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Numeración de los motores de los aviones
En este capítulo se examinan los antecedentes de la propulsión de los aviones comerciales y la integración de la propulsión de los aviones en general, se describe el estado actual de la técnica y se sugieren direcciones de investigación prometedoras para la integración de las tecnologías de los aviones y de la propulsión con el fin de reducir el consumo de energía y, por tanto, las emisiones de CO2 de los aviones. El debate se centra en la propulsión de aviones subsónicos. Las consideraciones particulares de otros tipos de aeronaves, como la aviación general, los transportes supersónicos o los vehículos militares, quedan fuera del ámbito de la comisión y, por tanto, no se tratan.
La potencia necesaria para propulsar una aeronave aumenta más que la velocidad del aire al cuadrado. Por lo tanto, se necesitan grandes potencias y energías para volar a altas velocidades durante largas distancias. En comparación con los vehículos terrestres, se necesita una enorme cantidad de energía y potencia para mover un gran avión comercial a altas velocidades a través de un continente o un océano (véase la figura 2.1).1 Por lo tanto, el valor de la alta eficiencia y la alta energía específica aumenta con la velocidad y el alcance.
Motores aéreos Mtu
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Si bien es cierto que la mayoría de los motores de las aeronaves funcionan hoy en día con combustibles fósiles como el Jet A, el Jet B, el Avgas o el gasóleo, a muchos lectores les sorprenderá (juego de palabras) saber que la tecnología eléctrica cambiará la forma en que pensamos en la propulsión de las aeronaves, y más pronto que tarde.
Los sistemas aéreos no tripulados (UAS), las plataformas de movilidad aérea urbana (UAM), otras pequeñas aeronaves de pasajeros y de carga y, con el tiempo, los aviones comerciales de pasajeros más grandes, son todos buenos candidatos para las arquitecturas de propulsión eléctrica e híbrida-eléctrica. Pero sea cual sea la forma que adopten estas nuevas aeronaves, serán más eficientes, más silenciosas, más seguras y mucho más ecológicas que las aeronaves que dependen únicamente de los motores de combustión interna tradicionales.
Dos tecnologías clave para el futuro del vuelo tienen una larga historia. Los motores eléctricos se inventaron en la década de 1830, y los coches a batería se fabricaron por primera vez en la década de 1890. Sus descendientes se encuentran hoy en día en diversas industrias, incluso en los aviones modernos que ya dependen de la electricidad para alimentar la aviónica, el sistema de vuelo por cable, el accionamiento y otros sistemas, y realizar tareas que antes realizaban los equipos mecánicos.
Propulsión distribuida de la Nasa
La propulsión eléctrica podría provocar un cambio de paradigma en la industria aeroespacial y de la aviación. Tiene el potencial de hacer que los vuelos sean más silenciosos con menos emisiones, más seguros con menos costes, y podría abrir nuevos segmentos de la aviación, incluidos los taxis aéreos urbanos y un nuevo mercado subregional.
En la actualidad, la aviación representa entre el 2% y el 3% de las emisiones antropogénicas de CO2. Si se mantiene el ritmo actual de cambio, la proporción de emisiones de la aviación podría alcanzar el 10% a mediados de siglo, o hasta el 24% si otros sectores se vuelven más limpios tan rápidamente como algunos expertos prevén. Aunque la aviación ha mejorado su consumo de combustible en los últimos 50 años, el sector ha apuntalado el desarrollo económico y social y ha crecido aproximadamente 1,5 veces más rápido que el PIB mundial, y se espera que continúe su rápido crecimiento, lo que impulsará el aumento de las emisiones.
Con la propulsión eléctrica, el escenario podría ser muy diferente. Además de abrir nuevos modelos de negocio, permitir que los aviones sean más silenciosos y potencialmente hacer que los vuelos sean más seguros, la tecnología también podría mantener la cuota de emisiones de la aviación en los niveles actuales, incluso cuando otras industrias se vuelvan más limpias.
Datos técnicos del Cfm56
Además, las pilas de combustible de hidrógeno crean energía eléctrica que complementa a la turbina de gas, lo que da lugar a un sistema de propulsión híbrido-eléctrico muy eficiente. Todas estas tecnologías son complementarias y sus beneficios son aditivos.
En 2022, lanzamos nuestro demostrador ZEROe con el objetivo de probar la tecnología de combustión de hidrógeno en una plataforma multimodal del A380. Mediante futuras pruebas en tierra y en vuelo, esperamos alcanzar un nivel de madurez tecnológica para un sistema de propulsión por combustión de hidrógeno en 2025.
El interior excepcionalmente amplio abre múltiples opciones para el almacenamiento y la distribución de hidrógeno. Aquí, los tanques de almacenamiento de hidrógeno líquido se guardan debajo de las alas. Dos motores turbofan de hidrógeno híbrido proporcionan el empuje.
