ATR proyecto turbohélice EVO
AW | 2022 05 18 20:22 | INDUSTRY
ATR propulsión híbrida-eléctrica para nuevo turbohélice
El fabricante de aviones franco-italiano ATR Aircraft ha asegurado el respaldo de su Junta Directiva y accionistas para analizar la viabilidad de un turbohélice de próxima generación que apunta a un 20 por ciento de combustible y CO2, la reducción de emisiones y los costos de operación y mantenimiento de dos dígitos reducen los costos de operación y mantenimiento en comparación con los ATR de la generación actual. La nueva variante, denominada ATR EVO, abreviatura de Evolution, abarcará toda la familia ATR, que consiste en el ATR 42, ATR 72-600, ATR 72F y el ATR 42S de despegue y aterrizaje corto, ahora en desarrollo.
Como su nombre lo indica, el ATR EVO se basa en la estrategia incremental del OEM para el desarrollo de su familia de turbohélices. El EVO seguirá siendo un turbohélice bimotor capaz de volar con Combustible de Aviación Sostenible (SAF) en un 100 por ciento. Incorporará una nueva planta motriz con capacidad híbrida, así como un diseño ecológico que incluye hélices actualizadas y cabina y sistemas mejorados. «Nuestra próxima generación de aviones será un paso adelante en el vuelo responsable. Cuando entre en el mercado, el ATR Evo allanará el camino hacia un futuro descarbonizado para la aviación. Una mejora general del combustible del 20 por ciento significa que la aeronave emitirá más del 50 por ciento menos de CO2 que un avión regional cuando funciona con queroseno. Cuando se usa 100 por ciento SAF, sus emisiones serán cercanas a cero», comentó el CEO de ATR, Stefano Bortoli.
ATR espera lanzar el programa el próximo año 2023 con un objetivo de entrada en servicio de 2030. El OEM con sede en Toulouse ha emitido una solicitud de información a los principales fabricantes de motores para el desarrollo de «una planta motriz optimizada que tenga en cuenta una hibridación con un motor eléctrico y un sistema de baterías. La idea es optimizar el motor termodinámico [convencional] con una segunda fuente de energía, a saber, una eléctrica», dijo el Vicepresidente Senior de Ingeniería de ATR, Stéphane Viala. Debido a que el motor eléctrico aumentaría la potencia durante el despegue y el ascenso, la aeronave generará un rendimiento optimizado y una mejor eficiencia de combustible en las diferentes fases del vuelo. Los ATR actuales emplean motores turbohélice Pratt & Whitney PW127M.
El plan para el nuevo motor es independiente del movimiento de ATR para equipar sus aviones con nuevos turbohélices PW127XT a partir de la segunda mitad de este año. El PW127XT, para un tiempo prolongado en el ala, permite una reducción del 20 por ciento en los costos de mantenimiento y una reducción del 3 por ciento en el consumo de combustible en comparación con PW127M, según ATR, que ha reconocido que el motor eléctrico y el sistema de batería agregarán algo de peso a los aviones turbohélice regionales de ATR, pero señaló que los ingenieros esperan compensar reduciendo el peso en otro lugar o aumentando ligeramente el peso máximo de despegue de la aeronave. «En cualquier caso, mantendremos la carga útil o incluso la aumentaremos un poco. Esta es una característica clave que estamos investigando», dijo Stéphane Viala.
ATR ha señalado en 2021 que comenzó a explorar opciones de propulsión no convencionales, incluido el hidrógeno, para mejorar el rendimiento ambiental y económico de sus turbohélices. Los ejecutivos en ese momento advirtieron que los aviones que queman hidrógeno podrían presentar la solución correcta o factible para muchos operadores de ATR, insistiendo en que la compañía solo integraría CO.2 tecnología de reducción de emisiones que está disponible y asequible. El OEM está manteniendo ese razonamiento, a pesar del aumento de las iniciativas de terceros que involucran la propulsión basada en celdas de combustible de hidrógeno para aviones regionales. Muchos operadores de ATR como Air Nostrum de España, ASL Aviation Holdings de Irlanda, Icelandair Group y Ravn Alaska se han comprometido a instalar kits de conversión de propulsión de hidrógeno en sus flotas de aviones turbohélice existentes o futuras.
