Asa de F1 e bateria recarregável: avião futurista promete inovar sem poluir

Imagem renderizada do modelo híbrido Cassio 330, da startup francesa VoltAero

A VoltAero, uma startup com sede na França, está desenvolvendo um avião com propulsão elétrica híbrida para tornar possível o que chama de "voo seguro, silencioso, eficiente e ecológico". 

Táxi, decolagem, voo primário e pouso usarão exclusivamente energia elétrica. Os motores elétricos ficam localizados na parte traseira da aeronave. Enquanto isso, o motor convencional servirá como extensor de alcance, recarregando as baterias durante o voo — além disso, ele também fornece um backup em caso de falha do sistema elétrico.

Aparência futurista e semelhança com carro de F1. Combinando aerodinâmica com propulsão, a fuselagem do modelo pode até lembrar a de um carro de Fórmula 1, principalmente por ter uma "asa traseira". O design avançado serve para o tornar mais silencioso, eficiente e consequentemente ecológico do que as aeronaves convencionais.

Conheça a aeronave híbrida:

• Serão oferecidas em três versões: Cassio 330, Cassio 480 e Cassio 600. A potência de propulsão elétrica híbrida varia de acordo com cada aeronave, sendo respectivamente 330, 480 e 600 quilowatts em cada versão.
• A capacidade das aeronaves pode variar entre quatro e 12 pessoas.
• Terão uma duração de voo de pelo menos 3,5 horas — com uma extensão possível de até 5 horas —, além de alcance de cerca de 1.287 km e velocidade de cruzeiro de 370 km/h.

Imagem renderizada do modelo híbrido Cassio 480, da startup francesa VoltAero

• A entrada em serviço está prevista para o início de 2024, começando pela versão Cassio 330, de quatro lugares. A previsão é de produzir aproximadamente 150 aeronaves por ano. 
• Atualmente, a produção delas está concentrada em Nouvelle Aquitaine, no sudoeste da França. No entanto, segundo a empresa francesa, serão estudadas oportunidades de produção licenciadas na América do Norte e na Ásia.
• Além da VoltAero, uma equipe de parceiros e fornecedores também colabora com o projeto. O modelo híbrido, inclusive, combina o motor térmico Kawasaki, o motor elétrico Safran Engineus 100 e uma caixa de câmbio do especialista em transmissão francês Akira. Já as baterias são fornecidas pela empresa norte-americana Electric Power System.

Via Ecoa/UOL - Imagens: Reprodução/VoltAero

Embraer quer usar ‘carro voador’ para acelerar transição para aviões elétricos

Expectativa é de que o chamado eVTOL receba certificação em 2026, mas faça um voo de teste em escala real ainda até 2024. Fabricante de aeronaves tem planos para aeronaves com fontes de energia renovável.

Conceito de eVTOL da Eve, empresa da Embraer (Imagem: Divulgação/Eve)

Os eVTOLs (sigla em inglês para "veículo elétrico de pouso de decolagem virtual") podem contribuir com um futuro sem emissões de carbono em todo o setor de aviação. A partir deles, pode ser mais fácil desenvolver aviões movidos a energia elétrica ou a hidrogênio, por exemplo.

Esta é a aposta da fabricante de aeronaves Embraer, que trabalha na criação de um eVTOL por meio da startup Eve. A expectativa é que a aeronave possa seja certificada em 2026, mas faça seu primeiro voo de teste em escala real até o início de 2024.

"Este conceito vai parecer um drone grande, porque ainda não é para levar ninguém a bordo. Ele será o ponto culminante de um monte de outros ensaios ", disse o diretor-executivo da Embraer-X, Daniel Moczydlower, em entrevista ao g1, durante o Web Summit Rio.

A Embraer-X funciona como uma área de inovação que trabalha com projetos que, depois de alguns anos, serão incluídos nos negócios da Embraer ou se transformarão em novas empresas.

"Enxergamos o eVTOL como um primeiro passo numa jornada de descarbonização da aviação", declarou Daniel Moczydlower, diretor-executivo da Embraer-X.

O projeto vai ao encontro da meta da Organização Internacional de Aviação Civil (ICAO), que, desde outubro de 2022, tem um plano de zerar as emissões de gás carbono no setor de aviação até 2050.

"Para isso acontecer, teremos que desenvolver muita tecnologia nova. Uma delas é a eletrificação", afirmou Daniel. "A Eve está sendo importante para trazermos para a Embraer esse conhecimento supervalioso de como é projetar, operar e fazer manutenção numa aeronave totalmente elétrica".

Os aviões com fontes de energia renovável estão há alguns anos no radar da Embraer, que já apresentou conceitos de aeronaves movidas a energia elétrica e a hidrogênio.

Conceito da área interna do eVTOL mostra cidade do Rio de Janeiro, mas primeiros testes
na cidade usarão helicópteros (Imagem: Divulgação/Embraer)

Como será a viagem de eVTOL?

A Eve espera que, depois da certificação da aeronave, a operação comercial do serviço seja feita por parceiros a partir de 2027. No início, viagens de cerca de 15 minutos deverão custar entre US$ 50 e US$ 100 (R$ 250 a R$ 500, na cotação de 4 de maio), mas a ideia da empresa é reduzir os valores.

"Nosso parâmetro de comparação é quanto você gastaria para fazer o mesmo trajeto de táxi, só que ficando preso duas ou três horas no engarrafamento. Queremos que seja possível usar esse mesmo dinheiro para fazer um voo de 10 ou 15 minutos", disse Daniel.

A startup da Embraer tem cartas de intenção, isto é, acordos prévios de compra para cerca de 2.800 eVTOLs, o que vai representar um faturamento em torno de US$ 8 bilhões (R$ 40 bilhões).

No futuro, a empresa acredita que será possível permitir a operação simultânea de até 200 eVTOLs na cidade do Rio de Janeiro e até 300, na cidade de São Paulo. As aeronaves, que poderão voar sem piloto, serão gerenciadas por um sistema de controle de tráfego exclusivo para elas.

As diferenças entre helicóptero, eVTOL e avião elétrico (Imagem: Daniel Ivanaskas/Arte g1)

Via Victor Hugo Silva, g1 

Vídeo: Rolls-Royce testa 1º motor de avião movido a hidrogênio

Via Olhar Digital

Empresa fará o maior avião movido a hidrogênio do mundo

A Alaska Airlines entregou um avião para a ZeroAvia, que irá convertê-lo em um modelo movido a hidrogênio com zero emissões.

(Imagem: Alaska Airlines/Divulgação)

A Alaska Airlines entregou oficialmente à ZeroAvia, empresa especializada em soluções de propulsão elétrica a hidrogênio, um avião modelo Bombardier Q400 com capacidade para 76 passageiros para que possa ser reformado com tecnologia de emissão zero, como prometido há anos.

A empresa agora pode avançar com seus planos de testar voos do avião a hidrogênio antes do que se imaginava, graças aos avanços em sistemas de motores modulares.

A ZeroAvia já possui três certificados experimentais para aeronaves protótipos da Autoridade de Aviação Civil do Reino Unido e da Administração Federal de Aviação dos EUA. Ela tem como objetivo a comercialização de aviões elétricos a partir de 2025, com um alcance de 482 km (300 milhas) e capacidade para 9 a 19 passageiros.

• A ZeroAvia planeja voos com aviões maiores com capacidade para 40 a 80 passageiros e alcance mais de 1.000 km (700 milhas) até 2027.
• A empresa recebeu um avião Dornier 228 bimotor em janeiro de 2022 da Alaska Airlines.
• A ZeroAvia aguardava a entrega do Q400 prometido pela Alaska Airlines desde outubro de 2021.
• A empresa obteve permissão para realizar testes de voo no Reino Unido.
• Durante a cerimônia de entrega, a ZeroAvia apresentou sua plataforma de testes em solo chamada de “HyperTruck”.
• O sistema consiste em dois módulos de motor HyperCore modulares que operam a 20.000 rpm e fornecem densidade de potência do motor de 15 kW/kg.
• A modularidade do projeto de sistema HyperCore permite aplicações de aviação de emissão zero de 900kW até 5.4MW.
• A ZeroAvia compartilhou que o sistema HyperCore tem o potencial de propelir o avião Dash 8-400 elétrico de 76 assentos, talvez já no próximo ano.

