Para Vislumbrar o Futuro dos Veículos Elétricos, Olhe para o Céu

A aeronave eVTOL pode remodelar a mobilidade urbana nos próximos anos – e mudar a maneira como pensamos tradicionalmente o design de aeronaves. Imagine voar até o Aeroporto Internacional O'Hare e chegar ao centro de Chicago sem sofrer no trânsito. A partir de 2025, a United Airlines pretende tornar isso possível com uma frota de eVTOLs movidos a bateria, uma nova classe de aeronaves semelhante a um híbrido entre um veículo elétrico de passageiros e um drone de grandes dimensões com um interior no estilo de um automóvel de luxo.

Inicialmente, esses "táxis aéreos" eVTOL vão operar de maneira parecida a helicópteros, já que usarão helipontos e seguir regras de voo similares, mas as semelhanças entre as duas aeronaves terminam por aí. O design dessas novas aeronaves só foi possível graças a avanços feitos em veículos elétricos de consumo e comerciais. Na verdade, a maioria dos modelos em desenvolvimento para o futuro próximo se assemelha a carros muito confortáveis que acomodam entre dois e seis passageiros, e não um helicóptero apertado ou uma aeronave pequena.

O desenvolvimento de um eVTOL não é igual ao desenvolvimento de um veículo elétrico ou de uma aeronave tradicional. Fazer um "carro elétrico" voar exige otimização de peso e autonomia. Cada grama conta quando você está levantando algo no ar. Quanto mais longe quiser ir, maiores serão as baterias das quais você precisará para chegar lá. Baterias maiores, porém, significam mais peso. O tempo de carregamento também é uma consideração importante: quanto mais cedo você conseguir recolocar um eVTOL no ar, mais cedo ele poderá voltar a gerar receita.

Essas considerações também moldaram o modelo de negócios emergente para eVTOLs, concentrando-os em viagens mais curtas que transportam um número relativamente pequeno de passageiros. Assim, as empresas que projetam e fabricam essas aeronaves têm um enfoque diferente em comparação com fabricantes aeroespaciais tradicionais – elas buscam iterações mais rápidas em design, teste e certificação de sistemas específicos de modelo. 

Em um processo acelerado que ainda exige padrões impecáveis de confiabilidade e segurança, a vasta experiência da TE Connectivity no desenvolvimento de materiais e produtos qualificados para uso em veículos elétricos e ambientes aeroespaciais nos permite trabalhar cuidadosamente com clientes em oportunidades para desenvolvimento de eVTOL, quando podemos agregar valor e inovar.

Alguns elementos dos eVTOLs são transferidos quase diretamente de outras aplicações. Por exemplo, os componentes e os sistemas de carregamento de veículos elétricos comerciais são relativamente facilmente adaptados para uso em uma aeronave. No entanto, as demandas que eVTOLs enfrentam nos céus são muito diferentes daquelas que você vê em uma rodovia.

Os eVTOLs deverão realizar voos frequentes e curtos em altitudes relativamente baixas. Essas condições exigem componentes extremamente duráveis. É claro que segurança, qualidade e confiabilidade são atributos críticos de peças fabricadas para qualquer veículo. Ainda assim, elas assumem importância adicional à medida que essas aeronaves sobrevoam áreas densamente povoadas em altitudes relativamente baixas. Por isso, um sistema de distribuição de energia de alta tensão durável e confiável é essencial.

A TE está atendendo a essa demanda oferecendo unidades de distribuição de energia (PDUs) e contatores de comutação de energia, bem como cabos elétricos e de fibra óptica para conectar os sistemas de distribuição de energia, aviônicos e de infoentretenimento e ajudar a deixar essas aeronaves seguras, confiáveis e confortáveis. Além disso, estamos otimizando conectores de alta tensão para suportar os rigores das aplicações aeroespaciais para que possam lidar com os 100 a 600 quilowatts necessários para alimentar essa primeira geração de eVTOLs.