ATR decidió lo que Stéphane Viala describe como un «nivel leve de hibridación» porque considera que el hidrógeno es una opción a más largo plazo que requerirá muchas modificaciones de producción e infraestructura. La propulsión híbrida-eléctrica garantiza un progreso significativo en el desempeño ambiental y económico de la familia de aviones ATR, sostuvo el vicepresidente comercial senior de la compañía, Fabrice Vautier.
“Este estudio de factibilidad analiza las soluciones técnicas basadas en un nuevo motor, pero también es una revisión global de nuestro potencial de mercado con este nuevo avión. Estamos evaluando cómo podemos capturar más participación de mercado y hacer que nuestro producto sea más inclusivo para que podamos servir a más comunidades regionales”, expresó Fabrice Vautier. Con ahorros de costos operativos de dos dígitos logrados a través de una reducción del 20 % en el consumo de combustible y una reducción del 20 % en los costos generales de mantenimiento, las aerolíneas pueden servir rutas estrechas de manera más rentable y las comunidades pueden beneficiarse de más conectividad, más servicios esenciales y más desarrollo económico, agregó.
La compañía busca responder a la necesidad de una aviación más sostenible desde el punto de vista ambiental y viajes más asequibles, según Fabrice Vautier. “Necesitamos no solo lograr un cambio drástico en la sostenibilidad ambiental, sino también continuar reduciendo los costos operativos. En muchos de nuestros mercados, el tema de la sustentabilidad no resuena de la misma manera que en Europa. Si bien la sostenibilidad ambiental es un tema clave en mercados maduros como Europa, América del Norte, Australia y Nueva Zelanda, el costo por asiento es el factor clave en los mercados emergentes”, dijo Fabrice Vautier.
El plan para el ATR Evo cuenta con el total apoyo de los dos accionistas de la compañía, Airbus y Leonardo, afirmó. El desarrollo de la variante de próxima generación coincide con una recuperación constante del fuselaje. ATR entregó 31 aviones nuevos en 2021 frente a 10 en 2020 y planea enviar cerca de 40 aviones nuevos este año, entre 40 y 50 en 2023, y más de 50 unidades en 2024. “Estamos en modo de aceleración. Nos estamos acercando a donde estábamos antes de la crisis”, señaló Fabrice Vautier.
Si bien el nuevo motor híbrido-eléctrico ocupa un lugar central, el Evo incorporará muchas otras innovaciones para impulsar el rendimiento, la economía y la sostenibilidad de la aeronave. Incluyen nuevas hélices y posiblemente un cambio de seis a ocho palas, un mayor uso de materiales de origen biológico más livianos para la cabina y un mayor enfoque en la reciclabilidad y reutilización de materiales como la fibra de carbono. 
ATR EVO turboprop project
ATR hybrid-electric propulsion for new turboprop
Franco-Italian aircraft manufacturer ATR Aircraft has secured the backing of its Board of Directors and shareholders to analyze the feasibility of a next-generation turboprop targeting 20 percent fuel and CO2 reduction, emissions reduction and operating costs. and double-digit maintenance reduce O&M costs compared to current-generation ATRs. The new variant, named ATR EVO, short for Evolution, will encompass the entire ATR family, consisting of the ATR 42, ATR 72-600, ATR 72F and the short take-off and landing ATR 42S, now in development.
As its name implies, the ATR EVO builds on the OEM’s incremental strategy for the development of its family of turboprops. The EVO will remain a twin-engine turboprop capable of flying on 100 percent Sustainable Aviation Fuel (SAF). It will incorporate a new hybrid-capable powerplant, as well as an eco-friendly design that includes updated propellers and upgraded cabin and systems. «Our next generation of aircraft will be a step forward in responsible flight. When it enters the market, the ATR Evo will pave the way to a decarbonized future for aviation. An overall fuel improvement of 20 percent means the aircraft will emit more 50 percent less CO2 than a regional airliner when running on kerosene. When using 100 percent SAF, its emissions will be close to zero», said ATR CEO Stefano Bortoli.
