Propulsando los aviones hacia el futuro
Reducir el impacto medioambiental es uno de los pilares de la agenda de investigación de la Unión Europea. Las fuentes de energía híbridas son uno de los nuevos conceptos de propulsión que se han propuesto para reducir las necesidades de energía y, con ellas, el consumo de combustible y las emisiones. Entre esas modalidades están la propulsión distribuida con múltiples dispositivos propulsores o un fuselaje propulsor en el cual la planta de energía está total o parcialmente integrada en el bastidor. El proyecto DISPURSAL (Distributed propulsion and ultra-high by-pass rotor study at aircraft level), financiado por la Unión Europea, implantó posibles soluciones en sistemas aeronáuticos realistas. El equipo se centró en dos nuevos diseños que aprovechan las técnicas de llenado de estelas e ingestión de la capa límite (BLI) que se utilizan habitualmente en torpedos, misiles y barcos. Se pretende que estas tecnologías entren en servicio en 2035. El concepto de múltiples hélices distribuidas (DMFC) consiste en un cuerpo de ala híbrido con varias hélices BLI en el lado superior del fuselaje. El concepto de fuselaje propulsor (PFC) integra una hélice BLI montada en la popa rodeando el fuselaje y alimentada con una turbina de gas situada en el cono de popa del fuselaje. El diseño también incluye dos motores turbohélice modernos y de consumo eficiente (con una relación de derivación ultra alta) situados debajo del ala por motivos de redundancia. Los científicos evaluaron las arquitecturas de los componentes, las cuestiones de integración entre el bastidor y la propulsión, el diseño de los sistemas de transmisión y el efecto global sobre el rendimiento y las emisiones de la aeronave. Los conceptos se compararon con otras dos aeronaves. El 2035R era una turbina de gases convencional cuyo rendimiento se proyectó hasta el año 2035 y el SoAR era una aeronave A330-300 del año 2000. El trabajo experimental se complementó con simulaciones avanzadas de campo de flujo. Tanto DMFC como PFC demostraron mejoras apreciables en el consumo de combustible y las emisiones de dióxido de carbono frente a SoAR y menores pero también importantes frente al 2035R. Los resultados pusieron de manifiesto la necesidad de reducir los efectos negativos de BLI para cumplir los objetivos de reducción de las emisiones, pero mostraron que ambas fórmulas podrían cumplir los objetivos de ruido para el 2035. Los resultados se divulgaron ampliamente en revistas científicas y mediante presentaciones invitadas en congresos. Además, se mostró un modelo de PFC en uno de los congresos aeroespaciales internacionales más importantes, el 2014 ILA Berlin Air Show. DISPURSAL demostró las ventajas de los conceptos de propulsión híbridos y proporcionó un plan de desarrollo para continuar con su optimización. Una posible implementación de este concepto podría ayudar a la Unión Europea a cumplir sus exigentes objetivos sobre vuelos ecológicos.
Palabras clave
Propulsión, propulsión distribuida, bastidor aeronáutico, fuselaje, derivación ultra elevada, aeronave