis de empuxo [tração] e capacidade de resposta que você precisa”, disse Hegeman. “Portanto, é uma tecnologia adicional no nível do sistema que fica naquele mecanismo que nos permitirá subdimensionar o núcleo um pouco mais”, Hegeman acrescentou. Ele descreveu o exercício como “definitivamente uma tecnologia integrada à aeronave”, cujo ganho de eficiência virá em parte do motor. “Podemos fazer uma pequena parte dele no próprio motor, independente da aeronave, e obter alguns pontos de eficiência dele”, Hegeman explicou. “Mas, claramente, depois de fazer isso, você tem uma arquitetura em vigor que, quando as tecnologias de aeronaves e de armazenamento de energia continuarem a amadurecer, você poderá começar a obter cada vez mais eficiência da arquitetura. Portanto, é definitivamente uma abordagem do tipo step-up [avanço progressivamente – “passo a passo – degrau a degrau]”.

“O futuro do vôo é mais elétrico. A GE Aerospace vem desenvolvendo os blocos de construção para tecnologias de motores elétricos híbridos há anos, combinando nossa engenharia de propulsão de classe mundial, geração de energia elétrica e experiência em gerenciamento de sistemas de energia elétrica. Nosso novo investimento no EPISCenter para apoiar os testes de motores elétricos híbridos afirma nosso compromisso com o desenvolvimento de tecnologias revolucionárias para a indústria da aviação”, disse Mohamed Ali, vice-presidente de engenharia da GE Aerospace.

A GE Aerospace tem confiança de que o investimento será bem alocado devido ao seu extenso histórico de contratos com a NASA.

“A NASA tem uma longa história de apoio e avanço na pesquisa de aviação, e atualmente estamos trabalhando em conjunto com a indústria para inaugurar a próxima revolução das viagens aéreas comerciais”, disse Tim McCartney, diretor de pesquisa aeronáutica do Glenn Research Center (Centro de pesquisa Glenn), da NASA. Aeronaves de fuselagem estrita (corredor único), do transporte comercial, são as maiores contribuintes para as emissões da aviação. É por isso que a NASA Aeronautics está em parceria com a indústria dos EUA para permitir a próxima geração de aeronaves de corredor único com pelo menos 25% mais eficiência de combustível até 2030”, falou Tim McCartney.

“À medida que nos aproximamos do 10º aniversário da inauguração do EPISCenter, o crescimento já superou nossas expectativas originais de desenvolvimento e teste de sistemas elétricos”, disse Joe Krisciunas, presidente e gerente geral de sistemas de energia elétrica da GE Aerospace. [EL] – c/ fontes