Projeto X-57 cria caminhos para a aviação elétrica
O projeto de aeronave totalmente elétrica X-57 Maxwell da NASA concluirá as atividades operacionais da aeronave até o final de setembro, com documentação e atividades de encerramento continuando por vários meses depois. A pesquisa do X-57 fornece aos pesquisadores da aviação centenas de lições aprendidas, bem como um desenvolvimento revolucionário em áreas que vão desde a tecnologia da bateria até o projeto de controle do motor de cruzeiro.
“O objetivo da NASA é impulsionar a inovação por meio de pesquisa inovadora e desenvolvimento de tecnologia. A equipe do projeto X-57 fez exatamente isso, fornecendo informações fundamentais para a indústria por meio de lições aprendidas, e estamos vendo os benefícios comprovados pelas empresas americanas de aviação comercial que pretendem mudar a maneira como voamos”, disse Brad Flick, diretor do Armstrong Flight Research Center da NASA em Edwards, Califórnia, onde a aeronave X-57 foi desenvolvida. “Estou incrivelmente orgulhoso de sua tenacidade e engenhosidade enquanto lideravam o avanço da propulsão eletrificada. O futuro da propulsão eletrificada é possível por causa de suas contribuições”.
A finalização das operações da aeronave até setembro de 2023 não incorporará o primeiro voo da aeronave X-57. O projeto encontrou vários desafios para um voo seguro, incluindo problemas mecânicos no final de seu ciclo de vida e falta de disponibilidade de componentes críticos necessários para desenvolver hardware experimental. Dado o fim planejado das operações da aeronave, o cronograma não permitiria que a equipe alcançasse condições de voo aceitáveis.
Embora a maior parte do desenvolvimento do X-57 seja concluída em setembro de 2023, a equipe concluirá oficialmente seu trabalho vários meses depois com publicações técnicas adicionais.
O objetivo principal do projeto X-57 era fornecer conhecimento sobre o projeto com foco em propulsão elétrica da aeronave e o processo de aeronavegabilidade com os reguladores. Essas informações já impactaram e continuarão impactando o desenvolvimento de abordagens avançadas de certificação para propulsão elétrica em mercados emergentes de aeronaves elétricas. O objetivo não era desenvolver um protótipo, mas desenvolver uma plataforma de teste de tecnologias e métodos de design. E a equipe fez exatamente isso, documentando e publicando as lacunas tecnológicas e suas soluções à medida que foram descobertas para que as partes interessadas do setor pudessem aproveitar essas lições o mais rápido possível.
“Eles fizeram coisas que nunca haviam sido feitas antes, e isso nunca é fácil”, disse Flick. “Enquanto nos preparamos para terminar este projeto ainda este ano, vejo uma longa lista de conquistas para comemorar e uma indústria que está melhor hoje por causa de seu trabalho.”
O X-57 faz parte do compromisso da NASA de apoiar a meta climática dos EUA de alcançar emissões líquidas zero de gases de efeito estufa do setor de aviação até 2050. Desde 2016, o projeto compartilha lições aprendidas sobre tecnologia de bateria, interferência eletromagnética, design de controlador de motor, e muito mais. A NASA continuará sua pesquisa em aeronaves elétricas por meio de outros projetos, incluindo o Electrified Powertrain Flight Demonstration .
A aeronave foi construída modificando um italiano Tecnam P2006T para ser alimentado por um sistema de propulsão elétrica. O uso de um projeto de aeronave existente permitiu que a equipe comparasse seus dados com os de um modelo básico alimentado por motores de combustão tradicionais.
Sucessos do X-57
No início do projeto, os membros da equipe do X-57 descobriram que precisariam de desenvolvimentos significativos na tecnologia de baterias. As baterias de íon-lítio instaladas na aeronave aquecem à medida que descarregam energia e muito aquecimento pode resultar em superaquecimento. O projeto trabalhou com a Electric Power Systems em North Logan, Utah, para resolver esse problema. Os engenheiros demonstraram que o novo design do sistema de bateria permaneceria dentro de limites aceitáveis e seguros enquanto alimentava a aeronave.
O design dos controladores do motor de cruzeiro é outro sucesso do projeto X-57. Esses controladores convertem a energia armazenada nas baterias de íon-lítio da aeronave para alimentar seus motores, que acionam suas hélices. Os controladores usam transistores de carboneto de silício para fornecer 98% de eficiência destinados à decolagem e cruzeiro de alta potência, o que significa que eles não geram calor excessivo e podem ser resfriados pelo ar que flui pelo motor. A equipe projetou inversores para atender aos exigentes requisitos de massa e térmicos e está compartilhando esses projetos em publicações técnicas para que a indústria possa usá-los como uma plataforma de lançamento para novos produtos de aeronaves. Mais recentemente, os controladores do motor de cruzeiro passaram por testes térmicos bem-sucedidos .
O design dos controladores do motor de cruzeiro é outro sucesso do projeto X-57. Esses controladores convertem a energia armazenada nas baterias de íon-lítio da aeronave para alimentar seus motores, que acionam suas hélices. Os controladores usam transistores de carboneto de silício para fornecer 98% de eficiência destinados à decolagem e cruzeiro de alta potência, o que significa que eles não geram calor excessivo e podem ser resfriados pelo ar que flui pelo motor. A equipe projetou inversores para atender aos exigentes requisitos de massa e térmicos e está compartilhando esses projetos em publicações técnicas para que a indústria possa usá-los como uma plataforma de lançamento para novos produtos de aeronaves. Mais recentemente, os controladores do motor de cruzeiro passaram por testes térmicos bem-sucedidos .
Durante a fase de integração, a equipe encontrou interferência eletromagnética que afetou a operação dos sistemas de bordo e exigiu uma solução. Após extensa pesquisa, a equipe projetou, desenvolveu e instalou filtros que resolveram o problema. A abordagem será adicionada aos documentos técnicos e compartilhada com a indústria e a comunidade de propulsão elétrica.
O valor do trabalho de descoberta de caminhos feito no projeto X-57 está bem estabelecido e reconhecido pela indústria e descobertas de pesquisas adicionais continuarão a ser publicadas e compartilhadas com a comunidade técnica. Uma lista das contribuições que o X-57 fez até o momento pode ser encontrada no site de artigos técnicos .
Fonte: Nasa
Foto capa: NASA/Carla Thomas
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