Ocho innovaciones de concepto aerodinámico señalan el camino hacia un 75% menos de emisiones de CO<sub>2</sub> para el año 2050.
La visión de la Unión Europea para 2050 para el sector de la aviación consiste en hacer de Europa un líder mundial en productos y servicios de aviación sostenibles, satisfaciendo al mismo tiempo las necesidades de sus ciudadanos y de la sociedad. Para ello, se ha fijado un objetivo extremadamente ambicioso: reducir el consumo de energía de las aeronaves y las emisiones de CO2 por pasajero-kilómetro en un 75% para el año 2050.
Sin embargo, este objetivo no sería factible si la industria de la aviación dependiera únicamente de las mejoras graduales de las tecnologías de vanguardia. Parte de la reducción debe lograrse a través de tecnologías radicalmente nuevas, que el proyecto financiado con fondos europeos ULTIMATE se ha fijado en sus tres años de duración.
"Para alcanzar el objetivo de reducción del 75%, se estima que el último 18% tendrá que provenir de la tecnología completamente nueva desarrollada dentro de ULTIMATE", declara Tomas Grönstedt, profesor de la Universidad Tecnológica Chalmers de Suecia y coordinador del proyecto, en una nota de prensa reciente.
Mediante su trabajo, el proyecto ha tratado de abordar las tres principales fuentes de pérdida de energía en los motores de aviación existentes: la irreversibilidad de la cámara de combustión, el calor del núcleo de escape y la energía cinética de escape de derivación, que, en conjunto, son responsables de más del 80% de las pérdidas totales de energía. Los ocho conceptos de motor presentados en el Salón Aeronáutico Internacional de Farnborough 2018 representan las soluciones de eficiencia energética de ULTIMATE.
OCHO DISEÑOS AERONÁUTICOS INNOVADORES EN EXPOSICIÓN
Dos diseños desarrollados giran en torno al concepto de núcleos prerrefrigerados y combustión por detonación pulsada. Como se describe en el sitio web del proyecto: "La prerrefrigeración del flujo central antes de la combustión por detonación mejora la eficiencia volumétrica, permite aumentar las relaciones de compresión de la combustión, reduce el riesgo de preignición y reduce los requisitos de refrigeración del motor". Los socios del proyecto han propuesto un diseño para los vuelos dentro de Europa y una variante que utiliza turbohélices de engranajes para los vuelos de larga distancia.
ULTIMATE ha desarrollado tres conceptos de motor avanzados. El primero, un rotor abierto con un ciclo superior de temperatura de disco nutante, combate las ineficiencias de los componentes del sistema motorpropulsor de rotor abierto mediante la introducción de ciclos de superiores de temperatura. Los otros dos conceptos del equipo incluyen una turbohélice con un ciclo de reaprovechamiento en circuito cerrado y una turbohélice que combina un ciclo de reaprovechamiento de aire en circuito abierto con un ciclo superior de temperatura de disco nutante, refrigeración interna y combustión secundaria. Los diseños proponen soluciones con mayor potencia específica del núcleo, menor peso del sistema motorpropulsor y mayor eficiencia térmica.
El concepto de admisión adaptable ultrafina propuesto por el proyecto ofrece una posible solución para mejorar el funcionamiento de los motores turbofán de índice de derivación ultraalto equipados con góndolas ultrafinas y ultracortas.
Otra contribución es un concepto de recuperador de fluido secundario en el que se han instalado dos intercambiadores de calor dentro del núcleo del motor. Por último, el motor de ciclo compuesto desarrollado por los socios combina una turbina de gas convencional con soluciones de motor de pistones.
Grönstedt declara: "Ahora estamos en el camino de madurar estas tecnologías al nivel de preparación tecnológica 2".
Después de estos logros, se formularán estrategias para desarrollar las tecnologías ULTIMATE (Ultra Low emission Technology Innovations for Mid-century Aircraft Turbine Engines) en productos y comercializarlos. Estas estrategias servirán también como planes de acción para la futura investigación europea en materia de propulsión y aviación.
