EcoPulse es un avión de demostración de propulsión eléctrica híbrida distribuida desarrollado conjuntamente por Airbus, Daher y Safran. Basado en la plataforma de aviones ligeros TBM de Daher, este proyecto comenzó en 2019 con un anuncio en Le Bourget, en el apoyo de CORAC* (el Consejo de Investigación de Aviación Civil de Francia) y cofinanciado por el gobierno francés* y la UE*.
El objetivo es avanzar en la tecnología de «tecno-ladrillos» que podrían contribuir a los esfuerzos de descarbonización de la industria de la aviación. En particular, el demostrador evaluará las ventajas de la propulsión distribuida, la eficiencia energética general a bordo (reducción de combustible) y la propulsión eléctrica de alto voltaje y la batería en términos de su potencial de integración en futuras aeronaves.
Desde el año pasado, los equipos de colaboración del proyecto en Daher, Safran y Airbus han estado preparando la configuración aerodinámica y de sistemas final de la aeronave, en particular en relación con las seis hélices eléctricas distintivas (o e-Propellers) montadas en el borde de ataque del ala, así como el novedoso sistemas a bordo de distribución eléctrica, propulsión y control de vuelo. Estos últimos pasos allanan aún más el camino para la primera aparición pública del demostrador en el Salón Aeronáutico de París y el posterior vuelo propulsado solo por electricidad, a finales de este año.
Estado actual: pruebas aerodinámicas preliminares
Desde principios de este año, Daher, el fabricante del avión TBM, ha realizado vuelos de prueba en su base de desarrollo en Tarbes, Francia, con los e-Propellers (sin motor en esta etapa) suministrados por Safran. Estos se llevaron a cabo progresivamente, comenzando con dos, luego cuatro, luego con los seis e-Propellers conectados. Cada una de estas unidades cuenta con una hélice de tres palas suministrada por DUC Propellers unida a un innovador motor eléctrico «ENGINeUS» de 50kW alojado en una cápsula inmediatamente detrás.
Esta prueba de vuelo preliminar ha permitido a los pilotos de prueba volar el avión de demostración, propulsado por el motor turbohélice original de la aeronave, para centrar su atención inicialmente en la aerodinámica, la inercia adicional y otros efectos de los pods y sus hélices en la plataforma general verificando las características de vuelo resultantes. Por lo tanto, esta fase acerca al proyecto un paso importante hacia un vuelo eléctrico híbrido distribuido a finales de este año, que utilizará las seis e-Hélices montadas en las alas activadas.
Objetivo posterior: Demostración de «Propulsión eléctrica distribuida» en vuelo
Una vez que el demostrador vuele con el modo eléctrico activado a finales de este año, marcará el punto en el que la ‘razón de ser’ del proyecto, la Propulsión eléctrica distribuida (DEP), realmente cobrará vida por primera vez. En esencia, DEP significa que una sola fuente de energía eléctrica independiente, o una combinación de ellas, puede proporcionar energía para varios motores distribuidos por toda la aeronave.
En el caso de EcoPulse, la nueva batería integrada de alto voltaje (alrededor de 800 V CC), suministrada por Airbus, proporciona energía para los seis SmartMotors con el turbogenerador compacto de 100 kW a bordo proporcionado por Safran, que contiene una turbina de gas compacta acoplada a un generador eléctrico. El desafío de Airbus para desarrollar la batería fue hacerla liviana, compacta, con una potencia y densidad de energía muy altas, además de cumplir con las regulaciones ambientales (REACH de la UE, etc.) y de operación segura.
En el corazón de la arquitectura DEP se encuentra una Unidad de Distribución y Rectificación de Energía (PDRU) que es responsable de proteger la red de alto voltaje y distribuir la energía eléctrica disponible, así como los arneses de energía de alto voltaje, ambos desarrollados por Safran.
DEP también permite el control diferencial del empuje. En otras palabras, los SmartMotors serán controlados individualmente por la Computadora de Control de Vuelo (FCC), desarrollada por Airbus, para realizar el control lateral (reduciendo así la dependencia de un gran timón de cola físico y/o alerones, reduciendo potencialmente el peso y la resistencia), así como tareas de control de velocidad.
Mientras tanto, Daher ha proporcionado algunas modificaciones en la cabina que permiten al piloto simplemente activar los diversos modos DEP (como el control de par o el control de velocidad) a través de un nuevo panel especial y luego volar la aeronave usando el acelerador para obtener potencia (que comprende simplemente palancas de acelerador izquierda y derecha). – uno para cada ala-; y una palanca lateral para controlar la dirección y trayectoria general de la aeronave.
La gran ventaja para los pilotos es que no tendrán que pensar en lo que está haciendo cada e-Propeller y/o superficie de control de vuelo en tiempo real, ya sea de forma aislada o en combinación, ya que la FCC se encarga de todo ese aspecto. Simplemente tienen que decirle a la aeronave lo que quieren que haga, a través de los controles de vuelo.
Tras las últimas pruebas de vuelo preliminares con las seis cápsulas (sin motor), los equipos prepararán la instalación completa, la activación y las pruebas en tierra del tren de potencia de alto voltaje, incluido el turbogenerador, la batería y las e-Propellers operativos. Posteriormente, el demostrador EcoPulse real hará su primera aparición pública, mostrando su configuración externa final en el Salón Aeronáutico de París de este año en Le Bourget. Los visitantes del espectáculo pueden ver EcoPulse «de cerca» en el «stand de Paris Air Lab» en exhibición estática. Luego, en algún momento a finales de este año, se espera que el demostrador realice su vuelo con el DEP totalmente activado.