Este avião será o maior do mundo a receber um sistema de motor elétrico a hidrogênio. Atualmente, esse título pertence ao HyFlyer II, um Dornier Do 228 de dois motores e 19 assentos modificados pela ZeroAvia. A mesma empresa também está trabalhando na conversão de uma aeronave Cessna Caravan, em parceria com o grupo Textron.

Via Ana Luiza Figueiredo (Olhar Digital)

NASA e Boeing trabalham em avião com tecnologia de voo sustentável

O diretor da NASA Bill Nelson (Foto:Shawn Thew/EPA)

Apostando em práticas de locomoção sustentáveis, a NASA e a Boeing anunciaram uma parceria inédita para o lançamento de um avião ecológico. As pioneiras em viagem confirmaram que investirão cerca de US$ 1,15 bilhão pelos próximos sete anos para reimaginar o transporte aéreo, a fim de contribuir com as boas práticas contra as mudanças climáticas e de inovar por meio de técnicas produtivas econômicas.

Em comunicado, Bill Nelson, representante da agência espacial norte-americana, comentou que o Projeto Demonstrador de Voo Sustentável tem como base a criação, os testes e o lançamento de aviões com tecnologias ecológicas. Os modelos bimotores deverão introduzir máquinas "verdes de corredor único", com destaque para asas com configurações completamente diferentes do que passageiros e entusiastas estão acostumados a observar.

Do valor bilionário investido, US$ 425 milhões ficam a cargo da NASA, enquanto a Boeing e parceiros injetarão os US$ 725 milhões restantes. “É nosso objetivo que a parceria da NASA com a Boeing para produzir e testar um demonstrador em grande escala ajude a criar futuros aviões comerciais mais eficientes em termos de combustível, com benefícios para o meio ambiente, para a indústria da aviação comercial e para passageiros em todo o mundo”, diz Nelson.

Segundo os fabricantes, as asas ecológicas serão longas e finas e se projetarão do topo da aeronave. Além disso, elas são desenvolvidas em formatos mais compridos que os das versões atuais, possuindo dois motores suportados por treliças. No momento, esse setor do avião ecológico é conhecido, cientificamente, por Transonic Truss-Braced Wings ("Asas treliçadas transônicas", em tradução livre).

Redução considerável nas emissões

O formato das asas pode chamar a atenção, mas é em suas propriedades de emissão que elas mais se destacam. Os novos modelos de aeronaves domésticas reduzirão a liberação de produtos químicos e nocivos ao meio-ambiente em até 30%, graças a uma "eficiência aerodinâmica" onde a queima de combustível é significativamente menor, se comparada a dos modelos atuais.

Todd Citron, diretor da Boeing, confirmou que o avião sustentável chegará aos aeroportos até 2028, podendo ser multiplicado para o serviço em geral até o ano de 2030. Essa prática visa contribuir com planos mais ambiciosos do governo norte-americano, que planeja zerar as emissões líquidas de carbono até 2050 com práticas verdes.

“Desde o início, a NASA está com você quando você voa. A NASA ousou ir mais longe, mais rápido, mais alto. E ao fazer isso, a NASA tornou a aviação mais sustentável e confiável. Está em nosso DNA”, conclui Nelson.

Via Mega Curioso

Avião com a maior célula de hidrogênio faz voo inaugural

A Universal Hydrogen agora tem a maior célula de combustível de hidrogênio a voar, após o voo inaugural de uma aeronave de teste da companhia.

Um avião da marca Universal Hydrogen, equipado com a maior célula de combustível de hidrogênio já usada em uma aeronave, fez seu primeiro voo de teste no leste de Washington, nos Estados Unidos. O cofundador e CEO Paul Eremenko declarou o momento como o alvorecer de uma “nova era de ouro da aviação”.

O voo de teste de 15 minutos de uma aeronave Dash-8 modificada foi curto, mas mostrou que o hidrogênio pode ser viável como combustível para aeronaves de passageiros de voos curtos. Isto é, se a Universal Hydrogen – e outras companhias do mundo emergente do voo de hidrogênio – conquistar o progresso técnico e regulatório necessário para torná-lo um produto popular.

Aeronaves Dash-8 geralmente transportam até 50 passageiros em voos curtos. O Dash-8 usado no voo de teste de quinta-feira do Aeroporto Internacional de Grant County, em Moses Lake, tinha uma carga diferente. O avião de testes da Universal Hydrogen, apelidado de Lightning McClean, tinha apenas dois pilotos, um engenheiro e muita tecnologia a bordo, incluindo um motor elétrico e uma célula de combustível de hidrogênio fornecida por outras duas startups.

O interior continha dois racks de eletrônicos e sensores e dois grandes tanques de hidrogênio com 30 kg de combustível. Abaixo da asa direita do avião, um motor elétrico da magniX estava sendo acionado pela nova célula de combustível de hidrogênio da Plug Power. Este sistema transforma hidrogênio em eletricidade e água – um motor livre de emissões que Eremenko acredita representar o futuro da aviação.

A célula de combustível operou durante todo o voo, gerando até 800kW de potência e produzindo nada além de vapor d’água, para a satisfação de uma multidão de engenheiros e investidores da Universal Hydrogen.

"Achamos que é uma conquista monumental. Isso nos mantém no caminho certo para ter provavelmente o primeiro avião a hidrogênio certificado em serviço de passageiros", disse Paul Eremenko, cofundador e CEO da Universal Hydrogen.

Atualmente, a aviação contribui com cerca de 2,5% das emissões globais de carbono e está prevista para crescer 4% anualmente.

Apesar do progresso, o voo ainda usou combustível de avião

O voo de teste, que foi um sucesso, não significa que a aviação totalmente de carbono zero esteja chegando. Sob a outra asa do Dash-8 funcionava um motor turboélice Pratt and Whitney padrão, com cerca de duas vezes mais potência do que o lado da célula de combustível.

Essa redundância ajudou a facilitar o caminho com a FAA, que emitiu um certificado experimental de aeronavegabilidade especial para os testes Dash-8 no início de fevereiro. Um dos pilotos de teste, Michael Bockler, disse ao TechCrunch que a aeronave “voou como um Dash-8 normal, com apenas uma leve guinada”.

Ele notou que em um ponto, em voo nivelado, o avião estava voando quase inteiramente com energia de célula de combustível, com o motor turboélice desacelerado.

"Até que ambos os motores sejam acionados por hidrogênio, isso ainda é apenas um show. Mas não quero zombar disso porque precisamos desses trampolins para aprender", disse o Engenheiro sênior consultor da indústria de aviação sustentável.

Parte do problema com as células de combustível de hoje é que elas podem ser difíceis de resfriar. Os motores a jato funcionam muito mais quentes, mas expelem a maior parte desse calor pelos escapamentos. Como as células de combustível usam uma reação eletroquímica em vez de simplesmente queimar hidrogênio, o calor residual deve ser removido por meio de um sistema de trocadores de calor e respiradouros.

Mark Cousin, diretor de tecnologia da Universal Hydrogen, disse ao TechCrunch que sua célula de combustível pode funcionar o dia todo sem superaquecer, graças aos seus grandes dutos de ar.

Outra questão para aeronaves com célula de combustível é armazenar o hidrogênio necessário para voar. Mesmo em sua forma líquida mais densa e super-resfriada, o hidrogênio contém apenas cerca de um quarto da energia de um volume semelhante de combustível de aviação. Os tanques de asa são grandes o suficiente apenas para os voos mais curtos e, portanto, o combustível deve ser armazenado dentro da fuselagem.

