O Bell 429 usado como plataforma de testes do rotor de cauda elétrico batizado de EDAT.

A Bell Helicopter desenvolveu um sistema de rotores de cauda elétricos e compensação de torque para helicópteros, que já está sendo testado em um Bell 429.

Espera-se que o uso de rotores de cauda elétricos em um helicóptero reduza seu peso e aumente a compatibilidade ambiental, reduzindo o consumo de combustível. A nova aeronave, que afasta o rotor de cauda barulhento para quatro fans, também pode ser um passo em direção a um voo movido totalmente a eletricidade.

Desde que os helicópteros apareceram, há 80 anos, eles usaram um único rotor de cauda de alta velocidade para neutralizar o torque do rotor principal, estabilizando a aeronave em voo. Mas esse rotor é a principal fonte de ruído para helicópteros e um grande risco de segurança enquanto no solo.

O sistema “anti-torque distribuído eletricamente”, ou EDAT, consiste em quatro pequenos motores elétricos instalados na parte traseira do helicóptero. O EDAT usa as quatro hélices de velocidade variável para funcionar da mesma maneira que um rotor de cauda convencional, ajustando o fluxo de ar pelas pás para manter a fuselagem estável e apontar em direções diferentes. Os pilotos usam pedais para ajustar esse movimento, permitindo que a aeronave “guie” para a esquerda e para a direita enquanto, por exemplo, estiver pairando.

O truque do novo sistema está no mecanismo de controle. Um rotor de cauda convencional sempre opera a toda velocidade porque está mecanicamente vinculado ao rotor principal; os pilotos ajustam o passo das pás para controlar o fluxo de ar. Por outro lado, os novos ventiladores elétricos controlam o fluxo de ar operando em velocidades diferentes.

“Nos livramos de todos os elos mecânicos que alteram o tom das lâminas e os substituímos por fios elétricos”, disse Eric Sinusas, gerente de programas da Bell. “Percebemos que na verdade não precisamos do eixo de transmissão e da caixa de engrenagens que possuímos nos últimos 80 anos ou mais.”

Essa transição exigiu um esforço considerável de engenharia e software de alta precisão para tornar o sistema seguro e confiável. O EDAT não fica sem bateria, mas usa a energia de um gerador conectado ao motor de turbina do helicóptero. Esse motor ainda gerará o ruído usual, mas o ruído normalmente gerada pelo rotor de cauda – à medida que as pontas do rotor passam pelo ar em alta velocidade – será reduzida. Embora Bell ainda não tenha divulgado a porcentagem em redução de ruído, a empresa diz que é “significativa”.

Sinusas disse que sua equipe escolheu o conjunto de quatro ventiladores porque um único rotor elétrico maior seria mais pesado e menos responsivo, com mudanças mais lentas na velocidade. Os ventiladores elétricos menores também são mais silenciosos, o que foi a principal motivação para o desenvolvimento do sistema.

A conversão do rotor de cauda em um sistema totalmente elétrico resolve outros problemas. Melhora a estabilidade porque os rotores não precisam estar constantemente em movimento, ao contrário de um rotor de cauda convencional. O piloto pode realmente desligar os ventiladores no voo para frente, pois a barbatana vertical em que estão inseridos estabiliza a aeronave. (Os rotores de cauda convencionais são necessários apenas para o voo pairado e de baixa velocidade, mas funcionam constantemente devido ao link para o motor principal). Além disso, como o sistema é fly-by-wire, ou seja, controlado eletricamente, e não através de ligações mecânicas, o computador pode controlar os ventiladores. Isso pode potencialmente eliminar a necessidade de o piloto precisar usar os pedais. Uma versão automatizada do EDAT seria, assim, uma forma de piloto automático.

Finalmente, o sistema ajudará com a atual corrida para a eletrificação de aeronaves, particularmente táxis aéreos que estão sendo desenvolvidos pela Bell e dezenas de outras empresas.

“É certamente um trampolim para a eletrificação, e mais fácil do que fazê-lo com uma aeronave completa com um sistema de motores completamente novo”, observou Sinusas. Também deve ser mais fácil certificar do que um novo design de helicóptero – menos de um ano versus vários anos – porque apenas o sistema anti-torque está mudando e sendo eletrificado.

O gerador e os motores do sistema foram desenvolvidos em parceria com o fabricante francês de motores Safran, que já fornece motores para a Bell e está desenvolvendo sistemas de trem de força elétrico para aeronaves. A tecnologia EDAT deve ser mais segura do que uma montagem convencional de rotor de cauda, ??graças às necessidades mínimas de manutenção e lubrificação e ao fato de que até três dos quatro ventiladores podem falhar resultando em perda de controle. Também é mais seguro porque as pás do ventilador estão encobertas e podem ser desligadas assim que a aeronave pousar, eliminando qualquer chance de os espectadores caminharem acidentalmente no caminho de um rotor quase invisível.

O helicóptero Bell 429, no qual o sistema está instalado como parte dos testes, está sendo testado no campo de treinamento Mirabelle, no Canadá desde maio de 2019. Desde o início dos testes, o dispositivo já voou 25 horas.

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