Frank Anton tiene un deseo. Un día, a los 61 años de edad le gustaría abordar un avión regional de 50 a 100 pasajeros y volar con electricidad desde Núremberg a París. Anton es el jefe del equipo de E-Aircraft en Siemens y está convencido de que en el futuro no habrá turbinas de combustión que absorban queroseno bajo las alas de los aviones, sino más bien motores eléctricos.
El martes, Anton, físico de partículas graduado, se sentará frente a la prensa en Londres junto con representantes de Airbus y Rolls-Royce. El trío anuncia un hito en el camino hacia el vuelo eléctrico. Los coches eléctricos han estado en uso desde hace mucho tiempo, el empresario estadounidense Elon Musk introdujo recientemente un camión eléctrico grande, y hay botes eléctricos y aviones eléctricos más pequeños. Pero nada más grande. Se supone que esto debe cambiar.
En 2020, una aeronave regional diseñada para 80 pasajeros debe despegar por primera vez como un laboratorio de pruebas de vuelo en el que uno de cada cuatro motores funcionará eléctricamente. Bajo el voluminoso nombre de proyecto E-Fan X Hybrid-Electric Technology Demonstrator, las principales empresas europeas de aviación, construcción de motores e ingeniería eléctrica quieren demostrar que están por delante de la competencia global para el avión del futuro. También es una señal para Boeing de que el competidor estadounidense ha ampliado recientemente su competencia en el vuelo electrónico mediante adquisiciones.
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La cooperación se basa en el motor eléctrico híbrido
Los representantes de Siemens, Airbus y Rolls-Royce hablan de la tercera revolución en vuelo, después de la hélice y el motor a reacción. Y el gerente de Siemens, Anton, está convencido de que los motores electrónicos podrán afirmarse de forma completa y relativamente rápida esta vez, al igual que con los anteriores impulsos tecnológicos, una vez que funcionen correctamente y hayan sido aprobados por las autoridades de supervisión. Anton está convencido de que la aeronave E-Regional más grande podría despegar en el servicio de pasajeros hacia 2030.
Pero primero hay que probarlo. En la aviación, sólo se puede desarrollar nueva tecnología si se vuela», dice Anton en Londres. Las tres compañías utilizan un avión BAe 146 como laboratorio de vuelo. Según los círculos de la industria, un gran Airbus A340 también fue considerado como un modelo de prueba alternativo. Luego se eligió el modelo desarrollado por British Aerospace.
Una mirada a la tecnología muestra que Siemens, Airbus y Rolls-Royce no están probando una impulsión eléctrica impecable para un avión grande. Más bien, es un concepto híbrido complejo. Funciona de forma similar a un coche híbrido, en el que hay un motor de combustión interna, un motor eléctrico y un generador. El futuro del e-plano es híbrido-eléctrico», afirma Anton, director de Siemens.
El motor eléctrico Siemens pesa 175 kilos
A principios de 2016, Siemens y Airbus anunciaron una amplia cooperación de desarrollo en el campo del vuelo eléctrico durante un período inicial de cinco años. Se basan en la tecnología híbrida. Para decirlo sin rodeos, el avión de pruebas que ahora se presenta sustituye un motor a reacción por un motor eléctrico de Siemens de dos megavatios que acciona el ventilador, es decir, los grandes impulsores de perfil de aire. En términos sencillos, dos megavatios equivalen a la producción de diez coches de gama media de gama alta: el motor eléctrico Siemens tiene sólo 30 centímetros de longitud y pesa 175 kilogramos.
Sin embargo, los motores eléctricos no se alimentan simplemente de una batería. Más bien, la aeronave de prueba también incorpora tecnología de generación de energía en el fuselaje. Una turbina de gas de Rolls-Royce, que quema queroseno, impulsa un generador británico, que a su vez alimenta la electricidad en una batería de iones de litio de dos toneladas. Esto a su vez suministra el motor eléctrico Siemens bajo el ala.
Al arrancar la aeronave, si se necesita mucha energía, el generador y la batería pueden soportar el despegue. Durante el descenso, las palas del motor pueden funcionar incluso como pequeños molinos de viento y, a la inversa, incluso generar electricidad. Este principio se aplica de manera similar a los coches eléctricos que alimentan la electricidad de sus baterías al frenar.
El gerente de Siemens ve la gran ventaja del concepto híbrido, que separa la generación de energía de la generación de empuje. Con los actuales motores a reacción, estos son siempre unidades que pesan toneladas bajo las alas. Los representantes de Siemens, Airbus y Rolls-Royce están convencidos de que su concepto puede reducir el consumo de queroseno en porcentajes de dos dígitos en comparación con los motores a reacción convencionales. Además, volar sería más silencioso y ecológico. En Siemens, se dice que los objetivos de emisión europeos no pueden alcanzarse reduciendo las emisiones de dióxido de carbono perjudiciales para el clima con motores a reacción convencionales.
Los expertos dudan de la eficacia
El gerente de Siemens admite que la aeronave de prueba es una tecnología compleja. Sin embargo, existe el objetivo de que «la propulsión híbrido-eléctrica no sea más pesada que la propulsión por chorro». Esto será posible», dijo el doctorado en física de partículas y hobbypilot.
Sin embargo, algunos expertos tienen dudas sobre si los motores eléctricos híbridos de los aviones son realmente tan eficaces. Por ejemplo, el experto Bjorn Fehrm en el servicio de la sucursal Leeham señala que un kilogramo de queroseno actualmente almacena 40 veces más energía que un kilogramo de batería. Un avión propulsado por queroseno se volvería más ligero y ligero durante el vuelo porque el queroseno se quema, mientras que los aviones eléctricos siempre tienen que llevar la pesada batería con ellos.
Siemens, Airbus y Rolls-Royce, por otra parte, están convencidos de su enfoque. Ahora estamos probando en una alianza tripartita. En cualquier caso, en Airbus aún no se ha decidido si el grupo aeronáutico líder en Europa invertirá miles de millones de euros en la construcción de un avión regional híbrido-eléctrico para 50 a 100 pasajeros, y si Rolls-Royce continuará a bordo junto con la estrecha cooperación de dos personas sellada por el director ejecutivo de Airbus, Tom Enders, y el director ejecutivo de Siemens, Joe Kaeser.
La triple alianza para la prueba piloto se conoce internamente como fase precompetitiva. Siemens tiene planes aún más ambiciosos para desarrollar generadores eléctricos de diez megavatios y superconductores de alta temperatura para transportar electricidad en el avión con la menor pérdida posible.
Anton también está convencido de que un futuro piloto de la E-Regional tendrá un aspecto diferente al del modelo de prueba actualmente en uso. Sospecha que tiene de seis a ocho motores. No le preocupa la venta de sus motores eléctricos de avión. Airbus también quiere utilizarlo en el modelo City-Airbus, un tipo de taxi eléctrico vertical. Se espera que esté en uso para 2023.