O voo de 15 minutos de ontem usou cerca de 16 kg de hidrogênio gasoso – metade da quantidade armazenada em dois tanques do tamanho de uma motocicleta dentro do compartimento de passageiros. A Universal Hydrogen planeja converter sua aeronave de teste para operar com hidrogênio líquido ainda este ano.

Por Ana Luiza Figueiredo (TechCrunch)

EUA investe mais US$ 10 milhões para prever os rastros deixados pelos aviões na atmosfera

(Foto: Ben Mack via Pexels.com)

O Departamento de Energia dos EUA anunciou semana passada mais US$ 10 milhões em financiamento para desenvolver novas tecnologias e ferramentas para reduzir o impacto ambiental da aviação.

“Sabemos que será necessária uma abordagem totalmente prática para alcançar emissões líquidas zero, e isso inclui a indústria da aviação”, disse a diretora da ARPA-E, Evelyn N. Wang. “A ARPA-E já está trabalhando na eletrificação da aviação. Este novo esforço se concentra em aumentar nossa compreensão das emissões de água dos motores a jato de aviação e desenvolver maneiras de gerenciar essas emissões de forma a diminuir seu potencial impacto climático”.

A aviação é uma peça crítica das redes de transporte domésticas e internacionais. As aeronaves consomem combustíveis, que resulta numa série de emissões, incluindo dióxido de carbono e vapor d’água na forma de rastros de condensação.

Essas trilhas de condensação – conhecidas como rastros ou contrails – ocorrem quando a água de exaustão da aeronave se mistura com o ar frio e úmido do ambiente. Felizmente, a maioria dos rastros se dissipa em menos de dez minutos e não é motivo de preocupação.

No entanto, sob certas condições atmosféricas, a exaustão do motor pode causar a formação de rastros persistentes. Estes podem produzir nuvens persistentes conhecidas como cirros induzidos por aeronaves (AIC). Essas nuvens atmosféricas superiores podem durar horas e podem crescer para abranger grandes distâncias. Estudos indicam que o AIC provavelmente contribui para o forçamento radiativo global em um nível aproximadamente equivalente ao das emissões de CO2 de todo o setor de aviação, ou cerca de 2% do total de emissões globais de CO2.

O financiamento anunciado faz parte do novo Tópico Exploratório da Agência de Projetos de Pesquisa Avançada-Energia (ARPA-E), Tecnologias Preditivas de Emissões em Tempo Real Reduzindo Linhas Induzidas por Aeronaves no Céu (PRE-TRAILS).

Por meio do PRE-TRAILS, o ARPA-E prevê o desenvolvimento de um Sistema Preditivo de Contrails de Aviação, capaz de informar pilotos e controladores de solo em tempo real se um avião provavelmente produzirá AIC persistente. Os projetos PRE-TRAILS desenvolverão o diagnóstico e as ferramentas preditivas necessárias para explorar uma maior mitigação das mudanças climáticas relacionadas ao rastro.

Via Carlos Ferreira (Aeroin)

Boeing compra 5,6 milhões de galões de combustível de aviação sustentável para 2023

Caminhão com combustível de aviação sustentável (Foto: Divulgação/Boeing)

A Boeing assinou acordos para comprar 5,6 milhões de galões (21,2 milhões de litros) de combustível de aviação sustentável misturado (SAF) produzido pela Neste, um dos principais produtores de SAF, para apoiar suas operações comerciais nos Estados Unidos até 2023. Esses acordos mais que dobram a aquisição de SAF da empresa de ano passado .

“Estamos demonstrando nosso compromisso de reduzir nossa pegada de carbono e catalisar a indústria SAF”, disse Sheila Remes, vice-presidente de sustentabilidade ambiental da Boeing. “Esta aquisição SAF representa 25% das necessidades totais de combustível de aviação da Boeing no ano passado, incluindo nossa produção, entrega, voos Boeing ecoDemonstrator e Dreamlifter, e pretendemos aumentar essa parcela nos próximos anos.”

Os acordos de compra incluem o fornecimento de Neste MY Sustainable Aviation Fuel™, que é misturado com combustível de aviação convencional na proporção de 30/70 para produzir o SAF misturado. O Neste MY SAF é feito a partir de resíduos e matérias-primas 100% renováveis, como óleo de cozinha e resíduos de gordura animal, e cumpre rigorosos critérios de sustentabilidade.

A empresa EPIC Fuels e Signature Aviation fornecerá 2,3 milhões de galões e a Avfuel fornecerá 300.000 galões deste SAF combinado para o programa de teste de voo Boeing ecoDemonstrator e os locais comerciais da empresa no estado de Washington e na Carolina do Sul. A Boeing também está comprando três milhões de galões adicionais do mesmo SAF misturado da EPIC Fuels e da Signature Aviation, gerando créditos de redução de emissões para entregas comerciais, Dreamlifter e voos executivos. Esses benefícios são gerados por um processo de book-and-claim que desloca combustível de aviação de petróleo com SAF em sistemas de abastecimento fora do abastecimento de combustível da empresa.

Em 2021, a Boeing se comprometeu a entregar seus aviões comerciais capazes e certificados para voar com 100% SAF até 2030. O SAF reduz as emissões de CO 2 em até 80% ao longo do ciclo de vida do combustível, com potencial para atingir 100% no futuro e é amplamente reconhecido como oferecendo o maior potencial para descarbonizar a aviação nos próximos 20 a 30 anos. Feito de várias matérias-primas, o SAF é certificado para uso comercial e atualmente pode ser misturado em até 50% com combustível de aviação tradicional sem modificações em aviões, motores ou infraestrutura de abastecimento.

Via AviTrader

Ativistas pressionam UE para repensar “selo verde” para investimentos em aviação

Debate está concentrado nas recomendações feitas por conselheiros da União Europeia no ano passado, que disseram que Bruxelas deveria dar um selo ecológico para as aeronaves "melhores de sua classe".

(Foto:Michaela Rehle/Reuters)

O grupo ativista Transporte e Meio Ambiente (T&E) pressionou a União Europeia, na sexta-feira (17), para repensar os planos de rotular certos investimentos em aviação como “verdes”, argumentando que isso arrisca “praticar greenwashing” em milhares de aviões à medida que uma disputa esquenta sobre a regulamentação climática.

O debate está concentrado nas recomendações feitas por conselheiros da União Europeia no ano passado, que disseram que Bruxelas deveria dar um selo ecológico para as aeronaves “melhores de sua classe” produzidas atualmente se substituírem modelos mais antigos e menos eficientes em combustível.

O T&E co-liderou o grupo de conselheiros que elaborou as recomendações, juntamente com a fabricante de aviões Airbus, e inicialmente apoiou os critérios. O grupo renunciou ao cargo de conselheiro do bloco junto com outros grupos sem fins lucrativos em setembro, após uma decisão da União Europeia de rotular os investimentos em gás e energia nuclear como verdes.

Na sexta-feira, o T&E disse à Reuters que aceitou as recomendações do ano passado, alegando que algum progresso era melhor do que nenhum. Mas agora que a Comissão os estava revisando, havia uma oportunidade de melhorar os critérios.

Em um comunicado, disse que cerca de 90% da carteira de pedidos da Airbus, ou mais de 7 mil aviões, seriam elegíveis como “melhores da categoria” de acordo com os critérios, embora só recebessem o selo verde se substituíssem um avião existente.

“Colocar um selo de investimento verde em milhares de aviões altamente poluentes é um ato de puro greenwashing”, disse a diretora de aviação da T&E, Jo Dardenne.

O T&E disse que a economia de emissões de 15% a 20% oferecida por aviões mais eficientes é muito pequena e instou Bruxelas a endossar apenas tecnologias com “verdadeiro potencial de redução de emissões”, como aeronaves de emissão zero e combustíveis sustentáveis.

