Rolls-Royce anunció, el pasado 18 de mayo, el éxito de las primeras pruebas de su demostrador de tecnología UltraFan utilizando un 100% de combustible de aviación sostenible (SAF), en sus instalaciones de Derby, Reino Unido.
Es la primera vez en 54 años que el fabricante de motores aeronáuticos Rolls-Royce prueba una arquitectura de motor completamente nueva, que ha sido desarrollada con la ayuda del gobierno británico.
Para la marca confirmar la capacidad del conjunto de tecnologías incorporadas en el demostrador es un gran paso hacia la mejora de la eficiencia de los motores aeronáuticos actuales y futuros. El UltraFan probado mejora en un 10% la eficiencia del Trent XWB, que ya es el gran motor aeronáutico en servicio y de los más eficientes del mundo.
A corto plazo, existen opciones para transferir tecnologías del programa de desarrollo de UltraFan a los actuales motores Trent, lo que proporcionará a los actuales clientes de Rolls-Royce una disponibilidad, fiabilidad y eficiencia aún mayores.
A largo plazo, la tecnología escalable de UltraFan de ~25.000-110.000 libras de empuje ofrece la posibilidad de propulsar nuevos aviones de fuselaje estrecho y ancho previstos para la década de 2030.
El consejero delegado de Rolls-Royce plc, Tufan Erginbilgic, declaró que: "Las tecnologías que estamos probando en el marco de este programa tienen la capacidad de mejorar los motores actuales y futuros. Cuando se combinen con combustibles de aviación sostenibles, los motores de turbina más eficientes serán clave para alcanzar el objetivo de la industria de vuelos netos cero para 2050.”
Las pruebas se llevaron a cabo en el banco de pruebas 80, el mayor y más inteligente del mundo. El 100% de SAF, derivado principalmente de materias primas sostenibles basadas en residuos, como los aceites de cocina usados, fue suministrado por Air bp.
La prueba del demostrador es la culminación de muchos años de trabajo, que ha contado con el apoyo del Gobierno británico a través del Instituto de Tecnología Aeroespacial (ATI), Innovate UK, los programas Clean Sky de la UE, LuFo y el Estado de Brandeburgo (Alemania).
La secretaria de Comercio y Empresa del Reino Unido, Kemi Badenoch, manifestó que: "Esta tecnología punta contribuirá a la transición hacia un futuro más ecológico de la aviación, al tiempo que atraerá nuevas inversiones a la industria aeroespacial del Reino Unido, contribuyendo así al crecimiento de la economía".
El consejero delegado del Instituto de Tecnología Aeroespacial, Gary Elliott, aseguró que: "El programa UltraFan de Rolls-Royce ha logrado un enorme avance en términos de eficiencia de combustible de los motores de aviación. La tecnología desarrollada en el marco del programa ha mejorado enormemente nuestra comprensión de cómo aumentar el rendimiento de los motores reduciendo al mismo tiempo el impacto medioambiental".
El director ejecutivo de Clean Aviation, Axel Krein, felicitó al equipo de trabajo por: "haber alcanzado este importante hito en la configuración del futuro sostenible cero neto de la aviación. El demostrador tecnológico UltraFan, un proyecto emblemático del programa Clean Sky 2, muestra el poder de la innovación y la colaboración a la hora de impulsar nuestro camino. Esta arquitectura seguirá desarrollándose a través del proyecto HEAVEN de Clean Aviation".
Este nuevo UltraFan lleva una década gestándose y su concepto se presentó públicamente en 2014. Se trata de una arquitectura de diseño fundamentalmente diferente a la de los aproximadamente 4.200 grandes motores civiles de Rolls-Royce actualmente en servicio, ya que incorpora un diseño de engranajes que ningún otro actor del sector ha producido antes a este tamaño.
Demostrarlo a esta escala nos da la flexibilidad necesaria para reducirlo según las necesidades de nuestros clientes. También nos situará en una posición única para ofrecer una gama de soluciones de propulsión de dos y tres ejes, de accionamiento directo y de engranajes para los aviones del futuro".
