Després de tres anys de treball, aquest passat mes de febrer va finalitzar un projecte centrat en el disseny d'un sistema de propulsió híbrida per a petites aeronaus. Aquest projecte, denominat HYPSTAIR, persegueix l’objectiu de dur a terme una fabricació en sèrie d’aquestes naus.
Aquest sistema està pensat per a unitats que utilitzin un motor elèctric per impulsar l'hèlix. Amb aquest sistema, l'energia elèctrica es pot extreure d'una bateria (recarregable durant el vol) o bé d'un generador instal·lat a bord alimentat amb combustible.
Projecte HYPSTAIR
Gràcies a aquest projecte, s'han dissenyat els components del sistema de propulsió híbrida des de la fase conceptual. La grandària i el disseny dels components s'han ajustat al rendiment i a l'eficiència energètica del sistema de propulsió-fuselatge complet, i el prototip de motor ja acabat es va provar recentment per primera vegada en Ajdov?ina (Eslovènia).
L'avió escollit pel primer vol de prova va ser subministrat per Pipistrel, empresa eslovena fabricant d'aeronaus lleugeres que ha coordinat el projecte. Tots els components del tren de propulsió van ser creats per un altre integrant del consorci del projecte, Siemens, líder mundial en equips de propulsió elèctrics.
Noves especificacions híbrides
En les proves inicials es va acoblar al motor una hèlix de cinc pales i de baixes revolucions per minut. En la primera prova de funcionament es va assajar tota la gamma de potència, des de la més baixa fins a la més alta. A més a més, tots els components es van dissenyar tenint present tota la normativa vigent en matèria de certificació i seguretat aeronàutica.
El motor de 200 kW del projecte HYPSTAIR representa el grup propulsor elèctric híbrid de major potència que s'hagi fabricat fins avui en el sector aeronàutic. De fet, genera una quantitat de potència equivalent a la dels motors d'aviació típics. El motor directe de HYPSTAIR està dissenyat per generar 200 kW durant l'enlairament i 150 kW a velocitat de creuer. Pot funcionar de manera totalment elèctrica (emprant la bateria), només amb el generador, o bé de manera híbrida (aprofitant les dues opcions).
Les proves de l’HYPSTAIR són molt prometedores, però la tecnologia actual d’emmagatzematge d'electricitat presenta limitacions, motiu pel qual el sistema de propulsió totalment elèctric no és adequat per a vols de llarg recorregut. En conseqüència, el generador de bord brinda una opció de generació d'energia eficient des del punt de vista del pes, però no tan eficient des de la perspectiva energètica.
Amb l’objectiu centrat a obtenir un sistema de propulsió híbrida de gran capacitat, tant el motor elèctric com el generador s'han dissenyat per tal d'aconseguir densitats de potència elevades, per així reduir el pes del sistema de propulsió. D'aquesta manera s'incrementa al màxim la càrrega útil de l'avió. També es va posar especial cura en l'eficiència dels diferents components per a augmentar en tant que sigui possible l'eficiència energètica de l'aeronau.
Una interfície gràfica d'usuari a la mesura
El projecte ha desenvolupat també una interfície gràfica d'usuari (GUI) específica per a propulsors híbrids. Per aquest motiu, es van efectuar diverses proves i simulacions. S'han complert els costums i la normativa en el sector aeronàutic referent a la presentació de la informació, però també hi ha aspectes innovadors ja que s'ha fet ús de sistemes i normatives procedents d'altres sectors (el de la navegació i el de l'automoció).
La nova GUI s'ha dissenyat d'una manera que resulta familiar pels pilots professionals, amb una disposició similar a la de la instrumentació anàloga. Aquesta classe de presentació i disposició pot resultar especialment útil per als pilots d'aeronaus de les generacions més antigues (amb menor integració de sistemes informàtics) o pels qui disposen de poca formació en sistemes digitals.
En el disseny de l’interfície humà-màquina ha prevalgut la senzillesa i l'automatització, a fi de reduir el volum de tasques que ha d'atendre el pilot. En el disseny també s'ha prioritzat que el pilot pugui rebre informació important com la relativa a l'estat del sistema híbrid mitjançant indicacions visuals. En definitiva, des del projecte confien que el seu innovador sistema d'interfície sigui adoptat com a estàndard en el sector de l'aviació.
Propers passos
Conclòs el projecte, l'objectiu és instal·lar els components desenvolupats en un avió i provar-ho en vol, amb previsió, posteriorment, de comercialitzar una aeronau de propulsió híbrida.
Els components desenvolupats hauran d'obtenir les certificacions necessàries conforme a les normes pertinents i, previsiblement, faran possible que altres fabricants de fuselatges i components elèctrics s'endinsin en el sector de les aeronaus de propulsió híbrida i elèctrica.
Per tant, l'èxit d'aquest projecte contribuirà a inaugurar un sector completament nou dins de l'aviació. La Unió Europea podria gaudir d'un clar avantatge comercial en definir els estàndards i introduir —de forma pionera— els primers dissenys dirigits de manera específica a aquest sector.
TEXT: REDACCIÓ // FOTOGRAFIA: HYPSTAIR