A Airbus disse que seus aviões oferecem economia de emissões de 20% a 25%, e uma mudança para aeronaves mais recentes pode causar uma redução significativa nas emissões –já que cerca de 75% da frota mundial existente é de geração mais antiga.

Um porta-voz da Comissão Europeia disse que a CE estava avaliando os critérios dos conselheiros e não havia tomado uma decisão final.

Via CNN

Será que algum dia aviões serão movidos a ar? Companhias aéreas estão apostando nisso

Novas tecnologias, entre elas um combustível extraído da própria atmosfera, podem transformar as viagens aéreas em algo mais sustentável; porém, ainda há muitos desafios e não se sabe quando isso poderia ser possível.

Até a metade deste século, a maioria dos carros e dos ônibus devem ser movidos a combustíveis derivados de energia renovável, enquanto bicicletas, trens elétricos e nossos próprios pés vão continuar a ter pouco impacto no clima. E se a aviação global alcançar a meta traçada no ano passado, então seu voo em 2050 de Nova York para Hong Kong lançará “zero” emissões líquidas de dióxido de carbono na atmosfera.

Não há garantias de que o setor vá conseguir isso, mas as tecnologias sendo desenvolvidas com este objetivo mudarão a aviação, independentemente de a meta ser alcançada ou não.

Nos anos que antecederam a pandemia, a aviação emitiu aproximadamente um bilhão de toneladas métricas de dióxido de carbono por ano, quase o mesmo que todo o continente sul-americano em 2021. E os números estão voltando rapidamente àqueles níveis conforme os passageiros retomam as viagens. Contudo, as principais companhias aéreas, inclusive seis das maiores dos Estados Unidos, comprometeram-se a zerar as emissões líquidas de carbono até 2050, se não antes. Em uma reunião realizada em outubro da Organização Internacional da Aviação Civil (OACI), agência das Nações Unidas dedicada à aviação civil, delegados de 184 países adotaram o objetivo de zerar as emissões líquidas de carbono até 2050 como um “objetivo global ambicioso de longo prazo”.

“Ambicioso” é a palavra-chave. A aviação é vista pelos especialistas como um setor de transição difícil no processo de zerar as emissões líquidas de carbono, pois atualmente não existem tecnologias simples e prontas para o mercado que possam reduzir de forma drástica suas emissões de carbono. E o qualificador “líquidas” que acompanha o objetivo significa que as companhias aéreas podem responder por qualquer CO2 que continuem a emitir, seja recorrendo às tradicionais compensações de carbono, uma prática bastante criticada, ou por meio da captura de dióxido de carbono diretamente da atmosfera.

Aviação emite gases de efeito estufa ao queimar combustível - o principal utilizado é
o querosene, derivado do petróleo (Foto: Toby Melville/Reuters)

Os cientistas também descobriram que as trilhas de condensação – aquelas nuvens ralas e de curta duração que às vezes aparecem como rastro de um avião – afetam a temperatura do planeta, talvez ainda mais do que o dióxido de carbono liberado pelas aeronaves. Tudo isso contribui para um cenário complexo, principalmente levando em consideração que a demanda global da aviação deverá duplicar nos próximos 20 anos.

Mas novas tecnologias estão em desenvolvimento, como as aeronaves movidas a hidrogênio, os aviões totalmente elétricos e o combustível de aviação sintético feito de dióxido de carbono extraído da atmosfera. Várias companhias aéreas já começaram a adicionar uma pequena quantidade de biocombustível de combustão mais limpa – conhecido no setor como combustível sustentável de aviação (SAF, na sigla em inglês) – ao seu abastecimento habitual, uma tendência que deve se intensificar. Muitas empresas estão se adiantando às regulamentações governamentais, investindo em melhorias na eficiência para diminuir as emissões e, em alguns casos, fazendo grandes apostas em inovações que são tiros no escuro, mas poderiam reduzir drasticamente as emissões no futuro.

“Temos que começar agora”, disse Steven Barrett, professor de aeronáutica e astronáutica do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) e diretor do Laboratório de Aviação e Meio Ambiente da instituição. “Há uma inércia tão grande no sistema que é preciso de verdade começar por conta própria décadas antes.”

Mas a mudança não está acontecendo tão depressa quanto poderia, disse Pedro Piris-Cabezas, diretor sênior de transporte global e economista-chefe do Fundo de Defesa Ambiental (EDF, na sigla em inglês), um grupo ambientalista sem fins lucrativos com sede em Nova York.

Ele observou que os delegados daquela reunião de outubro da OACI ainda não tinham adotado um plano concreto para alcançar seu objetivo em 2050. “Precisamos que essas metas de curto e médio prazo comecem a se tornar mais rigorosas”, disse Piris-Cabezas.

Rumo aos combustíveis alternativos

As companhias aéreas já estão investindo em melhorias que podem proporcionar vitórias relativamente rápidas: deixar de usar as aeronaves mais antigas, encontrar rotas mais eficientes, fazer com que seus aviões taxiem com apenas um motor ligado. Mas essas medidas têm efeitos limitados.

Outra inovação de curto prazo é o combustível sustentável de aviação, um tipo de biocombustível que costuma ser feito a partir de óleo de cozinha usado e biomassa semelhante. Durante seu ciclo de vida, o SAF produz menos dióxido de carbono que o combustível de aviação convencional, com o qual ele pode ser misturado. No entanto, a produção de SAF continua limitada e tem custo elevado, por isso a adesão a ele pelas companhias aéreas tem sido lenta, com elas misturando pequenas quantidades dele ao seu estoque de combustível convencional em locais específicos.

Contudo, o entusiasmo dentro do setor é grande. “Nós amamos o SAF como uma indústria”, disse Sara Bogdan, chefe de sustentabilidade e governança ambiental e social da JetBlue Airways. Ela disse que o SAF é adicionado ao combustível convencional no abastecimento das aeronaves da JetBlue que partem dos aeroportos internacionais de São Francisco e Los Angeles. A escolha dos locais não é aleatória: um dos poucos grandes fornecedores de SAF tem uma instalação de produção na Califórnia, além disso, o estado aprovou uma lei para combustíveis com baixa emissão de carbono que incentiva o SAF e outras alternativas.

Setor busca alternativas para se descarbonizar (Foto: Daniel Teixeira/Estadão)

A United Airlines também concentrou o uso do SAF em alguns de seus voos na Califórnia. Lauren Riley, diretora de sustentabilidade da empresa, disse que o SAF era misturado ao combustível de todos os aviões da United que partiam do Aeroporto Internacional de Los Angeles, desde 2016, e do Aeroporto de Schiphol, em Amsterdam, desde o ano passado. A United também reuniu um grupo de empresas – entre elas a Deloitte, a Nike e a Siemens – que pagam para ajudar a companhia aérea a cobrir os custos adicionais com o SAF em suas viagens de negócios.

“Comprar combustível sustentável de aviação por conta própria seria de duas a quatro vezes mais caro do que o custo do combustível de aviação convencional”, disse Lauren. “Não podemos arcar com isso sozinhos.”

Lauren acrescentou que, em qualquer ano, o SAF representa menos de 0,1% do fornecimento total de combustível da United – um valor que vale para todo o setor. A United e a JetBlue estão entre as mais de vinte companhias aéreas que participam de uma aliança, liderada pelo Fórum Econômico Mundial, que se comprometeu a tornar o SAF responsável por 10% do abastecimento de combustível da aviação até 2030.

Mas Piris-Cabezas advertiu que é fundamental se proteger contra o risco de, por exemplo, o óleo de cozinha supostamente usado na produção do SAF não ser de fato óleo de palma fresco que nunca entrou numa cozinha. Em uma situação como essa, afirmou, o SAF feito a partir de biomassa poderia, na verdade, ter um impacto negativo, promovendo o desmatamento de florestas para plantações de monoculturas.

