Países Bajos ha publicado una hoja de ruta para descarbonizar sus vuelos. Vamos a intentar resumirla y comentarla.
Introducción
Situación actual
En 2020 el Reino de Países Bajos (Aruba, Curazao, San Martín y los Países Bajos) estableció unos objetivos para descarbonizar la aviación. Por ejemplo se marcó 2030 para que todas las operaciones terrestres estuvieran electrificadas, incluidos los vehículos de remolque. Para 2050 todos los vuelos de menos de 500km de radio que partieran de su territorio deberán ser también eléctricos.
Por las infraestructuras disponibles, es más factible realizarlo en el territorio continental. Sin embargo, teniendo en cuenta que el alcance de los aviones eléctricos de entre 9 y 19 pasajeros, para 2030, apenas será de unos cientos de kilómetros, los vuelos de enlace entre islas parecen ser los más idóneos para ser electrificados. Además se cree que podría abaratar los costes de los vuelos, así como mejorar la fiabilidad de los motores, y por tanto aumentar la disponibilidad de las aeronaves y bajar también los gastos de mantenimiento.
Hoy día, cuando pensamos en aterrizajes fuera de pista y en espacios relativamente confinados, rápido visualizamos en nuestra mente los aviones preparados para bushflight y sus grandes ruedas de balón y baja presión de inflado, capaces de sostenerse en vuelo a base de motor con grandes ángulos de ataque y absorber los impactos con la tierra gracias a su potente amortiguación y a sus desproporcionadas ruedas.
Storch con ruedas gemelas, montaje similar al de Whitaker
Fue en verano de 1941 cuando se autorizó el uso de 32 Piper Cub de 65hp para realizar ensayos de soporte al ejército. Se ensayaron técnicas STOL, así como diversos usos, como observación para la artillería o evacuación médica. Los ensayos fueron exitosos y el 6 de junio de 1942 se aprobó su uso. Los aviones ligeros, conocidos como grasshoppers (saltamontes), vieron servicio en todos los frentes, incluso embarcadas.
El tren de aterrizaje utilizado, a excepción del sistema Brodie, era el convencional.
Sistema Brodie
Sin embargo el uso operacional y los distintos terrenos a los que se enfrentaron los pilotos pusieron de manifiesto la necesidad de desarrollar técnicas especiales y trenes de aterrizaje capaz de operar en todas ellas. Además no deberían añadir peso a la aeronave, ni resistencia, para no penalizar sus características de vuelo y que pudiera aterrizar en cualquier condición de viento (ya sabemos que las cadenas se llevan mal con el viento cruzado).
Por lo expuesto anteriormente, se realizaron pruebas sistemáticas con distintos dispositivos. Uno de ellos es el ya conocido sistema Brodie. Otros fueron el tren de ruedas gemelas de Whitaker, el tren universal y el Terra Tire de Goodyear.
Tren Whitaker
L-19 con tren Whitaker
El tren de aterrizaje Whitaker es bastante similar a los diseños actuales de trenes con varias ruedas en un carretón articulado. Le permitía moverse con facilidad por terrenos irregulares, e incluso superar obstáculos.
El diseño básico es un balancín, cuyo punto central de articulación se unía al punto de anclaje estándar del tren. Cada rueda tenía un freno hidráulico.
Durante los ensayos demostró poder operar desde terrenos arados, con surcos de hasta 12 pulgadas (30cm). También probó su capacidad de despegar con 30cm de nieve, y aterrizar en 45cm de nieve. Podía operar en terrenos blandos, con arena, e incluso en superficies de agua helada, donde los trenes de aterrizaje normales romperían el hielo y no podrían operar.
El ejército lo declaró apto para operaciones especiales.
Tren Universal o Tren Hydrolift
El tren universal recibía este nombre por estar diseñado para operar en superficies duras, blandas, nieve, e incluso agua. Estaba compuesto por una rueda y unos esquíes.
La rueda le permitía operar desde tierra. El esquí desde superficies blandas. Pero, además, su perfil se comportaba con un hydrofoil y le permitía sustentarse en el agua, siempre y cuando tuviera cierta velocidad, por lo que requería que el despegue empezara en una orilla, y el aterrizaje acabara en la misma.
Se probó por primera vez en 1949. Se realizaron unos 1500 despegues y aterrizajes con él, tanto en configuraciones patín de cola y tren triciclo, en aeronaves tan diversas como las Piper Cub, Stinson OY-1, Cessna L-19, North American AT-6 y Bellanca Cruisemaster.
Para operar sobre el agua se requería que la aeronave alcanzara de 10 a 15mph (~15 a 25km/h), dependiendo de la masa al despegue del avión. Por ello se requería un hidropuerto, bien en una playa de arena dura, arena suelta o de guijarros. Esta carrera sobre terreno duro era de, aproximadamente, tres veces la longitud del avión. Unos 25m para una Cessna L-19 Bird Dog.
Terra Tire de Goodyear
Este tipo de neumáticos se probaron primero en vehículos terrestres todo-terreno. Y, cuando se comprobó el éxito que tenían, se decidió extrapolar su uso a la aviación.
Los neumáticos, 24x24x6, muy similares a los actuales neumáticos de balón empleados en los aviones de bushflight, tenían una muy baja presión de inflado, entorno a 0.5 bares, aunque podía bajar incluso a 0.14 bares. Las bajas presiones de inflado hacían que los propios neumáticos se comportaran como amortiguadores, absorbiendo las irregularidades del terreno y los impactos de las tomas duras. Los resultados fueron satisfactorios.
