A aviação de longo curso representa um grande desafio para a descarbonização, mas um grupo de 100 especialistas aeroespaciais que trabalham no projeto FlyZero do governo do Reino Unido afirma que aviões de passageiros a hidrogênio líquido com 279 passageiros conectarão quaisquer dois pontos do globo com apenas uma parada.
A equipe FlyZero, liderada pelo Instituto de Tecnologia Aeroespacial do Reino Unido, mas com talentos destacados de uma série de empresas de aviação, foi reunida para examinar todos os caminhos promissores para a aviação intercontinental de carbono zero e propor soluções que possam ser colocadas em serviço no final da década. Com especialistas de toda a aviação e do espectro de combustíveis limpos, a abordagem é holística e abrange tecnologia, design, fabricação, elementos operacionais e de marketing de possíveis soluções.
A equipe examinou os prós e os contras de baterias, hidrogênio gasoso, amônia, hidrogênio líquido como combustível de combustão e hidrogênio líquido usado em células de combustível. As baterias saíram da mesa quase imediatamente, sendo muito pesadas e volumosas para o trabalho. A amônia foi descartada devido às emissões excessivas de NOx prejudiciais e ao grande peso dos sistemas de propulsão e combustível necessários – embora possa voltar à discussão em algum ponto quando a tecnologia para extrair energia da amônia evoluir.
Isso deixou o hidrogênio. O H2 gasoso, embora promissor para voos mais curtos, ocupa muito espaço, e os tanques pesados e os sistemas de células de combustível o tornam impróprio para aviões de longo alcance. O líquido criogênico H2, decidiu a equipe, oferece o melhor caminho a seguir, queimado como combustível de combustão em grandes motores turbofan. A combustão superou as células de combustível H2 líquido e os sistemas de propulsão elétrica simplesmente com base no peso.
Usando H2 líquido, a equipe montou um conceito de avião comercial de médio porte que, segundo ela, pode voar nas mesmas velocidades dos aviões de passageiros de hoje, transportando até 279 passageiros e alcançando distâncias de até 5.250 milhas náuticas (6.040 milhas, 9.723 km) em um único trecho. Isso não é exatamente o nível do Dreamliner – eles podem cobrir 7.532 milhas náuticas (8.668 milhas, 13.950 km) em um tanque de querosene para jato de combustível, transportando cerca de 242 passageiros. Mas esses aviões comerciais a hidrogênio ainda seriam veículos de longo curso muito práticos, capazes de ligar quaisquer dois aeroportos do planeta com apenas uma parada para reabastecimento.
É uma aeronave com aparência rechonchuda; os trens de força de hidrogênio líquido ocuparão mais espaço do que os convencionais, então a equipe FlyZero complementou os tanques de combustível criogênico na fuselagem traseira com um par de tanques menores nas “bochechas” que expandem a parte inferior da fuselagem dianteira e dão ao avião uma aparência de “esquilo com suas bochechas cheias de nozes”. Esses tanques também ajudam a equilibrar o avião à medida que a carga de combustível diminui durante o voo.
A equipe também projeta que essas máquinas “terão uma economia operacional superior às aeronaves convencionais a partir de meados da década de 2030”, com a queda dos preços do hidrogênio.
No entanto, ainda há algumas montanhas tecnológicas e logísticas a escalar. “Os desafios de obter hidrogênio líquido”, diz o relatório de comparação e seleção de fontes de energia da FlyZero, “incluem, mas não estão limitados a; armazenamento e distribuição de um combustível criogênico a bordo de uma aeronave, desenvolvendo tecnologias sustentáveis ??para combustão estável e confiável de hidrogênio em turbinas atuais, conversão de energia eficiente e gerenciamento térmico de células de combustível de hidrogênio e seus híbridos, minimizando a geração de outros impactos climáticos, ou seja, NOx e rastros, minimizando o impacto na massa estrutural e arrasto da aeronave e desenvolvendo uma infraestrutura de produção de combustível de hidrogênio sustentável.”
A equipe está preparando um relatório detalhado para o início de 2022, incluindo três conceitos finais de aeronaves para aviões regionais, estreitos e médios, roteiros de tecnologia, relatórios econômicos e de marketing e avaliações de sustentabilidade.
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