“É extremamente importante garantir que tenhamos um sistema robusto, com rastreabilidade e que incentive apenas combustíveis de confiança que não terão esses impactos negativos nas florestas”, disse Piris-Cabezas, que classificou o SAF em circulação hoje como “não transparente” e observou que os consumidores poderiam pressionar as companhias aéreas por uma maior transparência.

Combustível da atmosfera

Transparência à parte, há um empecilho importante para a produção de grandes volumes de SAF, disse Andreas Schäfer, diretor do Laboratório de Sistemas de Transporte Aéreo da Universidade College London: não temos óleo de cozinha usado o suficiente ou resíduos de biomassa semelhantes para produzir algo próximo da quantidade de combustível que a aviação requer. (Schäfer também disse que combustível sustentável de aviação não é um nome adequado: “Deveria ser combustível mais sustentável de aviação”, afirmou, porque a alternativa ainda emite dióxido de carbono.)

Os cientistas estão pesquisando fontes alternativas de carbono para o SAF, incluindo algas, restos de gramas cortadas e resíduos alimentares. Mas talvez a possível fonte mais intrigante seja o ar que respiramos, que, naturalmente, está repleto de dióxido de carbono.

Os pesquisadores já desenvolveram a tecnologia para este processo, conhecida como “power to liquid” (energia para líquidos, em tradução livre). Ela usa ventiladores enormes para remover o dióxido de carbono da atmosfera e, em seguida, extrair o carbono da molécula de CO2 antes de combiná-lo com o hidrogênio produzido a partir de eletrólise da água, que acontece usando energia renovável. O resultado é um hidrocarboneto que pode ser usado como combustível para um avião.

“É promissor”, disse Schäfer, “porque houve um desenvolvimento bastante rápido nesta área. O principal desafio é o custo elevado”.

Esse custo deve-se principalmente à enorme quantidade de energia limpa necessária para produzir o combustível em volumes consideráveis. Porém, o custo da eletricidade de fonte renovável está caindo tão depressa que, até 2035, as tecnologias que convertem eletricidade em combustível sintético com emissão neutra de carbono poderiam ser mais baratas de se produzir do que a maioria dos SAF feitos com biomassa.

Outra inovação tem estado no radar desde, pelo menos, a Guerra Fria: os aviões movidos a hidrogênio. Mas os desafios de engenharia nesse caso são consideráveis. Por ser um gás, o hidrogênio é volumoso demais para ser armazenado em quantidades adequadas a bordo de um avião, então precisa ser resfriado até -253 °C, a temperatura na qual o hidrogênio se condensa num líquido. Também seria necessário construir infraestruturas criogênicas para abastecimento e armazenamento nos aeroportos de todo o mundo.

Entretanto, a tecnologia existe: a NASA e a Agência Espacial Europeia a utilizam com sucesso há muito tempo, e os pesquisadores de empresas como a Airbus e a Rolls-Royce estão trabalhando para adaptar a tecnologia à aviação comercial.

“Com o hidrogênio, é possível realmente chegar ao ponto em que não há emissões de carbono”, disse Lahiru Ranasinghe, gestora sênior de sustentabilidade da easyJet, companhia aérea europeia de baixo custo que está investindo na tecnologia a base de hidrogênio.

Aeronaves movidas a eletricidade são outra opção com baixa emissão de carbono. Devido às limitações atuais de baterias para acionar seus motores, as aeronaves totalmente elétricas não têm força suficiente para voos de longa duração, mas poderiam oferecer uma solução para aviões menores voarem rotas mais curtas. Nesta área, a Noruega parece estar abrindo o caminho. De acordo com a Avinor, a operadora aeroportuária norueguesa, todas as aeronaves usadas em voos domésticos no país devem ser totalmente elétricas até 2040. A Wideroe, companhia aérea norueguesa com destaque na região, planeja ter sua primeira aeronave totalmente elétrica em serviço até 2026.

Um inimigo ralo e congelante do clima

O setor de aviação tem focado em cortar as emissões de carbono, mas muitos estudiosos dizem que há uma missão mais simples em termos de redução do impacto dos voos no clima. Descobriu-se que as trilhas de condensação têm um efeito enorme na temperatura do planeta.

“Sabemos há mais de 20 anos que, em um grau muito elevado, o aquecimento provocado pelas trilhas de condensação tem sido bastante significativo – e comparável ao causado pelo CO2″, disse Barrett, do MIT.

A ciência por trás disso não é simples, disse Barrett, porque o efeito do rastro depende da hora do dia em que ele é lançado na atmosfera. À noite, as trilhas de condensação conservam o calor irradiado pela superfície terrestre, levando a um aquecimento adicional. Mas durante o dia, os rastros também irradiam a energia do sol de volta para a atmosfera e podem, na verdade, causar um efeito de resfriamento. Entretanto, estudos mostram que o impacto global no geral é um aquecimento considerável – algo em torno de metade a três vezes o efeito das emissões de dióxido de carbono do setor de aviação.

Barrett está trabalhando em parceria com a Delta Air Lines para analisar como fazer pequenas mudanças nas rotas de voo poderia ajudar. Ele diz que há potencial para conquistas simples: os rastros se formam apenas em condições específicas (quando está frio e úmido) e em faixas limitadas de altitude. Isso significa que é relativamente fácil – e barato – para as companhias aéreas redirecionar seus aviões e evitá-los.

“Acabar com as trilhas de condensação é uma ação importante para mitigar o impacto da aviação no clima”, disse ele.

David Victor, codiretor da Deep Decarbonization Initiative (Iniciativa de Descarbonização Profunda) da Universidade da Califórnia em San Diego, fez coro sobre a importância de abordar os impactos do aquecimento provocado pelos rastros, assim como Schäfer, da Universidade College London.

Mas em relação às iniciativas do setor para cortar as emissões de carbono, Victor argumentou que, num mundo ideal, o mercado de compensação de carbono estaria fora de cogitação.

“O histórico de demonstrar virtudes é tão atroz”, disse Victor a respeito das tradicionais compensações de carbono. “Você tem essa enxurrada de compensações de lixo no mercado. Isso tem feito cair o preço como um todo, assim como a qualidade.”

Ele sugeriu que os viajantes preocupados com o tema poderiam usar uma calculadora on-line de pegada de carbono para ver como seus hábitos de voo se enquadram no impacto geral no clima. Mas frisou que as decisões individuais só vão fazer diferença nas margens; o sistema todo precisa de uma mudança radical, afirmou.

“Se fizermos tudo isso de uma forma que nos torne infelizes, então não é sustentável”, disse Victor. “Tem que ser algo que toda a sociedade vai fazer.”

Via Paige McClanahan - Tradução: Romina Cácia (Estadão)

Quão longe você pode voar em um jato jumbo movido a bateria?

A resposta explica por que os carros elétricos estão por toda parte, mas as aeronaves elétricas ainda são uma novidade.

A melhor coisa sobre os carros elétricos é que eles não queimam combustíveis fósseis, adicionando dióxido de carbono à atmosfera e contribuindo para as mudanças climáticas. Não podemos continuar queimando essas coisas para sempre .

Mas enquanto os carros elétricos são cada vez mais comuns, as aeronaves elétricas estão apenas começando a decolar . Claro, existem drones com motores elétricos, veículos do tipo quadricóptero grandes o suficiente para transportar uma pessoa e até algumas aeronaves comerciais elétricas (a Air Canada encomendou recentemente 30 desses aviões da Heart Aerospace).

Ainda assim, existem alguns desafios significativos no uso de baterias para voar, e é por isso que você provavelmente nunca fez uma viagem em um avião elétrico. Aqui estão alguns dos problemas de física com os quais os engenheiros de aviação terão que lidar primeiro.

