O coração frio que alimenta nossa aeronave ZEROe

Estamos desenvolvendo tanques criogênicos inovadores para tornar realidade o voo movido a hidrogênio.

O hidrogênio é a chave para nossa missão de trazer aeronaves com emissão zero para o mercado até 2035, mas ele precisa ser armazenado a uma temperatura excepcionalmente fria de -253°C. Usar esta tecnologia significa desenvolver tanques criogênicos inovadores de armazenamento de hidrogênio. Felizmente, temos equipes em nossa rede com o conjunto certo de habilidades para construí-las… 

A contagem regressiva para ZEROe: Episódio 1: Tanques

Estamos constantemente procurando aproveitar tecnologias inovadoras para nos ajudar a atingir nossa meta de trazer aeronaves com emissão zero para o mercado até 2035. Um aspecto bastante fundamental disso é como forneceremos energia a essa aeronave. Como tal, estamos nos esforçando muito para aproveitar o que acreditamos ser uma opção muito atraente: o hidrogênio. 

Em termos mais simples, existem duas tecnologias principais que permitem que uma aeronave voe diretamente com hidrogênio. Você pode alimentar um motor com combustão de hidrogênio por meio de motores de turbina a gás modificados e pode usar células de combustível de hidrogênio para gerar energia elétrica. E você pode implantar uma abordagem híbrida que usa uma combinação das duas tecnologias.

Mas, independentemente dessas opções, há uma constante em ação: o hidrogênio deve ser mantido muito frio . Ele precisa ser armazenado a -253°C e mantido nessa temperatura consistentemente durante todo o voo, mesmo quando os tanques estiverem vazios.

Os tanques de armazenamento para uma aeronave movida a hidrogênio são, portanto, um componente absolutamente essencial, mas são completamente diferentes daqueles que você pode encontrar em uma aeronave tradicional. Reconhecemos imediatamente que acertar esses tanques seria vital para o sucesso de nossa aeronave ZEROe , então, cerca de 15 meses atrás, estabelecemos Centros de Desenvolvimento de Emissões Zero (ZEDCs) em Nantes, na França, e Bremen, na Alemanha, com a tarefa de projetar e fabricar os tanques de hidrogênio e começaram a trabalhar. 
 

” É uma prova real do trabalho em equipe em nossas instalações ver este primeiro tanque sendo fabricado tão rapidamente. Queremos otimizar o tanque para maior eficiência e reduzir ainda mais sua pegada ambiental: afinal, uma aeronave de emissão zero precisa estar o mais próximo possível de zero emissão durante todo o seu ciclo de vida.”

Chris Redfern, Chefe de Manufatura, ZEROe Aircraft e Chefe de Arquiteto Industrial de Propulsão

 

Aproveitando a experiência de nossos colegas nos ZEDCs

Recorremos aos nossos colegas em Nantes e Bremen porque já tinham as competências de que precisávamos para enfrentar este desafio. Bremen está próximo do Ariane Group e da Airbus Defence and Space, com sua experiência no trabalho com hidrogênio, e Nantes tem considerável expertise em estruturas metálicas. O tanque é fabricado em Nantes, e o coldbox, que cuida da gaseificação do hidrogênio líquido, é produzido em Bremen.

Este tanque não é apenas inovador tecnicamente – ele representa um afastamento dos processos tradicionais. Abraçando uma metodologia de trabalho dinâmica e ágil, as equipes adotaram uma abordagem de co-desenvolvimento onde, para progredir rapidamente, aceitaram a necessidade de inovar, testar, falhar rápido e se adaptar. Resumindo, as equipes vão direto para a fabricação de um protótipo, que eles testam e aprendem antes de desenvolver um protótipo melhorado, em vez de gastar muito tempo trabalhando em planos teóricos. 

Essa rapidez é destacada pelo progresso alcançado na obra de Nantes, onde a equipe aproveitou um depósito vazio e construiu o primeiro tanque de hidrogênio criogênico já produzido na Airbus em pouco mais de um ano. 
 

Do design ao teste e além

A jornada para trazer essa nova tecnologia ao mercado é mais ou menos assim: 

Engenheiros projetam os tanques de hidrogênio criogênico em software em Toulouse. Esses projetos são passados ​​para as equipes de Nantes e Bremen, que os revisam e exploram o processo de fabricação. Uma vez acordado o projeto, o primeiro tanque – que é testado com nitrogênio, não com hidrogênio – é desenvolvido. Aqui é onde estamos agora. 

O próximo passo é olhar para o protótipo com um olhar crítico e perguntar o que podemos fazer melhor. Os insights e dados de teste são reunidos e todas essas informações vão para o projeto de um segundo protótipo, a ser preenchido com hidrogênio. Já recebemos muitos comentários e estamos procurando, em particular, maximizar o espaço, melhorar o desempenho e simplificar o processo de fabricação. O trabalho no segundo tanque já está em andamento e levará cerca de mais um ano para ser construído e testado.

O objetivo final é ter um tanque pronto para ser instalado no demonstrador A380 até 2026-2028. 

Chris Redfern, Chefe de Manufatura, ZEROe Aircraft e Chefe do Arquiteto Industrial de Propulsão, comentou: “É uma verdadeira prova do trabalho em equipe em nossas instalações ver este primeiro tanque sendo fabricado tão rapidamente. A metodologia ágil entregou um ótimo protótipo e ajudará a impulsionar melhorias em futuras iterações. Queremos otimizar o tanque para maior eficiência e reduzir ainda mais sua pegada ambiental: afinal, uma aeronave com emissão zero precisa estar o mais próximo possível de zero emissão durante todo o seu ciclo de vida.” 

Mostramos como estamos a caminho de armazenar com segurança hidrogênio líquido dentro de uma aeronave. Mas o que acontece a seguir? Como você o aproveita para alimentar a aeronave? Nosso próximo episódio se concentrará em células de combustível e como converter hidrogênio em eletricidade.

Fonte e foto: Airbus

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