ATR expects to launch the program next year 2023 with a target entry into service of 2030. The Toulouse-based OEM has issued a request for information to major engine manufacturers for the development of «an optimized power plant that takes into account a hybridization with an electric motor and a battery system. The idea is to optimize the [conventional] thermodynamic motor with a second source of energy, namely an electric one», said ATR Senior Vice President of Engineering, Stéphane Viala. Because the electric motor would increase power during takeoff and climb, the aircraft will generate optimized performance and better fuel efficiency in the different phases of flight. Current ATRs use Pratt & Whitney PW127M turboprop engines.
The plan for the new engine is separate from ATR’s move to equip its aircraft with new PW127XT turboprops starting in the second half of this year. The PW127XT, for extended time on the wing, enables a 20 percent reduction in maintenance costs and a 3 percent reduction in fuel consumption compared to PW127M, according to ATR, which has acknowledged that the electric motor and battery system will add some weight to ATR’s regional turboprop aircraft, but he noted that engineers hope to compensate by reducing weight elsewhere or slightly increasing the aircraft’s maximum takeoff weight. «In any case, we will keep the payload or even increase it a bit. This is a key feature that we are investigating», said Stéphane Viala.
ATR has signaled in 2021 that it has begun exploring unconventional propulsion options, including hydrogen, to improve the environmental and economic performance of its turboprops. Executives at the time warned that hydrogen-burning aircraft could present the right or feasible solution for many ATR operators, insisting that the company would only integrate CO.2 emissions-reduction technology that is available and affordable. The OEM is holding to that reasoning, despite the rise of third-party initiatives involving hydrogen fuel cell-based propulsion for regional jets. Many ATR operators such as Spain’s Air Nostrum, Ireland’s ASL Aviation Holdings, Icelandair Group and Ravn Alaska have committed to installing hydrogen propulsion conversion kits on their existing or future turboprop aircraft fleets.
ATR decided on what Viala describes as a «mild level of hybridization» because it sees hydrogen as a longer-term option that will require many production and infrastructure modifications. The hybrid-electric propulsion ensures significant progress in the environmental and economic performance of the ATR aircraft family, said the company’s Senior Commercial Vice-president, Fabrice Vautier.
“This feasibility study looks at technical solutions based on a new engine, but it is also a global review of our market potential with this new aircraft. We are evaluating how we can capture more market share and make our product more inclusive so we can serve more regional communities”, said Stéphane Vautier. With double-digit operating cost savings achieved through a 20% reduction in fuel consumption and a 20% reduction in overall maintenance costs, airlines can serve narrow routes more profitably and communities can benefit of more connectivity, more essential services and more economic development, he added.
The company seeks to respond to the need for more environmentally sustainable aviation and more affordable travel, according to Fabrice Vautier. “We need to not only make a drastic change in environmental sustainability, but also continue to reduce operating costs. In many of our markets, the topic of sustainability does not resonate in the same way as in Europe. While environmental sustainability is a key issue in mature markets like Europe, North America, Australia and New Zealand, cost per seat is the key factor in emerging markets”, said Fabrice Vautier.
The plan for the ATR Evo has the «full support» of the company’s two shareholders, Airbus and Leonardo, he said. The development of the next-generation variant coincides with a steady recovery of the airframe, Fabrice Vautier added. ATR delivered 31 new aircraft in 2021 versus 10 in 2020 and plans to ship close to 40 new aircraft this year, between 40 and 50 in 2023, and more than 50 units in 2024. “We are in acceleration mode. We are getting closer to where we were before the crisis”, Fabrice Vautier has expressed.
While the new hybrid-electric powertrain takes center stage, the Evo will incorporate many other innovations to boost the aircraft’s performance, economy and sustainability, Viala revealed. They include new propellers (and possibly a change from six to eight blades), increased use of lighter bio-sourced materials for the cabin, and a greater focus on the recyclability and reuse of materials such as carbon fiber. 
PUBLISHER: Airgways.com
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