Avanço da propulsão elétrica produz motor que pode ajudar a revolucionar a aviação ecológica

Engenheiros do MIT dizem ter desenvolvido um novo motor que pode ser usado para eletrificar grandes aeronaves, reduzindo significativamente sua pegada de carbono com a ajuda de uma nova tecnologia inovadora de propulsão elétrica.

O motor de 1 megawatt já passou pelo projeto e teste de seus componentes principais, o que a equipe do MIT diz que ajuda a demonstrar que sua geração de energia é comparável aos atuais motores de pequenas aeronaves.

Todos os anos, a poluição do dióxido de carbono em excesso de 850 milhões de toneladas é produzida pela indústria da aviação. Se não forem mitigados, esses níveis podem aumentar em até três vezes até meados do século, preocupações que levaram a limites nas emissões de dióxido de carbono de voos internacionais que foram instituídos nos últimos anos.

Devido à sua enorme pegada de carbono, a eletrificação há muito é vista como o caminho mais viável para ajudar a tornar a indústria da aviação mais ecológica.

Desde meados do século 19, as máquinas elétricas operam com base na premissa geral de que a quantidade de energia gerada depende do tamanho das bobinas de cobre e do rotor magnético usado para alimentar o motor da máquina. Proporcional à potência que uma máquina pode produzir é o calor que ela gera, que em escalas tão grandes requer mecanismos de resfriamento que aumentam os requisitos de espaço para sua operação.

Devido a esses fatores, atualmente apenas aeronaves menores apresentam geração de energia totalmente elétrica, uma vez que os requisitos para eletrificar aviões comerciais e outras aeronaves maiores exigem motores que possam produzir energia na escala de megawatts.

No entanto, produzir grandes quantidades de energia não é uma tarefa fácil e, em termos de viabilidade, exigiria sistemas turboelétricos híbridos que combinam componentes de motores elétricos com propulsão de turbina a gás.

Zoltan Spakovszky, líder do projeto do MIT e professor T. Wilson de Aeronáutica da universidade e diretor do Laboratório de Turbina a Gás (GTL), chama os motores da classe de megawatts que sua equipe imagina como "um facilitador essencial para a aviação ecológica", independentemente de o O sistema resultante depende parcialmente de baterias, hidrogênio, amônia ou uma variedade de combustível de aviação ecologicamente correto.

Aproveitando a força eletromagnética para produzir movimento, os motores elétricos funcionam gerando campos magnéticos usando bobinas de cobre, perto das quais um ímã gira na mesma direção do campo, que pode então ser usado para alimentar instrumentos giratórios como um ventilador ou, no caso caso de uma aeronave, uma hélice.

Spakovszky e sua equipe dizem que o motor que estão desenvolvendo atualmente pode ser combinado com fontes de energia elétrica de bateria ou célula de combustível, que seriam então canalizadas para o trabalho mecânico que poderia acionar as hélices de uma aeronave.

Outro projeto híbrido possível poderia incorporar um motor a jato turbofan convencional que geraria energia elétrica durante certos estágios de voo.

Em última análise, o que Spakovszky e a equipe de engenharia do MIT acreditam que será realmente necessário para tornar a indústria da aviação verde o suficiente para atender às metas ambientais atuais será o desenvolvimento de projetos de aeronaves exclusivos e inovadores que combinem propulsão elétrica híbrida com sistemas de combustível "inteligentes", bem como como a construção de aviões não convencionais do século 21 usando materiais avançados.

"Isso é engenharia pesada, em termos de co-otimização de componentes individuais e torná-los compatíveis uns com os outros, maximizando o desempenho geral", disse Spakovszky em um comunicado de imprensa do MIT.

"Fazer isso significa que temos que ultrapassar os limites em materiais, fabricação, gerenciamento térmico, estruturas e rotordinâmica e eletrônica de potência", acrescentou.

Felizmente, isso é precisamente o que Spakovszky e sua equipe conseguiram fazer, ao projetar um motor elétrico que consiste em um rotor de alta velocidade equipado com uma série de ímãs de orientação de polaridade variável, pesando menos que um viajante adulto e não maior que uma mala. .

O novo motor inovador também fornece resfriamento com um trocador de calor - um dispositivo que transfere calor de uma área ou meio para outro - bem como um sistema eletrônico de potência distribuído que gerencia as correntes fornecidas aos enrolamentos de cobre do motor em altas frequências.