Si hay algo importante que está frenando una revolución eléctrica en el mundo de la aviación, es el almacenamiento de energía. Hay muchos científicos investigando cómo aumentar la densidad de energía de las baterías, y otros muchos trabajando para hacer de los trenes de potencia de células de hidrógeno el estándar para los vuelos futuros.
De cualquier manera, va a suceder en las próximas décadas, y una nueva compañía de Minneapolis está dirigiendo su atención al otro elemento crítico del sistema de propulsión. H3X Technologies ha diseñado un motor eléctrico integrado que, según dice, puede proporcionar la misma potencia sostenida que algunos de los mejores motores del mercado con un tercio o menos del peso total.
El peso, por supuesto, es un gran problema en la aviación, y eso se duplica en el caso de los aviones eléctricos. Cada kilo que se lleva al cielo representa un kilo menos de carga útil que se puede llevar, una reducción en la autonomía de la batería o del depósito de hidrógeno, y en última instancia una pérdida económica para el propietario.
Con los aviones eléctricos pequeños y medianos empezando a entrar en servicio comercial, y el largamente prometido ascenso del segmento de taxi aéreo eVTOL siempre a la vuelta de la esquina, H3X ve grandes oportunidades por delante para un monstruo ahorrador de peso como su motor HPDM-250.
La primera versión pesará 15 kg, con 200 kW de potencia continua, llegando a un pico de hasta 250 kW. Eso es 13,3 kilovatios continuos por kilogramo, una extraordinaria densidad de potencia. Para comparar, el motor de flujo axial Magnax tiene 15 kW/kg – pero eso es el pico de potencia; su densidad de potencia continua es más bien de 7,5 kW/kg.
Y eso en sí mismo es absolutamente excepcional. El motor usado en el primer vuelo de avión eléctrico comercial del mundo el año pasado por ZeroAvia fue un Magnix Magni500 – sí, hay compañías de motores eléctricos competidoras llamadas Magnix y Magnax – y la densidad de potencia es más 4,2 kW/kg.
Además, ninguno de los motores anteriores tiene un inversor incorporado, por lo que hay un peso extra que hay que llevar: 12 kg en el caso del sistema de Magnix. El diseño del H3X tiene su inversor integrado en su cuerpo de prisma hexagonal.
La mayor eficiencia del motor es de 20.000 rpm, lo que es mucho más rápido de lo que se haría con una hélice, por lo que el H3X también puede equiparlo con una caja de engranajes planetarios integrada con una relación de reducción de 4:1, lo que supone un coste de peso de sólo tres kilos adicionales.
El fundador y director ejecutivo de H3X, Jason Sylvestre, nos dice que el equipo podría haber diseñado el motor para que gire más lentamente y eliminar la caja de cambios, pero la eficiencia general y la densidad de potencia se habrían visto afectadas.
La eficiencia máxima combinada del H3X HPDM-250 entre el motor, la caja de engranajes y el inversor en esta configuración – la más probable de ser usada a bordo de un avión eléctrico – es del 92,9%. Esto es más o menos la eficiencia energética del Magni500, sólo que con una potencia mucho mayor por unidad de peso. Su densidad de potencia continua con la caja de cambios a bordo es de 11,1 kW/kg, todavía muy lejos de la competencia.
Sustituir un motor de 50 kg por uno de 18 kg proporcionará una gran ventaja, pero los beneficios aumentarán cuanto más motores utilicen este diseño.
Más información: www.h3x.tech
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