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9eGEN - Development of innovative lightweight HVDC 9-phase Brushless/Generator for Clean Sky Rotorcraft

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Un gran avance de la alta tensión podría impulsar el desarrollo de helicópteros ligeros de alta velocidad

La próxima generación de helicópteros equipados con sistemas de alto voltaje tendrá acceso a fuentes de alimentación más potentes, lo que implica una mayor eficacia energética y un peso menor. El equipo de 9eGEN ha desarrollado un modelo prototipo de un generador sin escobillas de 270 VCC, un logro inédito en la aviación eléctrica.

Transporte y movilidad

Es muy probable que los helicópteros mixtos, que combinan un rotor principal tradicional y rotores laterales innovadores, consoliden el futuro del diseño de las aeronaves de alas giratorias. La muestra más reciente de esta configuración en este tipo de aeronaves es el demostrador de alta velocidad Racer, que puede ofrecer una mayor eficiencia y una velocidad más elevada (superior a 400 km/h), en comparación con las aeronaves de alas giratorias tradicionales. Desarrollado como parte del programa Clean Sky 2, la arquitectura mixta de Racer se basa en el éxito del anterior diseño X3, que incorpora dos hélices laterales de empuje montadas en los extremos de las alas en forma de caja en V, al tiempo que conserva la capacidad de despegue y aterrizaje verticales de los helicópteros tradicionales.

Pensamiento creativo

El proyecto 9eGEN, financiado con fondos europeos, se puso en marcha en respuesta a la necesidad de Airbus Helicopters de contar con un generador de energía de alto rendimiento y fiable que pudiera orientar el demostrador Racer hacia la consecución de los objetivos de «Clean Sky». «Los estrictos criterios establecidos nos ayudaron a transformar nuestra manera de entender un generador de alto rendimiento y a empezar a trabajar en soluciones alternativas. Nos basamos en tres pilares básicos —alta densidad, fiabilidad y bajo peso— para diseñar un generador muy pequeño que gira rápidamente a fin de aumentar la densidad de potencia. Nuestra unidad de alta tensión [270 VCC] debe suministrar una gran cantidad de energía eléctrica al helicóptero», señala Giulia Pigozzi, especialista en desarrollo comercial y marketing en ASE S.p.A. la empresa con sede en Italia que coordina el proyecto. Las altas tensiones (270 VCC) y las altas densidades de potencia de los generadores ofrecen varias ventajas: ayudan a reducir la densidad de corriente eléctrica en los cables y minimizan las caídas de tensión, lo que permite utilizar cables de menor diámetro. «El cableado compacto contribuye en gran medida a reducir el peso total del helicóptero. Uno nunca se imagina cómo este peso, a menudo considerado ‟inútil”, afecta al consumo de combustible», subraya Pigozzi. ASE introdujo ciertos elementos que mejoraron el innovador diseño del generador aprovechando sus conocimientos técnicos consolidados sobre las máquinas eléctricas tradicionales. «Por ejemplo, el uso de piezas mecánicas optimizadas y las nuevas topologías de las estructuras magnéticas fueron factores cruciales para alcanzar nuestros objetivos. Incluso superamos las expectativas, ya que construimos unidades de generadores de menor peso que las descritas en el análisis inicial de estimación del peso. Este proceso de reducción de peso fue la parte más difícil de todo el proyecto», explica Valerio Canegrati, ingeniero eléctrico en ASE.

Enorme potencial comercial

El proyecto 9eGEN propició que ASE reexaminara los conceptos de fabricación establecidos, lo que hizo que la empresa se replanteara su actitud en lo que respecta a la generación de energía en el sector aeroespacial. La empresa evaluó el diseño de cada componente y mejoró los procesos y procedimientos basándose en el plano de realización. La mayoría de los elementos clave se validaron satisfactoriamente mediante pruebas de laboratorio. Actualmente, la empresa está redefiniendo los procesos internos para aplicar estas innovaciones también en su actual cartera de productos. Se espera que los aspectos técnicos que caracterizan al sistema de alta tensión generen un impacto considerable en la futura demanda de sistemas parecidos. El sistema de alta tensión ya ha captado el interés de los agentes más relevantes del sector aeronáutico de todo el mundo. «El futuro de la aviación se está orientando hacia el estándar de 270 VCC, y estamos dispuestos a ser pioneros en esta tecnología y a convertirnos en un punto de referencia mundialmente reconocido», señala Salvatore Spina, director de ventas y programas en ASE. «Este proyecto nos ofreció una nueva forma de considerar la generación de energía en el mercado aeroespacial. Imagínese que una empresa como ASE, una pyme normal y corriente, se sitúa entre las más importantes y conocidas por sus capacidades tecnológicas: es para estar muy orgulloso», comenta Fausto Cosentino, director general de ASE. «El proyecto abrirá nuevas puertas y estamos empezando a ver las primeras reacciones del mercado».

Palabras clave

9eGEN, ASE, 270 VCC, sistema de alta tensión, Racer, densidad de potencia, generador sin escobillas, helicópteros mixtos, aeronáutica, aeronave de alas giratorias

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