Física do Voo

Os objetos na Terra permanecem no solo devido à sua interação gravitacional com o planeta, o que cria uma força descendente. Para sair do chão e permanecer no ar, um avião precisa de uma força de empuxo para cima que seja igual em magnitude à força gravitacional. Para aeronaves, essa força é chamada de sustentação e se deve à interação entre as asas do avião e o ar.

Como exatamente uma asa fornece sustentação? Uma asa é uma superfície angular que se move através do ar, composta de pequenas moléculas que são essencialmente estacionárias. Imagine essas moléculas como sendo como neve, e a asa como um arado que as empurra, desviando-as para baixo, mas também ligeiramente para a frente. Se a asa empurra o ar, então o ar deve empurrar a asa para trás na direção oposta – o que neste caso significa principalmente para cima. Esta é a força de sustentação.

Na verdade, como a força do ar empurra principalmente para cima, mas também empurra ligeiramente para trás, na direção oposta ao movimento da asa, frequentemente dividimos essa interação em duas forças. A força que empurra para cima é chamada de sustentação, e a força para trás é o arrasto. Observe que essas duas forças estão conectadas. Você não pode ter sustentação sem arrasto, porque eles são da mesma interação.

Você pode alterar a magnitude da força de sustentação em uma asa. Se o avião estiver viajando mais rápido, ele colidirá com mais ar e produzirá uma sustentação maior – mas também um arrasto maior. Se você deseja que a aeronave voe em um caminho nivelado, sua sustentação deve ser igual ao seu peso. Quando um avião diminui sua velocidade abaixo de um determinado valor (que depende das características desse avião em particular), ele começará a cair.

A força de sustentação também depende da área das asas. Asas maiores colidem com mais ar para produzir maior sustentação. Por fim, a sustentação também depende do ângulo que a asa se move no ar, que é chamado de “ângulo de ataque”.

Com todos esses parâmetros, às vezes é mais fácil caracterizar uma aeronave em particular com um valor chamado “taxa de planeio”. Imagine um avião sem impulso para a frente, que é o que aconteceria se os motores fossem desligados. Agora, a força de arrasto que empurra para trás fará com que a velocidade do avião diminua. No entanto, se a aeronave se mover para baixo (para uma altitude menor) enquanto continua a voar para frente, ela pode usar a força gravitacional para continuar se movendo a uma velocidade constante, mas não manterá um vôo nivelado. Essa proporção de quanto ele se move horizontalmente em comparação com o quanto ele cai verticalmente é a taxa de planeio (como essa proporção realmente depende da conexão entre sustentação e arrasto, ela é igual ao valor da força de sustentação dividida pela força de arrasto, geralmente chamada de relação L/D).

Um avião típico terá uma taxa de planeio de cerca de 15 para 1 (ou apenas 15), o que significa que ele avançará 15 metros e cairá 1 metro durante o voo sem motor. Um planador sem motor pode ter uma proporção de mais de 40 para 1.

Força para voar

Se você deseja que uma aeronave viaje a uma velocidade constante em vôo nivelado, precisará de algum tipo de empuxo. Tem que haver alguma força empurrando o avião para frente para equilibrar a força de arrasto que empurra para trás. Tanto os jatos quanto os veículos movidos a hélice fazem isso essencialmente pegando o ar e jogando-o para trás, através de um motor ou passando por uma hélice, para fornecer uma força de avanço.

Aumentar a velocidade do ar requer energia. Aeronaves convencionais obtêm essa energia por meio da combustão de combustível de aviação - mas poderia ser facilmente proveniente de uma bateria elétrica ou de qualquer outra fonte de energia. O importante é que não pode fazer isso apenas uma vez; ele tem que continuamente empurrar o ar para fornecer impulso. Se parar, a aeronave passará de voo motorizado para voo planado e provavelmente voltará ao solo muito cedo.

Vamos pensar na potência necessária para voar a uma velocidade constante. Definimos potência como a taxa de variação da energia. Digamos que você pilote este avião por 100 segundos (esse é o nosso Δt ) e use uma energia total de 200 joules ( ΔE ). Então a potência seria ΔE / Δt = 2 joules por segundo. Isso é o mesmo que 2 watts.

Como estimamos a potência necessária para pilotar um avião? Um método seria apenas pilotá-lo e, em seguida, verificar quanto combustível foi consumido. Mas eu quero uma maneira de aproximar esse valor sem realmente entrar em uma aeronave, então aqui está uma maneira de fazer isso usando a razão de planeio. Imagine que tenho um avião sem energia planando em algum ângulo. Depois que ele cai 1 metro, eu o levanto de volta à sua altura original. Levantar um avião a uma altura h requer uma energia de m × g × h , onde m é a massa do avião e g é o campo gravitacional. (Na Terra, isso tem um valor de 9,8 newtons por quilograma.) Aqui está um diagrama de como isso se parece:

Tenho a energia necessária para erguer o avião, mas para calcular a potência também preciso do tempo que leva para que esse movimento aconteça. Se a aeronave estiver viajando com uma velocidade v , ela percorrerá uma certa distância s , e exigirá um intervalo de tempo entre as elevações de Δt = s / v . Juntando tudo isso, obtenho a seguinte expressão para o poder:

Essa expressão tem a razão de h/s , que é exatamente o inverso da razão de planeio. Vamos chamar a taxa de planeio de G . Isso significa que a potência para pilotar a aeronave será:

Se a massa estiver em quilogramas e a velocidade em metros por segundo, a potência estará em watts.

Só por diversão, vamos tentar isso para um Boeing 747. Há várias variantes do 747, então vou apenas escolher alguns valores. Vamos com um peso de 800.000 libras e uma velocidade de cruzeiro de 800 quilômetros por hora (precisarei fazer algumas conversões de unidade para esses valores). Finalmente, irei com uma razão de planeio de 15 , o que parece razoável. Com isso, obtenho um requisito de potência de cruzeiro de 5,26 x 10 7 watts, ou cerca de 70.000 cavalos de potência. Isso é muito, mas lembre-se que este é um jato gigante.

Que tal uma aeronave menor como um Cessna 172? Tem uma massa de 1.111 kg com uma velocidade de cruzeiro de 226 km/h. Isso colocou sua potência em 45.600 watts, ou apenas 61 cavalos de potência. Obviamente, um avião pequeno não deveria exigir tanta potência quanto um avião grande, então isso faz sentido.

Energia e Massa Armazenadas

Por que os aviões usam combustíveis fósseis em vez de bateria para voar? A razão é que você pode obter muita energia queimando gasolina de aviação (para aeronaves a hélice) ou combustível de aviação (para jatos - obviamente).

A ideia-chave aqui é o que chamamos de “densidade de energia”. Na verdade, existem duas versões de densidade de energia. Existe a energia armazenada por unidade de volume (em joules por litro) ou a energia armazenada por unidade de massa (em joules por quilograma), que costuma ser chamada de energia específica .

Vamos voltar ao exemplo do 747. A maioria das variantes deste avião tem uma capacidade de combustível em torno de 200.000 litros, o que é realmente muito combustível. Com uma densidade de cerca de 0,8 quilograma por litro, isso lhe dá uma massa de combustível de 160.000 quilos. A energia específica do combustível de aviação é de cerca de 12.600 watts-hora por quilo. Isso significa que, com 1 quilo de combustível, você pode obter uma potência de 12.600 watts por uma hora – supondo que você possa usar toda a energia, o que não pode.

Digamos que a eficiência geral do avião seja de 35% (o que é o mesmo que dizer que cada motor a jato é 35% eficiente). Isso significa que 1 quilo de combustível fornecerá apenas 4.410 watts por uma hora. Mas você vê onde isso vai dar, certo? Eu sei a quantidade de combustível no 747 e a potência necessária. Com isso, posso calcular o tempo de voo (e também a distância de voo). Acionar os números me dá um tempo de voo de 13,5 horas e uma distância de cerca de 10.000 quilômetros, ou 6.200 milhas. Isso é apenas um cálculo aproximado, mas parece legítimo.

