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Helicóptero: la propulsión híbrida en todas sus formas

Ambiente

La propulsión híbrida es un eje esencial para reducir la huella de carbono del transporte aéreo. Mediante la combinación de la energía térmica y la eléctrica, las aeronaves podrían reducir un 20 % su consumo de combustible, lo que se traduciría en menos emisiones de CO2. ¿En qué consiste la propulsión híbrida? ¿Qué posibilidades ofrece la hibridación? Bruno Bellanger, director de programas de Safran Helicopter Engines, nos presenta las primeras aplicaciones en el mundo del helicóptero.

¿POR QUÉ LA HIBRIDACIÓN ES UN MÉTODO ESENCIAL PARA DESCARBONIZAR LA AVIACIÓN?

En el ámbito del helicóptero, seguimos la estrategia global del Grupo y nos centramos en tres ejes complementarios para reducir nuestras emisiones de CO2: el uso de combustibles alternativos, la ultra-eficacia de nuestros motores térmicos y la hibridación. La hibridación es la combinación de energía térmica y energía eléctrica, lo que permite limitar el consumo de combustible del motor térmico y, por tanto, las emisiones de CO2. Nuestro objetivo para el final de esta década es reducir un 20 % el consumo de combustible de los helicópteros mediante distintos conceptos de hibridación. A ese 20 % se añadirán el ahorro logrado gracias al consumo eficiente de nuestras turbinas de nueva generación y el que aporta el uso de combustibles alternativos (sustainable aviation fuels).

¿CÓMO SE PUEDE USAR UN MOTOR ELÉCTRICO PARA PROPULSAR UN HELICÓPTERO?

Como sucede con los aviones para las rutas de corta y media distancia, a día de hoy no es factible recurrir a la propulsión 100 % eléctrica para los helicópteros. Salvo en el caso de las aeronaves pequeñas y los trayectos más cortos, los sistemas totalmente eléctricos no son una opción en un futuro inmediato debido a la densidad energética necesaria para las funciones que cubren los helicópteros. Los motores térmicos seguirán dominando el mercado. Sin embargo, la nueva generación de motores de alto rendimiento integrará motores eléctricos que darán la posibilidad de restringir el consumo de combustible, rebajar el nivel de ruido, mejorar la seguridad o, incluso, reducir las emisiones de partículas. ¡No olvidemos que la hibridación adopta múltiples formas! La energía eléctrica se puede usar de forma temporal en distintas fases de vuelo y para responder a diversas necesidades en función de los modelos de aparato, el radio de acción y la misión.

¿EN QUÉ CONCEPTOS DE HIBRIDACIÓN ESTÁ TRABAJANDO SAFRAN HELICOPTER ENGINES?

Una de las primeras aplicaciones que hemos desarrollado es el «modo eco». Se aplica a helicópteros bimotor. Las fases de despegue y de emergencia, por ejemplo, requieren mucha energía, pero en vuelo de «crucero» el helicóptero no necesita que los dos motores funcionen a plena potencia. El «modo eco» consiste en dejar uno de los dos motores en reposo durante esta fase de vuelo. Gracias al aporte de energía de un motor eléctrico extremadamente fiable desarrollado por Safran, es posible volver a arrancar rápidamente el segundo motor de forma manual o automática. Esta función recuerda un poco al sistema de «parada y arranque» que encontramos en los coches. El modelo de demostración RACER de Airbus Hélicopters será el primero en integrar este sistema. Se trata de una primera forma de hibridación que permite reducir el consumo de combustible hasta un 20 %, según las misiones.

Para el helicóptero también hemos diseñado sistemas de «refuerzo eléctrico», una especie de ayuda temporal. En este caso, la energía eléctrica se usa como complemento de potencia durante un periodo dado. Esta solución aporta numerosas ventajas que van más allá del consumo, como la disminución de las molestias sonoras o de las emisiones de partículas. Además, este sistema podrá suministrar potencia de emergencia en los helicópteros monomotor.

Por último, en Safran Helicopter Engines colaboramos con otras sociedades del Grupo en el desarrollo de sistemas de propulsión híbridos distribuidos para vehículos novedosos que rompen con todo lo que conocemos: los VTOL, vehículos de despegue y aterrizaje vertical, y los STOL, vehículos de aterrizaje y despegue corto horizontal. El primer ejemplo es el EcoPulse, un avión de demostración de propulsión híbrida distribuida diseñado por Daher, Safran y Airbus, equipado con motores eléctricos ENGINeUS™de Safran Electrical & Power y un turbogenerador de Safran Power Units. Este vehículo de tipo STOL cuenta con un turbogenerador, es decir, un dispositivo que combina un motor térmico, un generador y baterías. Todo el conjunto alimenta varios motores eléctricos repartidos por las dos alas. Se trata de un proyecto importante que, como el resto de vías de hibridación en las que están trabajando las sociedades del Grupo, permite entender mejor las aportaciones de este tipo de propulsión híbrida a las aeronaves del futuro.

¿QUÉ OTRAS VENTAJAS PRESENTA LA HIBRIDACIÓN, ADEMÁS DE LA REDUCCIÓN DEL CONSUMO ENERGÉTICO?

La hibridación no solo contribuye a aspectos medioambientales, también abre la puerta a interesantes perspectivas en materia de costes de mantenimiento, emisiones acústicas y seguridad en vuelo. Sobre este último punto hay que recordar que la normativa europea actual prohíbe sobrevolar ciudades por motivos de seguridad en caso de avería del motor. La inclusión de un motor eléctrico en este tipo de aparato permitiría disponer de alimentación eléctrica si se produce un fallo, de modo que el piloto podría llegar a una zona despejada para aterrizar sin ningún riesgo.

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