Tupan Tap Turbofan leggero per ibrido

La densità energetica della batteria è ancora un problema per i progettisti che vogliono creare veicoli aerei elettrici in grado di trasportare un carico utile decente per una distanza utile, ma il team di Tupan Aircraft ritiene di aver trovato quella che ritiene sia una soluzione ragionevole. La famiglia di droni Tupan di decollo e atterraggio verticale ad alta velocità (HSVTOL) combina la propulsione elettrica con minuscoli motori a turbina alimentati da Jet-A per offrire velocità, capacità di carico utile e ridondanza in un pacchetto compatto e capace.

Tupan è una start-up fondata da un gruppo di ingegneri brasiliani con anni di esperienza nella progettazione di sistemi di propulsione, test di volo, aerodinamica e volo autonomo. L'azienda, con sede a Jacarei vicino a San Paolo, sta lavorando con Turbomachine a São José dos Campos sullo sviluppo dei piccoli motori a turbina che sono fondamentali per la progettazione dei veicoli Tupan-1000, -2000 e -3000.

L'amministratore delegato di Tupan, Alberto Pereira, ha fondato Turbomachine per sviluppare un piccolo turbogeneratore stazionario per Petrobas, quindi ha co-sviluppato un motore a turbina da 1 MW e poi il motore turbogetto TJ1000 per il missile da crociera MTC300 dell'esercito brasiliano.

Con un peso di soli 16 kg (35 libbre), il motore turbofan di Tupan fornirà 180 kg di spinta con un rapporto di bypass di 2,5:1. Avendo come obiettivo importante il basso livello di rumore, il motore è dotato di ventola assiale, compressore centrifugo e turbina a due stadi, tutti controllati da Fadec.

L'aereo Tupan è configurato con quattro motori a turbina su ali corte ad ogni angolo di una fusoliera piatta. Ogni motore può ruotare in posizione verticale o orizzontale. Il Jet-A è immagazzinato in serbatoi nella fusoliera. Il Tupan più grande sarà in grado di trasportare fino a 600 kg e di volare a 850 km/h (528 mph) e avrà un'autonomia massima di 1.200 km (746 miglia). "Stiamo cercando di superare le sfide del volo VTOL ad alta velocità", ha detto Pereira.

La fusoliera in fibra di carbonio contiene anche batterie per quattro unità di propulsione con motore elettrico e ventola intubata che forniscono sollevamento verticale per integrare i motori turbofan. Secondo Pereira, il progetto consentirà un atterraggio sicuro utilizzando l'energia elettrica in caso di guasto di tutti e quattro i motori. Il vantaggio di avere entrambi i tipi di propulsore è che i motori elettrici rispondono molto più velocemente dei turbofan alle richieste di potenza, quindi la combinazione è più flessibile per determinate manovre.

Oltre all’energia delle batterie per la propulsione elettrica, i motori a turbina azionano i generatori per mantenere il sistema di batterie sempre carico. Ogni motore può alimentare un motore e le batterie che lo alimentano, ma non tutti i motori contemporaneamente.

Finora Tupan ha pilotato un modello radiocomandato alimentato elettricamente, il Tupan-RC 300, e sta costruendo una versione da cinque metri. L'RC 300 può trasportare un carico utile di 2,5 kg fino a 30 km a una velocità di 150 km/h, mentre il Tupan-1000 trasporterà 140 kg; 280 kg per il Tupan-2000; e 600 kg per il Tupan-3000.

Anche se per ora gli aerei Tupan sono progettati per trasportare merci e per altre applicazioni senza pilota, tra cui antincendio, irrorazione agricola e militare, la società prevede di sviluppare eventualmente veicoli per il trasporto passeggeri.

L'azienda ha indicato aFuturoVolo che il design è in qualche modo modulare, nel senso che i motori turbofan potrebbero essere sostituiti con propulsori elettrici per applicazioni in cui i motori a turbina non sono necessari. Un esempio di ciò potrebbe essere l’irrorazione agricola, dove i voli a breve distanza e con carichi pesanti sono la norma.