El avión supersónico del futuro no es ni térmico ni eléctrico: este es el híbrido turboeléctrico

Durante décadas, el vuelo supersónico ha estado limitado por dos barreras fundamentales: el enorme consumo energético de los motores capaces de romper la barrera del sonido y la complejidad técnica de mantener la eficiencia a velocidades tan distintas como el despegue y el crucero supersónico. Entre los proyectos que buscan resolver ese dilema con nuevos enfoques, uno destaca por su ambición: un sistema de propulsión híbrido turboeléctrico que promete cambiar por completo la forma de diseñar aviones de alto rendimiento.

Una alianza para reinventar la propulsión aérea

La empresa estadounidense Astro Mechanica, especializada en aeronaves experimentales, ha iniciado el desarrollo de un avión supersónico modular pensado para uso militar, civil y logístico. Para lograrlo, la compañía recurre al apoyo de Helix, conocida por sus motores eléctricos ultracompactos y de altísima densidad de potencia.

El objetivo es integrarlos en un propulsor completamente nuevo, denominado Duality, cuya singularidad reside en combinar en un mismo sistema la potencia térmica de una turbina con la precisión, respuesta inmediata y adaptabilidad de la propulsión eléctrica. Este motor Duality se caracteriza por una arquitectura compuesta por dos módulos independientes:

• Una turbina de combustible, responsable de generar energía eléctrica en vuelo.
• Cuatro motores eléctricos Helix, que reciben esa potencia y accionan tanto el compresor como el ventilador del sistema de propulsión.

Esta estructura híbrida no es un simple apoyo eléctrico. Según Helix, permite al motor funcionar como tres máquinas diferentes, dependiendo de la velocidad:

• Como un turbofán en vuelo subsónico, proporcionando alto empuje con consumo moderado.
• Como un turborreactor cuando el avión ingresa en el régimen supersónico bajo.
• Como un estatorreactor en velocidades extremas, superiores a Mach 3.

La versatilidad del sistema lo convierte en un propulsor adaptativo, capaz de ofrecer eficiencia desde el carreteo hasta el vuelo hipersónico ligero, algo tradicionalmente imposible sin cambiar de motor o sin incorporar estructuras extremadamente complejas.

El prototipo actual emplea motores Helix SPX242-94, unidades sorprendentemente ligeras, apenas 31,3 kg cada una, capaces de entregar 400 kW de potencia máxima y 470 Nm de par. Incluso en funcionamiento nominal, cada motor se mantiene en valores consistentes por encima de los 300 kW.

La ventaja principal es su densidad de potencia, uno de los grandes retos de la propulsión eléctrica en aviación. A diferencia de los motores de coches eléctricos o drones, un avión supersónico necesita empuje inmediato, altas RPM y fiabilidad térmica extrema. La capacidad de estos motores para girar a gran velocidad y mantener estabilidad térmica es clave para su uso.

Pese a estos resultados, Helix ya trabaja en una quinta generación de motores eléctricos para el proyecto. Si se cumplen las especificaciones preliminares, estas nuevas unidades ofrecerán:

• Hasta 900 kW de potencia continua.
• Un pico de 950 kW.
• Rotación máxima de 20.000 RPM.
• Par máximo de 575 Nm.

Con estas cifras, el avión podría llegar a velocidades superiores a Mach 3, superando ampliamente las prestaciones de los jets supersónicos clásicos, como el Concorde, y acercándose al rendimiento de ciertos proyectos experimentales estadounidenses.

¿Por qué un híbrido turboeléctrico y no un avión totalmente eléctrico?

Aunque la electrificación total es una meta clara en aeronáutica, las limitaciones de las baterías actuales hacen inviable propulsar un avión supersónico únicamente con electricidad. La densidad energética del queroseno sigue siendo entre 30 y 40 veces superior a la de las baterías de litio, según datos de la NASA y del MIT.

La solución híbrida permite conservar la potencia del combustible mientras se aprovechan las ventajas de los motores eléctricos:

• Respuesta inmediata.
• Control individualizado de flujo y compresión.
• Mayor eficiencia en fases específicas del vuelo.
• Reducción del desgaste mecánico.

Aunque el objetivo inicial es desarrollar una plataforma versátil que pueda adaptarse a misiones militares, de transporte ultrarrápido o incluso a vuelos ejecutivos de largo alcance, la tecnología podría influir en el diseño de aviones civiles supersónicos de nueva generación.

Si culmina con éxito, el Duality marcaría el primer paso real hacia motores aéreos turboeléctricos de ciclo combinado, una categoría que hace apenas una década se consideraba ciencia ficción.