Turboventilador ligero Tupan Tap para híbridos

La densidad de energía de la batería sigue siendo un problema para los diseñadores que desean crear vehículos aéreos eléctricos que puedan transportar una carga útil decente durante una distancia útil, pero el equipo de Tupan Aircraft cree que ha encontrado lo que considera una solución razonable. La familia de drones de despegue y aterrizaje vertical (HSVTOL) de alta velocidad de Tupan combina la propulsión eléctrica con pequeños motores de turbina alimentados por Jet-A para brindar velocidad, capacidad de carga útil y redundancia en un paquete compacto y capaz.

Tupan es una start-up fundada por un grupo de ingenieros brasileños con años de experiencia en diseño de sistemas de propulsión, pruebas de vuelo, aerodinámica y vuelo autónomo. La empresa, con sede en Jacarei, cerca de São Paulo, está trabajando con Turbomachine en São José dos Campos en el desarrollo de los pequeños motores de turbina que son clave para el diseño de los vehículos Tupan-1000, -2000 y -3000.

El director ejecutivo de Tupan, Alberto Pereira, fundó Turbomachine para desarrollar un pequeño turbogenerador estacionario para Petrobas y luego co-desarrolló un motor de turbina de 1 MW y luego el motor turborreactor TJ1000 para el misil de crucero MTC300 del ejército brasileño.

Con un peso de solo 16 kg (35 libras), el motor turboventilador de Tupan entregará 180 kg de empuje con una relación de derivación de 2,5:1. Con bajos niveles de ruido como objetivo importante, el motor cuenta con un ventilador axial, un compresor centrífugo y una turbina de dos etapas, todo controlado por Fadec.

El avión Tupan está configurado con cuatro motores de turbina en alas cortas en cada esquina de un fuselaje plano. Cada motor puede girar a posiciones verticales u horizontales. Jet-A se almacena en tanques en el fuselaje. El Tupan más grande podrá transportar hasta 600 kg y volar a 850 km/h (528 mph) y tendrá un alcance máximo de 1200 km (746 millas). "Estamos tratando de superar los desafíos del vuelo VTOL de alta velocidad", dijo Pereira.

El fuselaje de fibra de carbono también contiene baterías para cuatro unidades de propulsión de ventilador con conductos/motor eléctrico que proporcionan sustentación vertical para complementar los motores turboventiladores. El diseño permitirá un aterrizaje seguro utilizando energía eléctrica en caso de falla de los cuatro motores, según Pereira. El beneficio de tener ambos tipos de motores es que los motores eléctricos responden mucho más rápido que los turboventiladores a las demandas de energía, por lo que la combinación es más flexible para ciertas maniobras.

Además de la energía de la batería para la propulsión eléctrica, los motores de turbina impulsarán generadores para mantener el sistema de batería recargado. Cada motor puede alimentar un motor y las baterías que le dan servicio, pero no todos los motores a la vez.

Hasta ahora, Tupan ha volado un modelo de control de radio eléctrico, el Tupan-RC 300, y está construyendo una versión de cinco metros. El RC 300 puede transportar una carga útil de 2,5 kg hasta 30 km a velocidades de 150 km/h, mientras que el Tupan-1000 transportará 140 kg; 280 kg para el Tupan-2000; y 600 kg para el Tupan-3000.

Aunque por ahora los aviones Tupan están diseñados para transportar carga y para otras aplicaciones no tripuladas, como extinción de incendios, fumigación agrícola y militar, la compañía planea eventualmente desarrollar vehículos para el transporte de pasajeros.

La empresa indicó aFuturoVuelo que el diseño es algo modular, en el sentido de que los motores turboventiladores podrían intercambiarse con propulsores eléctricos para aplicaciones en las que no se necesitan los motores de turbina. Un ejemplo de esto podría ser la fumigación agrícola, donde los vuelos de corta distancia y carga pesada son la norma.