Cuando hablamos de la NASA, nos viene a la mente la exploración espacial. Pero gracias a esta agencia aeroespacial, hoy en día disfrutamos de tecnologías como las telecomunicaciones, el joystick, los materiales aislantes, los detectores de humo, los teléfonos móviles o los filtros de agua. Para hacer posible los viajes en el espacio, la NASA ha encontrado nuevas maneras de hacer más fácil la vida en la Tierra. Otro ejemplo. Su aeronave experimental. El avión eléctrico de la NASA que no hace ruido y funciona con motores eléctricos.
Entre los innumerables proyectos de investigación e innovación en los que participa la NASA, a lo largo de la historia se encuentran varios dedicados a diseñar nuevos aviones que superen a los anteriores en prestaciones, consumo de combustible o autonomía. Varios de ellos están centrados en alcanzar velocidades supersónicas. Es el caso del X-59 y el X-66. El primero en colaboración con Lockheed Martin y el segundo con Boeing.
Pero del que nos interesa hablar en esta ocasión es del X-57 Maxwell. Un proyecto de avión eléctrico de la NASA en colaboración con ESAero y Tecnam cuyo propósito es, desde 2016, diseñar un avión de bajas emisiones accionado exclusivamente por motores eléctricos. Propósito que han logrado, en parte, y cuyas actividades finalizan en septiembre de este año. Posteriormente se analizará toda la documentación generada durante el proceso. Y servirá para futuros proyectos que quieren transformar la aviación para hacerla más sostenible y sin emisiones.
El avión eléctrico de la NASA
Su nombre en clave es X-57 o X-57 Maxwell. A partir de una aeronave ligera, una avioneta italiana Tecnam P2006T de dos motores y cuatro asientos, un equipo de la NASA quiso reconvertirla en eléctrica mediante un sistema de propulsión eléctrica distribuida. Para ello, querían realizar cuatro modificaciones en cuatro fases. El resultado final: un avión 100% eléctrico, cero emisiones.
Este avión eléctrico de la NASA debía contar con dos motores principales y otros 12 motores repartidos por las alas y que accionan las hélices. Su capacidad es de 14.000 pies de altura y velocidades de crucero de 172 mph (casi 277 kilómetros por hora) a 8.000 pies. Para mover los motores, se emplean baterías recargables de ion litio. Sin embargo, no se han logrado realizar todos los cambios programados, quedándose en la segunda fase de las cuatro planificadas.
Según sus responsables, “el objetivo principal del proyecto X-57 era aportar conocimientos sobre el diseño centrado en la propulsión eléctrica del avión (…). Esta información ya ha repercutido y seguirá repercutiendo en el desarrollo de enfoques avanzados de certificación para la propulsión eléctrica en los mercados emergentes de aeronaves eléctricas. El objetivo no era desarrollar un prototipo, sino una plataforma de pruebas para tecnologías y métodos de diseño”.
Varios éxitos y un pequeño gran fracaso
En estos siete años de proyecto, los ingenieros, investigadores y pilotos que han trabajado en el X-57 Maxwell han logrado varios objetivos que la NASA considera éxitos. Para empezar, el sistema de baterías, que evita el sobrecalentamiento de las mismas durante su descarga. En concreto, dos paquetes de baterías de ion litio de 181 kilogramos. Por otro lado, diseñaron carcasas ligeras pero seguras para proteger las baterías.
Y, en tercer lugar, los controladores de los motores, basados en transistores de carburo de silicio, tienen una eficiencia del 98%. De manera que no generan excesivo calor y se enfrían con el flujo de aire que genera el propio motor.
Entre los muchos problemas con que se encontró el equipo detrás del X-57 están las interferencias electromagnéticas que afectaban a los sistemas de a bordo. Y que solucionaron con filtros. Pero el principal escollo fue hacer volar el avión eléctrico de la NASA. Lamentablemente, la falta de tiempo y de presupuesto hizo que este último objetivo no se pudiera conseguir, pese a las muchas pruebas realizadas durante estos años. Eso sí, en tierra.
“El proyecto tropezó con varias dificultades para realizar un vuelo seguro, entre ellas problemas mecánicos en las postrimerías de su ciclo de vida y la falta de disponibilidad de componentes críticos necesarios para desarrollar el hardware experimental. Dada la proximidad del final previsto de las operaciones de la aeronave, el calendario no permitiría al equipo alcanzar unas condiciones de vuelo aceptables”.
El futuro de los aviones eléctricos de la NASA
El X-57 Maxwell ha sido el primer gran proyecto de la NASA en crear un avión eléctrico capaz de volar. Aunque se ha logrado prácticamente en su totalidad, todavía queda mucho por hacer. Como hemos comentado, todo el material generado en forma de planos y documentación, se pondrá a disposición de otros proyectos de la NASA como el N3-X.
Anunciado a principios de este año, el N3-X es todavía un concepto. El objetivo es crear un avión eléctrico de grandes dimensiones capaz de transportar a más de 300 personas. Y todo ello mediante motores eléctricos. Para lograr este propósito, tienen hasta 2040. En ese tiempo tendrán que encontrar soluciones que hagan posible reducir el consumo de combustible, ya que, en principio, quieren emplear un sistema híbrido que combina una pequeña cantidad de fuel. En esta ocasión, hidrógeno líquido.
Por otro lado, el avión en sí mismo muestra, en las imágenes de concepto, un rediseño en busca de más aerodinámica que lo haga más eficiente. Tanto en la forma del fuselaje como en los materiales empleados, que tendrán la difícil labor de ser ligeros a la par que seguros.
