A Rolls-Royce e seus parceiros operaram um motor de aeronave executiva Pearl 700 com combustível 100% de hidrogênio como parte de um trabalho de longo prazo para desenvolver um motor de combustão de hidrogênio para aviões de passageiros estreitos até meados da década de 2030. Trabalhando com a Universidade Loughborough do Reino Unido e a agência alemã de pesquisa aeroespacial DLR, o grupo de motores aeronáuticos disse que testes em um combustor anular completo provaram que o hidrogênio pode produzir impulso máximo de decolagem.

Segundo a Rolls-Royce, a inovação se baseia em novos bicos pulverizadores de combustível que controlam o processo de combustão. “Isso envolveu a superação de desafios de engenharia significativos, já que o hidrogênio queima muito mais quente e mais rapidamente do que o querosene”, explicou a empresa em comunicado divulgado em 25 de setembro. “Os novos bicos foram capazes de controlar a posição da chama usando um sistema que mistura progressivamente o ar com o hidrogênio para maximizar a reatividade do combustível.”

Os bicos individuais foram inicialmente testados em pressão intermediária nas novas instalações de teste da Universidade de Loughborough, no Centro Nacional de Combustão e Tecnologia Aerotérmica. Em seguida, o hardware foi testado nas instalações do DLR em Colônia, Alemanha, onde a avaliação final do combustor de pressão total foi realizada usando equipamentos do Instituto de Tecnologia de Propulsão da agência.

“Esta é uma conquista incrível em um curto espaço de tempo”, disse Grazia Vittadini, diretora de tecnologia da Rolls-Royce. “Controlar o processo de combustão é um dos principais desafios tecnológicos que a indústria enfrenta para tornar o hidrogénio um verdadeiro combustível de aviação do futuro. Conseguimos isso e isso torna mais fácil seguir em frente.”

A Rolls-Royce está trabalhando com a transportadora de baixo custo EasyJet para desenvolver um sistema maior de propulsão a hidrogênio. No ano passado, a empresa operou com sucesso um motor turbofan AE2100 movido a hidrogênio verde no centro de pesquisa de Boscombe Down, no sul da Inglaterra. A Airbus também está envolvida na recém-formada UK Hydrogen Alliance.

O próximo passo para os parceiros é incorporar os aprendizados de ambos os conjuntos de testes para desenvolver um teste terrestre completo de hidrogênio a gás em um motor Pearl. Além disso, pretendem realizar testes de solo com o mesmo tipo de turbofan utilizando hidrogênio líquido.

O motor Pearl 700 alimenta o jato executivo G700 de alcance ultralongo da Gulfstream. A Rolls-Royce também desenvolveu o Pearl 10X para as novas aeronaves Falcon 10X da Dassault e o Pearl 15 para os Global 5500 e 6500 da Bombardier.

No Paris Air Show, em junho, a startup francesa  Beyond Aero revelou planos para desenvolver um jato executivo de médio porte movido a hidrogênio. A empresa pretende levar a aeronave ao mercado por volta de 2030 e com alcance alvo de 800 nm. 

A empresa sediada em Toulouse já construiu e testou um demonstrador de tecnologia em subescala de 85 kW do trem de força baseado em célula de combustível de hidrogênio que pretende desenvolver internamente. Ele disse que o sistema de propulsão da classe de 1 MW incluirá um par de ventiladores canalizados na parte traseira da fuselagem.

Primeiro teste com turbina para trem de força híbrido-elétrico

Também esta semana, a Rolls-Royce informou que conduziu o primeiro teste de queima de combustível em uma nova pequena turbina a gás que está desenvolvendo para motores híbridos-elétricos. A empresa disse que o teste confirmou a eficácia da turbina compacta e de alta potência que será integrada a um sistema turbogerador leve e escalável, fornecendo entre 600 kW e 1.200 kW de potência.

A Rolls-Royce tem como alvo novas aplicações híbridas-elétricas, incluindo aeronaves eVTOL e eSTOL, bem como aviões regionais com até 19 assentos para passageiros. A nova pequena turbina a gás também poderia ser usada para helicópteros, unidades auxiliares de energia e aeronaves militares.

O grupo de motores aeronáuticos disse que poderia funcionar com combustível de aviação sustentável como um passo inicial para reduzir as emissões de carbono e, ao mesmo tempo, proporcionar um alcance maior do que é atualmente possível com a propulsão totalmente elétrica. No futuro, prevê-se que a turbina funcione com combustível de hidrogénio.

Para os testes de solo, a equipe da Rolls-Royce integrou 14 subsistemas em um processo de projeto, aquisição e construção que durou pouco menos de um ano. A configuração de teste compreende componentes básicos, como válvulas e mangueiras, bem como sistemas de injeção de combustível, óleo e ventilação, suportes de motor e freios hidráulicos. O trabalho de investigação e desenvolvimento está a ser parcialmente financiado pelo Ministério Alemão dos Assuntos Económicos e da Acção Climática.

De acordo com a Rolls-Royce, seu turbogerador será adequado para aplicações de trem de força serial e híbrido. Isso significa que ele pode recarregar baterias e fornecer energia direta às unidades de propulsão elétrica, para que as aeronaves possam alternar entre fontes de energia durante os voos.

Fonte: CHARLES ALCOCK • Editor-chefe /Ain