À medida que trabalhamos com engenheiros para otimizar o design dos eVTOLs, contamos com nossa experiência para nos atentarmos aos aparentemente menores detalhes que podem fazer uma diferença substancial. Por exemplo, a substituição de cabos redondos por cabos flat reduz o peso, melhora as características térmicas, proporciona mais flexibilidade de cabo e ocupa menos espaço dentro da estrutura da aeronave, deixando mais espaço para o conforto dos passageiros.

Em comparação com fabricantes tradicionais de aeronaves, as empresas que desenvolvem eVTOLs tendem a procurar um tipo diferente de parceria com seus fornecedores de componentes. Como normalmente seguem os princípios de design ágil, os desenvolvedores de eVTOL querem gerar novas iterações dos designs em dias, e não em semanas ou meses. Dessa forma, esses desenvolvedores se sentem mais confortáveis integrando peças comerciais prontas para uso nos designs, economizando custos de fabricação com antecedência e reduzindo custos de manutenção das peças de reposição.

Fabricantes como a TE podem complementar esse desejo de avançar rapidamente no conhecimento sobre engenharia a partir de uma longa história de design e integração de componentes em sistemas de aviação. Esse conhecimento nos permite orientar engenheiros de eVTOL enquanto eles trabalham para agilizar ciclos de desenvolvimento sem comprometer a segurança. Além disso, nossa experiência no desenvolvimento de peças para setores próximos, como veículos comerciais e de passageiros, também indica que podemos ajudar fabricantes de eVTOL a pensar além das normas aeroespaciais tradicionais à medida que desenvolvem os novos sistemas que vão capacitar uma nova classe de veículos.

O setor eVTOL provavelmente precisará desenvolver um nível de padronização entre os componentes para escalar rapidamente e atingir todo o potencial. Não importa a diferença cosmética dos designs, todos eles enfrentam os mesmos desafios de design principais: otimização de tamanho e peso, além de distribuição de energia, segurança, durabilidade e confiabilidade.

Inicialmente, é provável que eVTOLs voem como um helicóptero com componentes eletrônicos para familiarizar pilotos veteranos com os sistemas de controle. Eles também serão pequenos, porque tamanho e peso determinarão o custo e a capacidade de cada veículo.

Porém, há vantagem em começar pequeno. A superação dos desafios em um veículo pequeno proporciona mais oportunidades de conseguir tudo diretamente antes de expandir a capacidade e o alcance. Por mais crucial que o rápido desenvolvimento possa ser para tirar as primeiras frotas de eVTOL do papel, o design de componentes com um olho no futuro será importante para o sucesso contínuo do mercado.

Além disso, podemos projetar os componentes que usamos para fabricar essas aeronaves com um olho em seu uso potencial em estruturas de aeronave maiores com o passar do tempo. A densidade da bateria continua sendo um obstáculo prático fundamental para a produção de aeronaves elétricas maiores e de transporte mais longo.

Continuando a melhorar os componentes capazes de suportar tensões mais altas de maneira segura e confiável, ao mesmo tempo em que se minimizam o peso e o espaço, o táxi urbano que leva você do aeroporto ao centro da cidade poderá evoluir rapidamente para algo mais parecido com um ônibus regional ou um trem intermunicipal de alta velocidade quando a próxima geração de tecnologia de bateria chegar. Com necessidades de infraestrutura prática relativamente limitadas, além de um lugar para pousar e a capacidade de carregar as baterias, existe o potencial de revolucionar a maneira como as pessoas viajam de formas que não vimos desde a introdução do motor a jato.

Os eVTOLs podem mudar a maneira como pensamos a mobilidade urbana, oferecendo um novo elo sustentável entre cidades e periferias. Na medida em que se tornam aceitas no mercado e podem aumentar de tamanho, elas também oferecem um passo em direção a uma forma mais sustentável de viagens aéreas comerciais. Designs feitos cuidadosamente que estabelecem um novo padrão de segurança e conforto serão fundamentais para tirar essa nova classe de veículos do chão – e manter eVTOLs no ar por muitos anos. A TE vai inovar prontamente.