Los aviones eléctricos están experimentando avances tecnológicos significativos en comparación con los motores de avión convencionales. Finalmente han encontrado aplicaciones prácticas después de décadas de investigación y desarrollo. Los aviones eléctricos destacan por su respuesta rápida, menor nivel de ruido, mejor manejo en situaciones de viento cruzado y la capacidad de producir empuje diferencial.
Echemos un vistazo a todos los avances recientes en el campo de la aviación eléctrica al comprender la tecnología detrás de Aviation Alice, el avión eléctrico más avanzado hasta ahora.
Tecnología de propulsión de los aviones eléctricos y sus avances tecnológicos
Todos los aviones eléctricos actuales son propulsados por motores axiales de flujo, los cuales representan un avance tecnológico significativo en la aviación eléctrica. Aprenderemos por qué se utilizan motores axiales de flujo en los aviones eléctricos. Pero antes de eso, hagamos una interesante comparación entre un avión de motor a reacción y un avión eléctrico.
Los motores a reacción no son autostartantes, se necesita girar el eje principal del motor a través de un arrancador de turbina de aire para ponerlo en marcha. Luego, de acuerdo con la velocidad, se quema combustible para acelerar la hélice. Por otro lado, los aviones basados en motores eléctricos no requieren ninguna asistencia para arrancar; se han iniciado las máquinas motrices tanto en los aviones eléctricos como en los de motor a reacción. Ahora intentemos aumentar la velocidad de ellos.
En un motor eléctrico, simplemente aumentamos la frecuencia de suministro y la velocidad aumentará al instante. Sin embargo, en un motor a reacción, cuando aumentamos el caudal de combustible, la velocidad aumenta solo después de unos segundos. En resumen, el motor a reacción tiene una respuesta muy lenta ante cambios en la tasa de flujo de combustible.
Despegue y funcionamiento de los aviones eléctricos y sus ventajas tecnológicas
La velocidad del avión es crucial para lograr un despegue exitoso. En los aviones de hélice, esta velocidad elevada se logra mediante el aumento del paso de las palas. Un ángulo de paso alto significa un mayor empuje, pero también significa un mayor carga en las palas. En un avión con motor a reacción, este par de reacción, inevitablemente, reducirá la velocidad de la hélice. Como resultado, estos motores turbojét requieren un mecanismo de regulación separado para mantener la velocidad constante.
En cambio, la velocidad del motor eléctrico depende únicamente de la frecuencia de suministro. Durante el funcionamiento a alto paso, los motores eléctricos simplemente extraerán más potencia de la fuente para mantener una velocidad constante. Un alto ángulo de paso de las palas y una alta velocidad del motor proporcionan una gran fuerza de empuje para el avión. Esto hace que toda la operación de despegue de un avión eléctrico sea mucho más sencilla.
Motores axiales de flujo y sus ventajas en el avance tecnológico de la aviación eléctrica
El motor que ves en esta imagen se llama motor axial de flujo, y es el motor preferido para la aviación eléctrica. La función de los motores axiales de flujo es similar a la de los motores BLDC. Al energizar devanados separados en intervalos determinados, podemos generar una fuerza de atracción y repulsión que hará girar el rotor. De los tres devanados, siempre se energizan dos.
Este tipo de pulso en ondas asegura que el par neto siempre sea en la misma dirección y también constante. Al compararlo con un motor normal, puedes ver que muchas líneas de flujo escapan sin interactuar con el rotor. Sin embargo, en los motores axiales de flujo, la mayoría de las líneas de flujo generadas por el estator están vinculadas al rotor, lo que proporciona una mayor eficiencia.
Podrías haber notado que en todas estas animaciones, el motor está conectado directamente a la hélice sin ninguna transmisión de por medio. Recuerda que los aviones turbohélice necesitan una transmisión entre el motor y la hélice. Esto fue posible porque en los motores axiales de flujo es bastante fácil aumentar el diámetro del rotor sin aumentar su peso. Cuanto mayor es el diámetro de un rotor, más par puede producir. Sin embargo, ese aumento de diámetro no es posible en los motores radiales. Se vuelven tan voluminosos y pesados durante un aumento de diámetro. Por eso, los motores axiales de flujo son la opción ideal para aviación eléctrica.
Empuje diferencial y control en situaciones de viento cruzado: ventajas tecnológicas en la aviación eléctrica
La mayor ventaja de los aviones eléctricos es su capacidad de producir empuje diferencial. Un avión produce empuje diferencial cuando una hélice gira más rápido que la otra. El par neto que se produce puede girar el avión. Esta operación es imposible en aviones de motor a reacción debido a que es más difícil controlar la velocidad del motor. Esta característica de empuje diferencial es muy útil en una situación de viento cruzado durante el aterrizaje.
El viento tiene un gran impacto durante el aterrizaje debido a que el avión tiene una baja velocidad o impulso en la situación. En un avión eléctrico, el empuje diferencial juega un papel importante en las situaciones de viento cruzado durante el aterrizaje. Los aviones eléctricos pueden utilizar tanto el empuje diferencial como los controles superficiales para estabilizar el avión de manera más eficiente.
Suministro de energía y futuro de los aviones eléctricos: avances tecnológicos en la aviación eléctrica
Ahora, la única pregunta que queda es qué suministro de energía se utiliza para estos motores. En Aviation Alice, la batería se distribuye por toda el área del fuselaje con un potente sistema de gestión de baterías (BMS). La tarea del BMS es garantizar el uso óptimo de la energía presente en la batería y protegerla contra sobrecargas, sobrecargas y descargas insuficientes, así como aumentar la vida útil de la celda de la batería.
El bajo nivel de ruido y el mantenimiento reducido hacen que los aviones eléctricos sean ideales para viajes cortos y servicios de mensajería. DHL ya ha encargado varios aviones eléctricos a Aviation para sus servicios de mensajería. En unos años, es probable que podamos volar a otro país en aviones eléctricos. Gracias por leer el artículo.
