Electra ha presentado un concepto de avión comercial turboeléctrico diseñado para transportar alrededor de 100 pasajeros en rutas regionales, marcando el primer movimiento de la compañía con sede en Virginia más allá de las pequeñas aeronaves de despegue y aterrizaje ultra-corto que forjaron su reputación. El diseño forma parte de su contribución al programa Advanced Aircraft Concepts for Environmental Sustainability (AACES) 2050 de la NASA, que explora cómo podría ser el vuelo comercial a mediados de siglo.

{{AD}}

Lo que presentó Electra

El avión conceptual utiliza un sistema de propulsión turboeléctrico, lo que significa que una turbina de gas genera electricidad que alimenta motores eléctricos distribuidos que accionan las hélices. A diferencia de un avión eléctrico a batería, la fuente de energía sigue siendo combustible jet o una alternativa sostenible, pero la arquitectura eléctrica permite a los ingenieros colocar propulsores donde proporcionen el mayor beneficio aerodinámico.

El diseño de Electra distribuye hélices a lo largo del borde de ataque del ala, una técnica conocida como blown lift. Al acelerar el aire sobre el ala durante el despegue y el aterrizaje, el avión genera sustentación adicional a velocidades más bajas. Eso permite al avión utilizar pistas más cortas y ascender con ángulos de subida más pronunciados, lo que a su vez reduce la huella sonora alrededor de los aeropuertos.

La compañía afirma que el avión está dimensionado para aproximadamente 100 asientos y está destinado a misiones regionales, el segmento que actualmente cubren turbopropulsores envejecidos y pequeños jets regionales. Electra no ha anunciado un cronograma de desarrollo para una versión de producción, ya que el concepto existe principalmente para alimentar el esfuerzo de investigación de la NASA.

Cómo encaja AACES 2050

La NASA lanzó la iniciativa AACES 2050 para reunir estudios independientes de la industria y el mundo académico sobre aeronaves, sistemas de propulsión y conceptos operativos que podrían entrar en servicio alrededor de 2050. La agencia adjudicó contratos a múltiples equipos, pidiéndoles a cada uno que identifique tecnologías capaces de reducir el consumo de combustible, las emisiones y el ruido, al tiempo que sigan siendo comercialmente viables.

Electra es uno de los adjudicatarios, junto a fabricantes establecidos de mayor tamaño y grupos de investigación. El trabajo de estudio está destinado a informar las propias prioridades de investigación de la NASA, ayudando a la agencia a decidir qué tecnologías merecen una inversión más profunda durante la próxima década. En otras palabras, el concepto es un artefacto de investigación más que un anuncio de producto.

{{REC}}

Por qué turboeléctrico, y por qué ahora

La tecnología de baterías sigue siendo el principal obstáculo para los aviones totalmente eléctricos. Las actuales celdas de ion-litio almacenan mucha menos energía por kilogramo que el combustible jet, lo que limita los diseños puramente eléctricos a aeronaves pequeñas en vuelos cortos. Las arquitecturas híbridas y turboeléctricas eluden ese problema al mantener un motor que quema combustible a bordo mientras capturan algunas de las ganancias de eficiencia que ofrecen los motores eléctricos.

Esas ganancias provienen de varios aspectos. Los motores eléctricos son más ligeros y compactos que turbinas de gas equivalentes, por lo que los diseñadores pueden distribuir la propulsión a lo largo del fuselaje. La propulsión distribuida puede reducir el tamaño de la cola, disminuir la resistencia y mejorar los márgenes de seguridad cuando falla un propulsor. La compensación es el peso adicional de generadores, cables y electrónica de potencia, además del reto de ingeniería de gestionar sistemas de alta tensión en altura.

La decisión de Electra de apostar por esta arquitectura para un avión regional refleja el balance actual de la tecnología. Los vuelos regionales son lo suficientemente cortos como para que las mejoras incrementales de eficiencia se traduzcan en ahorros de combustible significativos, y los aeropuertos que sirven a menudo afrontan normas estrictas de ruido que favorecen aeronaves más silenciosas.

{{AD}}

Basándose en el EL9

Electra es mejor conocida por su EL9, una aeronave híbrida-eléctrica de despegue y aterrizaje ultra-corto para nueve pasajeros que la compañía está desarrollando para misiones de transporte de pasajeros, carga y defensa. El EL9 utiliza un enfoque de sustentación por soplado similar con ocho hélices eléctricas, y Electra ha informado de una cartera de pedidos sustancial por parte de operadores interesados en operarlo desde pistas pequeñas e incluso de hierba.

El nuevo concepto de 100 asientos amplía esas ideas a una célula mucho mayor. Electra trata el programa EL9 como un trampolín, utilizando datos de ensayos en vuelo de sus demostradores más pequeños para validar la aerodinámica y la lógica de control que sustentarían un avión regional. Si esa escalada funciona a tamaño de aerolínea sigue siendo una cuestión de ingeniería abierta, que es precisamente el tipo de asunto que los estudios AACES de la NASA pretenden sacar a la luz.

Lo que dice la compañía

Electra enmarcó la presentación como parte de un esfuerzo más amplio para replantear el vuelo regional. El consejero delegado Marc Allen dijo que el concepto "demuestra cómo la tecnología híbrida-eléctrica de sustentación por soplado de Electra puede revolucionar no solo la aviación regional, sino el transporte aéreo comercial tal como lo conocemos hoy."

La compañía también presentó el trabajo como una contribución a la planificación de la industria en general más que como una oferta comercial a corto plazo. No se han publicado en su totalidad las cifras detalladas de rendimiento, incluidos los objetivos de consumo de combustible, alcance y reducciones de ruido, y probablemente surgirán a medida que avance el ciclo de estudio de la NASA.

{{AD}}

Qué seguir a continuación

Para los entusiastas que siguen la próxima generación de aviones comerciales, varias preguntas marcarán cuánto hay que tomarse en serio este concepto. En primer lugar, el programa AACES 2050 publicará hallazgos que comparen diferentes arquitecturas, incluidos los jets convencionales de tube-and-wing con combustible de aviación sostenible, los blended wing bodies y los diseños híbrido-eléctricos. Esas comparaciones indicarán si la propulsión turboeléctrica distribuida se sostiene frente a alternativas más sencillas.

En segundo lugar, el progreso de Electra con el EL9 servirá como una prueba real de su tecnología central. El primer vuelo del EL9 con intención de producción se espera más adelante en la década, y cualquier dato de ese programa retroalimentará el concepto mayor.

Finalmente, los reguladores deberán desarrollar estándares de certificación para sistemas eléctricos de alto voltaje en transportes comerciales. Sin esas normas, incluso un diseño exitoso desde el punto de vista técnico no podrá entrar en servicio de aerolínea. La línea temporal a mediados de siglo que persigue la NASA da a la industria aproximadamente 25 años para resolver esas cuestiones, lo que es tanto una pista amplia como, según los estándares aeroespaciales, un tiempo relativamente corto.