Agora suponha que eu pegue todo aquele combustível de aviação e o substitua por baterias. Suponha que eu possa substituir os motores a jato por motores turbofan elétricos equivalentes ou algo assim. Então, é uma bateria de 160.000 quilos. Os carros elétricos usam uma bateria de íons de lítio, e a melhor energia específica que você pode obter é de cerca de 250 watts-hora por quilo. Agora você já pode ver o problema. Se eu assumir que um motor elétrico é 50% eficiente, nosso 747 movido a eletricidade poderia voar por 22,7 minutos com um alcance de 304 quilômetros. Esqueça aquela viagem ao Havaí.

Na verdade, é ainda pior do que isso. Ignorei a energia extra necessária para levar a aeronave à altitude de cruzeiro em sua velocidade de cruzeiro. Nem chegaria tão longe.

Ajudaria ter uma aeronave menor como o Cessna 172? Claro, ele consome menos energia, mas também carrega menos combustível – cerca de 170 quilos. Se substituirmos esse combustível por uma bateria de íons de lítio, ela poderá voar por cerca de 30 minutos. Isso ainda não é ótimo. Se você reduzir a velocidade de 220 km/h para 150 km/h, poderá obter um tempo de voo de cerca de 42 minutos, mas não conseguirá realmente obter uma distância melhor, pois estará voando mais devagar.

Então, talvez as baterias de íons de lítio não sejam a melhor opção. E algumas outras fontes de energia? Vamos apenas tentar algumas coisas para nos divertir.

Que tal um avião movido a energia nuclear? Se você pegar o urânio-235 e dividi-lo em partes (como em um reator), poderá obter 79 milhões de megajoules por quilograma. Isso é 7,9 x 10 13 joules para um quilograma de combustível. Ainda assim, você não pode simplesmente jogar um pouco de urânio em um avião e esperar obter energia. Um reator nuclear não contém apenas combustível, ele tem todos os tipos de outras coisas para transformar a reação nuclear em energia. A coisa mais importante que você precisa é de uma blindagem pesada para proteger os humanos a bordo da radiação . Isso adiciona muito mais massa. Mas ainda assim, é possível. Apenas 1 quilo de combustível seria suficiente para um 747 voar por mais de 200 horas.

Se os aviões nucleares parecem muito com uma ideia da Guerra Fria (porque eram), que tal algo mais razoável, como uma aeronave movida a elástico? Eles seriam como aqueles aviões de brinquedo que você costumava construir com a hélice de corda, só que maiores e com mais elásticos. Acontece que eu medi anteriormente a energia específica para um elástico torcido. Descobri que com apenas um quilo de elásticos você pode armazenar 6.605 joules, para uma energia específica de 6.605 joules/kg. Se você retirar o combustível de um 747 e substituí-lo por 160.000 kg de elásticos, obterá um tempo de voo de 10 segundos. Isso seria divertido, mas você não teria tempo para assistir a um filme ou mesmo para sua bebida grátis. Pelo menos você poderia dizer que voou em um avião de elástico.

E se o avião fosse movido por ter os passageiros andando em um monte de bicicletas ergométricas? Um 747 pode facilmente transportar 500 passageiros, e um humano pode produzir uma potência de 75 watts por um período de oito horas (ou um dia de trabalho). Mas isso dá apenas uma potência total de 37.500 watts. Isso é apenas 0,07% da potência necessária para voar em velocidade de cruzeiro. Então isso também não vai funcionar.

Ainda assim, é uma espécie de alívio. A única coisa pior do que abastecer aviões com combustíveis fósseis pode ser abastecê-los com pessoas.

Via Rhett Allain (Wired)

O avião elétrico X-57 Maxwell da NASA se aproxima do primeiro voo com testes térmicos bem-sucedidos

A NASA concluiu com sucesso o teste térmico dos controladores do motor de cruzeiro de seu avião elétrico X-57 Maxwell, levando o projeto de voo experimental um passo próximo de seu primeiro voo.

O X-57 Maxwell foi feito modificando uma aeronave leve italiana Texnam P2006T
para ser alimentada por um sistema de propulsão elétrica (Foto: NASA/Carla Thomas)

A NASA anunciou que sua aeronave totalmente elétrica X-57 Maxwell concluiu o teste térmico de seus controladores de motor de cruzeiro, alcançando outro marco na jornada em direção ao seu primeiro voo. O teste térmico validou o design, a operacionalidade e a qualidade dos controladores, que são componentes críticos que alimentam os motores elétricos experimentais do X-57.

O que é a aeronave elétrica X-57 Maxwell da NASA?

O X-57 Maxwell é a primeira aeronave experimental totalmente elétrica da agência. O principal objetivo do projeto é compartilhar o projeto baseado em propulsão elétrica do X-57 com os reguladores, em uma tentativa de avançar nas abordagens de certificação para aeronaves elétricas emergentes.

O X-57 Maxwell foi feito modificando uma aeronave leve italiana Texnam P2006T para ser alimentada por um sistema de propulsão elétrica. O uso de um projeto de aeronave existente é útil porque os dados dos modelos normais, movidos por motores de combustão interna, podem ser comparados aos dados produzidos pelo mesmo modelo que usa propulsão elétrica.

Teste térmico dos controladores do motor de cruzeiro X-57 Maxwell

(Foto: Divulgação/NASA/Lauren Hughes)

Os controladores do motor de cruzeiro transformam a energia armazenada nas baterias de íon-lítio da aeronave em eletricidade que alimenta seus motores, que por sua vez, acionam as hélices. É importante que esses sistemas sejam capazes de resistir a temperaturas extremas durante o voo. Esses controladores usam transistores de carboneto de silício para fornecer 98% de eficiência à medida que a aeronave decola e navega, o que significa que eles não geram muito calor. Eles podem ser resfriados pelo ar que flui através do motor.

Durante o teste realizado no Glenn Research Center da NASA em Cleveland, cada um dos controladores sobreviveu a uma faixa de temperaturas de -23 graus Celsius a 63 graus Celsius. Enquanto isso acontecia, a equipe de testes monitorava de perto as respostas de temperatura dos componentes de potência e dos componentes de controle nos controladores do motor de voo, garantindo que permanecessem dentro dos limites permitidos.

Agora que os testes térmicos dos controladores de vôo foram concluídos, o próximo passo para o X-57 é uma próxima revisão de prontidão de vôo no Armstrong Flight Research Center da agência espacial na Califórnia. Depois disso, o X-57 Maxwell estará pronto para voos de pesquisa.

Via IE Online

Air New Zealand e Embraer assinam acordo de colaboração para programas de aeronaves sustentáveis ​​da próxima geração

A Embraer torna-se parceira de longo prazo da Air New Zealand no programa 'Mission Next Gen Aircraft'. Air New Zealand é a nova integrante do Grupo Consultivo Energia da Embraer.

A Air New Zealand assinou um acordo para ingressar no Grupo Consultivo do projeto Energia da Embraer – formado por companhias aéreas, empresas de leasing, fabricantes e outros integrantes do mercado de aviação – que avaliaram o projeto, com o objetivo de desenvolver aeronaves ecológicas para o futuro.

Além disso, a Embraer se tornou a mais nova parceira de longo prazo na iniciativa “Mission Next Gen Aircraft”, da Air New Zealand, esteve ao lado da companhia para acelerar o desenvolvimento e introdução de tecnologia de aeronaves de emissão zero para a frota regional da Nova Zelândia.

Com a iniciativa, as empresas trabalharão juntas no design para aeronaves sustentáveis ​​de próxima geração. A Air New Zealand é uma companhia aérea com a missão de conectar clientes e produtos em 20 regiões diferentes da Nova Zelândia, exigindo requisitos complexos em sua frota regional.

