Motor elétrico Fraunhofer IISB no Clean Aviation: 1000 cv com apenas 94 kg para sistemas híbridos a hidrogênio

Разработка Fraunhofer IISB в рамках программы Clean Aviation нацелена на авиацию и гибридные системы с водородными топливными элементами

Em aviação, cada quilo e cada centímetro contam - e é aí que essa novidade chama atenção. O novo motor elétrico desenvolvido pelo Instituto Fraunhofer de Sistemas Integrados e Tecnologia de Dispositivos (Fraunhofer IISB) entrega 1000 cv com apenas 94 kg e dimensões comparáveis às de um cilindro de gás de 12,5 kg. Com isso, ele atinge uma densidade de potência de 8 kW/kg, bem acima do que se vê em motores típicos de carros elétricos (2–4 kW/kg) e até de soluções aeronáuticas avançadas (5–6 kW/kg).

Para chegar a esses números, a equipe apostou em uma arquitetura diferente: quatro enrolamentos trifásicos do tipo hairpin. Em vez do fio redondo flexível, os condutores são barras rígidas de cobre, dobradas em formato de “grampo” (U). Essa abordagem permite colocar mais cobre no mesmo volume, elevando a corrente e a potência, além de favorecer a refrigeração e aumentar a robustez mecânica.

O resfriamento direto por pulverização de óleo remove calor de forma eficiente, permitindo que o motor opere com potência mais alta sem superaquecer. A construção compacta também o torna especialmente interessante para a aviação, onde espaço e peso são fatores críticos.

Para comparar, o Tesla Model S Plaid usa três motores para chegar a cerca de 1020 cv, enquanto este motor praticamente iguala esse resultado sozinho.

Outra inovação relevante é o uso de aço NO15 com apenas 0,15 mm de espessura - aproximadamente metade do que se encontra na maioria dos motores elétricos. Lâminas mais finas reduzem correntes parasitas (vórtices), diminuindo o aquecimento e aumentando a eficiência, sobretudo em rotações elevadas. O novo motor consegue operar por volta de 21.000 rpm.

O conjunto é dividido em quatro seções independentes, e cada uma conta com seu próprio enrolamento, inversor e sistema de controle. Isso traz uma vantagem direta para a segurança: se uma seção falhar, as demais continuam funcionando - algo particularmente importante em aplicações aeronáuticas.

O desenvolvimento aconteceu dentro do projeto AMBER, da iniciativa Clean Aviation da União Europeia, voltada à criação de sistemas híbridos elétricos com células a combustível de hidrogênio para aeronaves regionais. A meta do projeto é reduzir as emissões de CO₂ na aviação em pelo menos 30% em relação aos níveis de 2020. Também participam Avio Aero, com o turboélice Catalyst, e a GE Aerospace, mas o Fraunhofer IISB desenvolveu o motor integralmente - do conceito à validação, seguindo padrões aeronáuticos.

Apesar de o motor de 94 kg e 1000 cv impressionar, transformar um protótipo de laboratório em equipamento aeronáutico certificado ainda é um passo complexo. Além disso, permanece em aberto se as células a combustível de hidrogênio conseguirão oferecer operação confiável em rotas regionais.

Ainda assim, para um setor em que avanços muitas vezes são medidos em décadas, este motor representa um feito de engenharia de grande peso.