Pequenos aviões elétricos já estão ocorrendo no espaço aéreo, e os chamados táxis voadores, aeronaves eVTOL, que podem decolar e pousar verticalmente, estão prontos para oferecer nova mobilidade assim que os legisladores derem o sinal verde. Atualmente, os fabricantes de aeronaves e desenvolvedores de motores estão trabalhando em um dos fatores mais sensíveis: a massa da aeronave (especialmente, o foco está nas baterias).
Nesse sentido, um passo interessante parece ter sido dado em Minnesota. Lá, a startup H3X Technologies, sediada em Minneapolis, busca projetar um motor elétrico tão potente quanto os produzidos atualmente, mas com um terço ou menos do peso total. Chamado de H3X HPDM-250, é um motor integrado de densidade de potência ultra-alta para aeronaves elétricas.
Ele combina o motor elétrico e o inversor (+ caixa de engrenagens opcional) em uma unidade potente. O acionamento elétrico pesa 15 kg e pode produzir 200 kW de potência contínua, com um pico de até 250 kW. Isso é 13,3 kW/kg contínuos, uma densidade de potência extraordinária. Para comparação, o motor que a ZeroAvia usa na primeira aeronave comercial movida a hidrogênio do mundo, por exemplo, o Magni500 da Magnix, tem uma densidade de potência limitada a 4,2 kW/kg.
Para atingir tais resultados no H3X HPDM 250, os pesquisadores otimizaram o sistema eletromagnético. A empresa desenvolveu um novo tipo de bobina de estator que é fabricada aditivamente usando cobre puro com mais de 93% de condutividade IACS. As bobinas AM atingem cerca de 70% de fator de preenchimento de cobre no HPDM-250 e oferecem uma melhoria de 40% sobre enrolamentos convencionais em termos de densidade máxima de corrente contínua.
Os engenheiros explicam que também desenvolveram um sistema de resfriamento capaz de lidar tanto com a eletrônica de potência quanto com o próprio motor. Além disso, embora a impressão 3D de bobinas de cobre seja uma parte fundamental do aumento da densidade, elas também desempenham um papel importante no resfriamento.
O motor H3X funciona de forma mais eficiente a 20.000 pm. Como a velocidade excede a rotação da hélice, o HPDM-250 também pode equipá-lo com uma caixa de engrenagens planetárias integrada com uma taxa de redução de 4: 1, incorrendo em um custo de peso de apenas três quilos adicionais. A eficiência máxima combinada do H3X HPDM-250 entre o motor, a caixa de engrenagens e o inversor nesta configuração é de 92,9%.
É uma mudança radical na tecnologia de propulsão elétrica e remove uma das principais barreiras que bloqueiam a comercialização generalizada de aeronaves elétricas. No futuro, a H3X Technologies pretende ver seu motor instalado em pequenos aviões elétricos e aeronaves multirrotores, como futuros táxis voadores. Ela também prevê a chegada da eletrificação de aviões comerciais até 2030.
