Como funciona o novo avião híbrido de passageiros que já está em testes

Se carros híbridos já são realidade e seguem em processo acelerado de popularização, a aviação ainda experimenta os sistemas que combinam eletricidade e propulsão a combustão. A GE Aerospace, em parceria com a Nasa, a Boeing e a Beta Technologies, acaba de realizar uma série de voos com uma aeronave híbrida, incluindo alguns em altitudes acima de 30 mil pés, o mesmo nível alcançado em viagens comerciais de passageiros.
Foi também o voo mais longo de uma aeronave híbrida, com duração superior a duas horas, em um trajeto também inédito para a tecnologia: uma travessia entre os Estados Unidos e o Reino Unido.
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A aeronave usada para a demonstração da tecnologia foi um Saab 340B, um bimotor turboélice que acomoda até 36 passageiros e, em condições normais, não alcança os 30 mil pés de altitude. Nos testes, um dos motores originais foi mantido. O outro, foi trocado pelo conjunto híbrido formado por motor elétrico, conversores e inversores de energia da GE. As baterias vieram da BAE Systems. O suporte do sistema, só um pouco maior do que o convencional do Saab 340B, foi fornecido pela Boeing.
Exemplar de teste do Saab 340B com sistema híbrido teve o motor direito substituído
Divulgação
A GE Aerospace não informou a potência do motor elétrico nem o tamanho das baterias. No entanto, disse que o sistema é de classe megawatt. Ou seja, conjuntos de alta potência, projetados para fornecer de 1 a mais de 5 megawatts de potência elétrica, o suficiente para aviões comerciais regionais e de corredor único, como Embraer 195, Boeing 737 e Airbus A320, todos amplamente usados no Brasil, por exemplo.
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Como funciona um avião híbrido?
Sistema híbrido da GE também pode ser usado em aviões turbofan
Getty Images
O princípio de funcionamento de um avião híbrido é o mesmo de um automóvel. Além do tradicional motor a combustão (no caso das aeronaves podem ser a pistão, turboélice ou turbofan), há um conjunto de máquina elétrica e inversor, além de uma bateria para armazenar energia elétrica.
Porém, uma das maiores diferenças é que, na aviação, o motor elétrico é usado praticamente apenas combinado com a propulsão a combustão. Ou seja, não há autonomia elétrica.
A ideia é oferecer potência adicional durante fases críticas, como decolagem e subida rápida, levando a aeronave à altitude de cruzeiro gastando menos combustível. “Este sistema híbrido-elétrico aprimorou o desempenho em grandes altitudes e a capacidade de subida, criando um laboratório voador que servirá de base para todos os futuros projetos híbridos”, explicou Kyle Clark, fundador e CEO da Beta.
Conjunto híbrido da GE Aerospace ocupa praticamente o mesmo espaço de um turbohélice comum
Divulgação
Por sua vez, quando o avião já está em velocidade de cruzeiro, ou em fase de descida, acontece o contrário. O motor elétrico passa a operar no sentido contrário, atuando como um gerador para carregar os pacotes de bateria. É o mesmo princípio de um carro híbrido.
Foram exatamente esses testes realizados durante a travessia do Atlântico. Na subida, os pilotos acionaram o sistema elétrico para atingir a altitude que, normalmente seria alcançada apenas com a turbina a gás convencional. Chegando ao Reino Unido, na descida, as baterias foram recarregadas.
A GE Aerospace explica que, embora sistemas híbridos sejam compatíveis com diferentes tipos de combustível (gás e querosene de aviação, por exemplo), o gerenciamento térmico e as pressões atmosféricas mais baixas ainda são desafios a serem vencidos para uma aplicação comercial futura.
A empresa afirmou, porém, que, durante os testes de voo, o sistema de propulsão elétrica acionou com sucesso a hélice e gerou energia para a bateria.
Airbus também desenvolve sua tecnologia híbrida no projeto Ecopulse
Divulgação
A GE Aerospace não é a única empresa a trabalhar em aviões híbridos. A Airbus, por exemplo, trabalha no projeto Ecopulse, em colaboração com Daher e Safran. Uma curiosidade é que, nesse caso, a empresa inclusive avalia sistemas híbridos paralelo e em série, exatamente como em automóveis.
No híbrido em série, a hélice é sempre acionada por um motor elétrico. Por sua vez, o gerador precisa ser maior e mais pesado, para dar conta de converter a energia mecânica em elétrica.
Já a arquitetura paralela (exatamente como a da GE Aerospace), a turbina recebe o auxílio de um motor elétrico menor e mais leve para usos específicos, como subida.
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