Las principales características técnicas del demostrador son las siguientes:
- Una nueva arquitectura central Advance3 de eficacia probada
- Sistema de combustión de bajo consumo ALECSys, para ofrecer la máxima eficiencia de consumo de combustible y bajas emisiones.
- Álabes del ventilador de carbono y titanio y carcasa de material compuesto.
- Un diseño de engranajes que proporciona una mayor eficiencia.
Álabes del ventilador de carbono y titanio y carcasa de material compuesto del nuevo demostrador UltraFan de Rolls-Royce. Foto: Rolls-Royce
Solución sostenible para las próximas décadas
El demostrador UltraFan está diseñado para el futuro: estará preparado para funcionar con combustible de aviación 100% sostenible desde el primer día de servicio. Además, Rolls-Royce está explorando activamente posibles opciones para soluciones de energía híbrida-eléctrica y de hidrógeno.
Un cambio radical en eficiencia
La nueva arquitectura del motor, los nuevos materiales y la caja de cambios de potencia, crean un motor con una relación de derivación muy elevada. Y eso significa mayor eficiencia y sostenibilidad.
UltraFan es un 25% más eficiente que el Trent de primera generación y ofrece un 40% menos de NOx y un 35% menos de ruido y casi cero partículas nvPM a velocidad de crucero.
Y en un mundo en el que los nuevos combustibles sostenibles para la aviación serán inicialmente escasos, maximizar la eficiencia será un factor importante en las operaciones de aviones de fuselaje estrecho y ancho.
100% preparado para SAF
UltraFan está preparado para funcionar con combustible de aviación 100% sostenible (SAF) desde el primer día de servicio.
El demostrador que funcionará por primera vez a finales de este año, en nuestro nuevo banco de pruebas 80 de 90 millones de libras en Derby (Reino Unido), lo hará con este combustible.
El SAF es importante como solución inmediata al reto de la descarbonización de la aviación, ya que proporciona una reducción de carbono en el ciclo de vida de al menos el 80% en comparación con el combustible de aviación tradicional al que sustituye.
Todas las pruebas de nuestros motores en Derby (Reino Unido) y Dahlewitz (Alemania) se están realizando con una mezcla del 10% de SAF.
Híbrido-eléctrico
En Rolls-Royce ya han probado su sistema híbrido eléctrico Power Generation System 1 (PGS1) con más de 1,5 MW, lo que les proporciona una experiencia relevante en el sector. Estas pruebas tuvieron lugar en Trondheim (Noruega) y Bristol (Reino Unido), utilizando un motor AE 2100 modificado con electrónica de potencia y térmicas avanzadas.
Ahora estan evaluando los requisitos futuros de los fabricantes de aviones y la aplicabilidad potencial sus motores en el futuro. Una opción es un motor "más eléctrico" en el que se aumente el nivel de contenido de tecnología eléctrica, por ejemplo extrayendo energía directamente o electrificando los sistemas de aceite y combustible. Alternativamente, la microhibridación permitiría utilizar la energía almacenada para optimizar el rendimiento del motor a lo largo del ciclo de vuelo y reducir aún más el consumo de combustible.
Hidrógeno
Rolls-Royce se ha comprometido a comprender plenamente las oportunidades y los retos de los sistemas de energía de hidrógeno y ha anunciado un programa de investigación de pruebas en plataformas y motores para demostrar que el combustible puede suministrar energía de forma segura y eficiente a aviones de tamaño pequeño y mediano, a partir de mediados de la década de 2030.
Está previsto realizar dos pruebas en tierra, una con un motor Rolls-Royce AE 2100 en el Reino Unido este año y otra con un motor a reacción Rolls-Royce Pearl 15 en el futuro, para lo que se están estudiando varias opciones, entre ellas las instalaciones de pruebas de Rolls-Royce en Mississippi (EE.UU.). Este proyecto se basará en las pruebas de combustión de hidrógeno ya en marcha en colaboración con la Universidad de Loughborough y el instituto alemán de investigación DLR, con la aportación de la Universidad de Cranfield en la gestión del sistema de combustible.
Rolls-Royce tiene la ambición de pasar a una fase de pruebas de vuelo como parte del programa a largo plazo.