De acordo com a diretora de Sustentabilidade da Air New Zealand, Kiri Hannifin, a companhia aérea tem metas ousadas na área, que não será alcançada por meio de uma estratégia de negócios convencional. “A Mission Next Gen Aircraft visa acelerar a tecnologia e a infraestrutura necessária para descarbonizar nossos voos domésticos, unindo forças com os principais desenvolvedores e fornecedores de infraestrutura de aeronaves do mundo”, diz.

“Queremos ser líderes na implantação de aeronaves com emissões zero na Nova Zelândia. Ter a Embraer como parceira de longo prazo aumentará o conhecimento em ambas as partes sobre a tecnologia de aeronaves de emissão zero. Desta forma, a Embraer também terá a confiança de que está desenvolvendo um produto viável para nós”, destaca Hannifin.

“Como líder global em aeronaves regionais, a Embraer está bem posicionada para trazer tecnologias disruptivas primeiro para aeronaves menores. A Air New Zealand, operadora de uma rede regional ampla, complexa e diversificada, é a colaboradora perfeita e estamos orgulhosos de fazer parte desta iniciativa”, disse Arjan Meijer, Presidente e CEO da Embraer Aviação Comercial.

“As aeronaves menores regionais serão as primeiras plataformas nas quais novos sistemas de combustível e propulsão poderão ser apresentados de forma eficaz. A Embraer espera contribuir com a iniciativa da Air New Zealand, e também trazer sua experiência ao projeto de energia da Embraer”, completa Meijer.

Via Embraer - Imagem: Divulgação

Primeiro avião cargueiro modificado com ‘pele de tubarão’ entra em serviço

A primeira aeronave de carga do mundo modificada com a tecnologia de superfície AeroSHARK que economiza combustível entrou em serviço regular em Frankfurt na sexta-feira (3).

Depois que a SWISS transportou passageiros desde outubro com o primeiro Boeing 777-300ER modificado dessa maneira, a Lufthansa Cargo está agora estreando essa tecnologia no frete aéreo com seu primeiro 777F. A modificação, desenvolvida em conjunto pela Lufthansa Technik e a BASF, permite que ambos os tipos de Boeing 777 alcancem economias de combustível e emissões da ordem de um por cento.

A modificação do AeroSHARK foi realizada em meados de janeiro como parte de uma parada de manutenção programada para o cargueiro e concluída antes do programado.

AeroSHARK é um filme de superfície que imita a estrutura microscópica da pele do tubarão. Consiste em nervuras com cerca de 50 micrômetros de tamanho. Se o fluxo de ar na fuselagem e nas naceles do motor do Boeing 777F for otimizado dessa maneira, uma economia significativa de combustível pode ser alcançada. Para as aeronaves da Lufthansa Cargo, a Lufthansa Technik estima-se uma economia de combustível de cerca de um por cento. Extrapolado para toda a frota de 777 da Lufthansa Cargo, isso resultará em uma economia anual de mais de 4.000 toneladas métricas de querosene e quase 13.000 toneladas métricas de emissões de CO 2 , equivalente a aproximadamente 53 voos de carga diretos de Frankfurt para Xangai.

Gradualmente, a modificação do AeroSHARK agora será usada em toda a frota de cargueiros 777 da Lufthansa Cargo para tornar essas onze aeronaves mais eficientes em termos de combustível e com menos emissões. A SWISS também está aplicando a nova tecnologia em doze aeronaves Boeing 777-300ER.

A Lufthansa Technik e a BASF também pretendem desenvolver sistematicamente o AeroSHARK para tipos de aeronaves adicionais e áreas de superfície maiores para apoiar ainda mais as companhias aéreas em todo o mundo a atingir suas metas de emissões. Nos cálculos iniciais do modelo, a tecnologia sharkskin em seu estágio máximo de expansão poderia evitar emissões de CO 2 em até três por cento.

Por Gabriel Benevides (Aeroflap) - Fotos: Lufthansa Technik

Como a Airbus está usando computação de alto desempenho para projetar a aeronave do futuro

(Foto: DimeBerlin/Shutterstock)

Embora outras áreas da aviação, como experiências aprimoradas de passageiros e sistemas biométricos, também possam definir as próximas décadas, a indústria está enfrentando duas de suas maiores transições até o momento - descarbonização e digitalização. E a implementação do último certamente apoiará a busca pelo primeiro.

Talvez tenhamos que esperar um pouco pelas grandes mudanças tecnológicas que (provavelmente) virão na forma de propulsão elétrica e a hidrogênio. Enquanto isso, quaisquer ganhos incrementais de eficiência que possam ser obtidos significarão economias cruciais de combustível e impulsionarão as emissões de CO2. Além disso, o aprendizado e a implementação graduais ajudarão a informar os avanços tecnológicos.

Entender como o ar se move sobre formas complexas, como aeronaves e suas asas, ajuda os engenheiros a reduzir o arrasto e maximizar a sustentação . Para obter a melhor visão possível sobre como projetar a aeronave mais eficiente do futuro, os engenheiros da gigante aeroespacial europeia Airbus estão utilizando o que é conhecido como dinâmica de fluidos computacional (CFD).

O CFD simula fluxos de fluidos e, em seguida, produz previsões quantitativas dos fenômenos de fluxo, utilizando uma combinação de matemática, física e algoritmos de computador de alto desempenho. A Airbus está em parceria com o Centro Aeroespacial Alemão (DLR) e o Office National d'Etudes et de Recherches Aérospatiales (ONERA) para explorar como a abordagem pode ajudar a informar a aerodinâmica e aumentar a eficiência.

O chefe de aerodinâmica da Airbus, Simon Galpin, explica a abordagem assim: “Eu sempre digo que o CFD é onde a ciência encontra a arte. É uma coisa linda, uma espécie de túnel de vento computadorizado."

Previsões de fluxo "prontas para a indústria"

Renderização do modelo do programa (Imagem: Airbus)

A Galpin deu ainda continuidade à parceria com os centros de investigação aeroespacial da Alemanha e da França, estabelecida pela primeira vez em 2017 e renovada no ano passado,

“Fez sentido unir nossos esforços. Estamos desenvolvendo um código CFD de nova geração que está 'pronto para a indústria' para previsão de fluxo e igualmente aplicável a aeronaves, helicópteros e sistemas espaciais.”

O objetivo da parceria renovada é expandir a aplicação para os projetos atuais e futuros da Airbus, incluindo ZEROe com foco em hidrogênio, propulsão híbrida EcoPulse e o conceito OpenFan do programa Inovação Revolucionária para Motores Sustentáveis ​​(RISE) em colaboração com o CFM.

O trio de organizações especializadas em aeroespacial diz que já está usando CFD para amadurecer casos de teste que antes eram considerados inviáveis ​​devido à representação física limitada e capacidade computacional. Isso ajudará a informar o design da asa e do motor, a fim de aumentar a eficiência e apoiar a transição para uma aviação mais limpa.

Galpin explica: “É melhor extrair cada grama de energia de cada quilo de combustível alternativo, usando a arquitetura de aeronave mais eficiente. O uso de CFD avançado nos ajuda a eliminar o arrasto pouco a pouco.”

Atração de talentos em tecnologia

Airbus e CFM - Demonstrador de Propulsão A380 (Imagem: Airbus)

Como muitas indústrias buscam descarbonizar simultaneamente, um dos principais desafios para o setor aeroespacial será atrair talentos em tecnologias digitais relevantes. A Airbus acredita que colaborações de ponta, como esta com DLR e ONERA, atrairão futuros engenheiros para sua causa.

Pascal Larrieu, Especialista em Simulação Computacional da Airbus, comentou: “Este projeto abre portas para uma rede de pesquisa diversa, dinâmica e em toda a Europa. Estamos convencidos de que nosso trabalho ajudará a atrair futuros engenheiros aeronáuticos para se juntarem a nós no cumprimento de nossa ambição de descarbonização juntos”.

Com informações do Simple Flying