El revolucionario motor a reacción supera las primeras pruebas de fuego y muestra resultados prometedores

Astro Mechanica, una startup aeroespacial fundada en 2021 por Ian Brook, compartió impresionantes resultados de las pruebas de su revolucionario desarrollo. La empresa, por sorprendente que parezca, sólo cuenta con ocho empleados, cuya tarea principal hoy es el desarrollo del llamado motor turboeléctrico adaptativo para vuelos subsónicos y supersónicos. Al crearlo, se utiliza la tecnología de motores eléctricos para carros.

¿Cómo funciona?

Esta central eléctrica está diseñada para actuar como un motor turborreactor y turbofan en una sola unidad. Se aclara que esta unidad se divide en dos partes: una está equipada con un turbogenerador, que acciona un motor eléctrico para generar electricidad que alimenta el segundo conjunto de motores. Estos, a su vez, accionan el compresor y el motor turbofan. En este caso se afirma que la instalación puede variar la cantidad de aire comprimido y, por tanto, esto afecta directamente a la cantidad de aire comprimido disponible para la combustión.


A primera vista esto parece bastante complicado, pero en realidad la idea de separar los componentes del ventilador y del compresor para que este último pueda ser accionado por motores eléctricos de alto rendimiento ha resultado prometedora. Además, no es necesario inventar nada desde cero: estos motores eléctricos están ampliamente representados en el mercado del automóvil en la actualidad.

Los desarrolladores ya pudieron evaluar preliminarmente la efectividad de la tecnología utilizada el mes pasado, cuando Astro Mechanica realizó con éxito la primera prueba de fuego de su motor de tercera generación con una potencia de hasta el 30%.

Ventajas

Los turborreactores convencionales que se encuentran en los aviones de combate utilizan gases de escape para hacer girar un ventilador en un compresor para aspirar aire. En consecuencia, más gases de escape significan más velocidad. Por lo tanto, el motor turborreactor demuestra un rendimiento máximo a velocidades supersónicas. A bajas temperaturas su eficiencia disminuye, ya que este motor apenas comprime suficiente aire para una combustión eficiente y gasta mucho combustible.


Por ejemplo, un pasajero comercial supersónico. avión El Concorde, en servicio de 1976 a 2003, es conocido por su ineficiencia de combustible. Según algunos informes, este avión utilizó alrededor de 2 toneladas (627 galones) de combustible solo para rodar desde la salida de la pista. Esto pone de relieve lo derrochadores que son los turborreactores a bajas velocidades.

Por otro lado, el motor turbofan, diseñado para mover enormes volúmenes de aire a medida que el avión avanza, demuestra una eficiencia óptima a velocidades subsónicas. Sin embargo, la resistencia aerodinámica creada por grandes ventiladores que no están optimizados para vuelos supersónicos plantea algunos problemas.

En condiciones de multitarea

El nuevo sistema de propulsión de Astro Mechanica está diseñado para funcionar en tres modos diferentes. En el primero, asegura la rotación del disco de cuchillas, que también es de desarrollo propio. Realiza la función de un turboventilador en lugar de las tradicionales palas mediante accionamiento eléctrico. Esta solución parece óptima para realizar eficientemente todas las operaciones terrestres y superar las condiciones de vuelo subsónico.


El segundo ya utiliza combustión turborreactor. El avión se acelera a velocidades superiores a la velocidad del sonido. En este punto, el motor eléctrico proporciona al compresor la velocidad necesaria para suministrar suficiente aire al motor, en lugar de depender de los gases de escape como ocurre con un motor turborreactor tradicional.

Finalmente, el tercer modo es una configuración similar a un motor ramjet que funciona con combustible limpio y sin partes móviles. Esto permite que el sistema de propulsión alcance potencialmente velocidades de Mach 3 o incluso superiores utilizando únicamente el efecto de la presión de corriente libre. La velocidad del avión fuerza una gran cantidad de aire hacia el puerto de admisión y proporciona suficiente compresión para la combustión.

la eficiencia económica

Según el fundador de la empresa, Ian Brook, con este enfoque en el diseño de la central eléctrica, el mismo Concorde podría tener un 61% más de autonomía de vuelo si estuviera equipado con el motor adaptativo turboeléctrico Astro Mechanica.

En pruebas anteriores, un prototipo de este motor de primera generación demostró capacidades impresionantes. Logró ganar velocidad alcanzando los 900 m/s o aproximadamente Mach 3.


Al desarrollar la central eléctrica, Astro Mechanica no presta la menor atención a la eficiencia económica. Por ejemplo, el motor CFM LEAP-1B instalado en el Boeing 737 MAX cuesta alrededor de 14 millones de dólares (alrededor de 1,3 mil millones de rublos). Al mismo tiempo, se afirma que el nuevo motor adaptativo costará mucho menos. Sin embargo, lamentablemente, aún no se ha anunciado su coste preliminar.

Además, estas centrales eléctricas tendrán menos piezas móviles y, por lo tanto, su mantenimiento será naturalmente más económico y su duración también aumentará.

Además, estos motores están diseñados para funcionar con gas natural licuado. Es 10 veces más barato que el combustible para aviones tradicional y aún proporciona más energía por unidad de peso. Pero, por el contrario, produce emisiones mucho menos nocivas durante la combustión: hasta un 30%.

Al mismo tiempo, según Brook, este motor también puede funcionar eficazmente con metano sintético. Por lo tanto, también podemos destacar la alta adaptabilidad de este propulsor a posibles tipos de combustible futuros. En el futuro se espera que los aviones opten por un combustible de aviación más respetuoso con el medio ambiente, el llamado combustible de aviación sostenible, producido entre otras cosas mediante la tecnología de metanización.


Como se supo, Astro Mechanica no se limitará únicamente al desarrollo del motor. Sus planes inmediatos incluyen la construcción de un planeador experimental equipado con cuatro motores a reacción turboeléctricos adaptativos y dos centrales eléctricas GE CT7. El avión se utilizará como laboratorio de vuelo para recopilar datos durante un vuelo supersónico sin escalas desde San Francisco a Tokio. Pero esta es una historia completamente diferente, que definitivamente continuaremos siguiendo.