NASA projeta núcleo de motor a jato mais sustentável

NASA projeta núcleo de motor a jato mais sustentável. A NASA, juntamente com a indústria, começará em breve a projetar um novo conceito de motor a jato para a próxima geração de aviões comerciais ultra eficientes — passando oficialmente para a próxima fase do projeto.

Como parte do objetivo da NASA de tornar a indústria da aviação mais sustentável, a agência está desenvolvendo um pequeno núcleo para um motor a jato turbofan híbrido-elétrico que poderia reduzir o consumo de combustível em 10% em comparação com os motores atuais.

O núcleo de um motor a jato é onde o ar comprimido é combinado com combustível e aceso para gerar energia. Ao tornar este núcleo menor, a eficiência do combustível pode ser melhorada e as emissões de carbono reduzidas.

O objetivo do projeto, denominado Núcleo Híbrido Termicamente Eficiente (HyTEC), é demonstrar esse núcleo compacto e ter a tecnologia pronta para adoção em motores que alimentam aeronaves de próxima geração na década de 2030. HyTEC é um componente chave da Parceria Nacional de Voo Sustentável da NASA.

Para atingir o seu ambicioso objetivo, o HyTEC está estruturado em duas fases:

• A Fase 1, que está sendo encerrada, focou na seleção das tecnologias de componentes a serem usadas no demonstrador principal.
• A Fase 2, que começa agora, verá pesquisadores projetar, construir e testar um núcleo compacto em colaboração com a GE Aerospace.

“A Fase 1 do HyTEC está encerrando e estamos acelerando a Fase 2”, disse Anthony Nerone, que lidera o HyTEC no Glenn Research Center da NASA em Cleveland. “Esta fase culminará em um teste de demonstração central que comprova a tecnologia para que ela possa fazer a transição para a indústria”.

Antes que os pesquisadores iniciassem o processo de projeto e construção do núcleo, eles tiveram que explorar novos materiais inovadores para usar no motor. Após três anos de progresso notavelmente rápido, os pesquisadores da HyTEC encontraram soluções.

“Estamos focados desde o primeiro dia. Começamos o projeto com certas metas técnicas e métricas de sucesso e, até agora, não tivemos que mudar o rumo de nenhuma delas”, disse Nerone.

Para diminuir o tamanho de um núcleo e manter o mesmo nível de empuxo, o calor e a pressão devem aumentar em comparação com os motores a jato padrão usados ​​hoje. Isso significa que o núcleo do motor deve ser feito de materiais mais duráveis, que possam suportar temperaturas mais altas.

Além de realizar pesquisas de materiais, o projeto também explorou a aerodinâmica avançada e outros elementos técnicos importantes. A seção transversal de um motor a jato turbofan típico destaca partes do núcleo que o HyTEC trabalhará para avançar. Isso inclui o compressor de alta pressão, o combustor, a turbina de alta pressão e os componentes de extração de energia.

O que vem depois? A Fase 2 se baseia na Fase 1 para criar um núcleo compacto para testes de solo que comprova as capacidades do HyTEC. “A fase 2 é muito complexa. Não é apenas uma demonstração central”, disse Nerone. “O que estamos criando nunca foi feito antes e envolve muitas tecnologias diferentes unidas para formar um novo tipo de motor”.

As tecnologias testadas no programa HyTEC ajudarão a permitir uma taxa de desvio, hibridização e compatibilidade muito mais elevadas com combustíveis de aviação sustentáveis.

A taxa de desvio descreve a relação entre a quantidade de ar que flui através do núcleo do motor em comparação com a quantidade de ar que desvia do núcleo para fluir ao seu redor.

Ao diminuir o tamanho do núcleo e, ao mesmo tempo, aumentar o tamanho do turbofan que alimenta — mantendo a mesma potência de empuxo — o conceito HyTEC usaria menos combustível e reduziria as emissões de carbono.

“HyTEC é parte integrante do nosso programa RISE”, disse Kathleen Mondino, que ajuda a liderar as tecnologias do programa RISE na GE Aerospace. “A GE Aerospace e a NASA têm uma longa história de colaboração para desenvolver as mais recentes tecnologias de aviação. O programa HyTEC baseia-se neste relacionamento para traçar o futuro de voos mais sustentáveis”.

Outra peça do quebra-cabeça é a hibridização. A capacidade híbrida-elétrica do HyTEC significa que o núcleo também será aumentado por energia elétrica para reduzir ainda mais o uso de combustível e as emissões de carbono.

“Este motor será o primeiro motor híbrido-elétrico moderado e, esperançosamente, o primeiro motor de produção para aviões comerciais que seja híbrido-elétrico”, disse Nerone.

Fonte NASA

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