Fuentes: AGARD-R-80United States Army experience in operations from unprepared fields
SUMPAC, actualmente en el museo Solent Sky, en Southampton
Conocí el SUMPAC durante las semanas que estuve desplazado en Southampton, durante una visita al genial Solent Sky, un museo aeronáutico donde contemplar un Supermarine S6A, un caza hidroavión a reacción Saunders-Roe SR.A/1, o el primer avión a pedales.
Del techo colgaba una aeronave de apariencia muy ligera, con muy pocas piezas metálicas y una gran estructura de madera de balsa, revestido de una envejecida celulosa transparente que permitía ver el interior del avión.
Cuando estaba buscando los letreros que explicaran qué avión era, apareció un amable aerotrastornado británico que me contó su historia: se trataba del SUMPAC, Southampton University Man Powered Aircraft, la primera aeronave de propulsión humana que había sido capaz de despegar por sus medios, sin ninguna asistencia externa.
Nació para competir por el Premio Kremer: 50000 libras para quien fuera capaz de hacer volar un avión de propulsión humana de forma segura, en un circuito con forma de 8, alrededor de dos postes separados media milla (~800m). Si tenéis curiosidad podéis encontrar aquí las normas completas para poder optar a este premio [pdf].
Recien graduados, Ann Marsden, David Williams y Alan Lassiere diseñaron y construyeron en 1960 el avión. Se trataba de un avión de ala media, con una pequeña estructura central de aluminio, el resto de la estructura en madera de balsa, y revestido de nylon. Además contaba con un tren de aterrizaje que era movido por los pedales, como la hélice impulsora que iba montada en el pilón central, que a su vez hacía las veces de parabrisas del piloto.
El primer vuelo se realizó el 9 de noviembre de 1961. A los mandos iba el piloto de veleros, veterano de la RAF de la Segunda Guerra Mundial, instructor de vuelo, piloto-especialista de cine… Derek Piggott.
El primer vuelo sería de apenas 64m, a 1.8m sobre el suelo. Era la primera vez que una aeronave de propulsión humana despegaba por sus propios medios, sin asistencia externa. Realizaría otros cuarenta vuelos, el más largo de los cuales fue de 650 yardas (unos 600m). Pero en ninguno de ellos lograría un viraje completo, siendo el mayor ángulo descrito por el SUMPAC de apenas 80º. Era muy dificil de virar en el avión, y por tanto no llegarían a describir el circuito en forma de 8, necesario para ganar el Premio Kremer.
El avión dejaría de volar tras un pequeño accidente sufrido en el último vuelo. El primer Premio Kremer no sería entregado hasta 16 años más tarde. El Premio Sikorsky, el equivalente al Kremer para alas rotatorias, no se lograría hasta 2013, y en el blog seguimos a los distintos equipos que estuvieron compitiendo hasta lograrlo.
Sabemos que esta entrada está repetida. De hecho es una vieja entrada de 2020, pero entonces no teníamos conocimientos para editar el audio. Ahora hemos adquirido unos pocos, no muchos, pero lo suficiente como para permitirnos abrir un Archivo Sonoro de Sandglass Patrol.
Sandglass Patrol es uno de los blogs en castellano sobre aviación en activo más antiguos que existen. Y siempre hemos hecho colaboraciones con otros podcast, pero nunca nos hemos decidido a tener nuestro propio archivo sonoro. Y ya iba siendo hora. No esperamos tener una regularidad enorme, tan solo que ésto sea un complemento a nuestro blog, para cuando la palabra escrita se nos queda corta y es mejor recurrir a la voz.
Y aquí nuestro primer archivo sonoro, la entrevista a Cástor Fantoba.
El primer A-380 montará un motor de GE y depósitos criogénicos con hidrógeno
Airbus, General Electric y Safran han anunciado hoy que modificarán el A-380 número de serie 001 como banco de ensayos para motores de hidrógeno.
Instalarán en la zona trasera del fuselaje un ala embrionaria en cuya punta irá instalado un motor GE Passport turbofan. Este motor deberá ser modificado para aceptar el hidrógeno como combustible. Será alimentado desde cuatro depósitos criogénicos, situados dentro del fuselaje.
El objetivo de los tres socios es demostrar que esta aviación es viable y poner en servicio un avión cero emisiones en 2035.
Vista desde la parte trasera izquierda del A380 en la que se ve el motor y los depósitos criogénicos
El hidrógeno aparece de tarde en tarde en este blog, y en el mundo de la aviación, como promesa de futuro para solventar las emisiones del sector. De hecho, el primer avión a hidrógeno voló hace ya 66 años. Los análisis nos dicen que es seguro, y que tan solo hace falta que la economía de escala lo haga viable, que haya un ecosistema del hidrógeno suficientemente amplio e implantado como para que la logística asociada al mismo sea económica y viable. Y parece ser que esa logística, esa posibilidad de producir hidrógeno a gran escala, transportarlo, distribuirlo… será posible en un futuro cercano, teniendo en cuenta el creciente interés de todas las industrias, aviación, naval, automoción y ferrocariles, por el hidrógeno.
El objetivo del programa es probar en tierra y en vuelo un motor de combustión directa alimentado por hidrógeno, con vistas a la puesta en servicio de un avión con cero emisiones en 2035. La demostración se basará en un A380 que funciona como banco de pruebas en vuelo y que está equipado con depósitos de hidrógeno líquido preparados en las plantas de Airbus en Francia y Alemania. Airbus también definirá los requisitos del sistema de propulsión de hidrógeno, supervisará las pruebas en vuelo, y proporcionará la plataforma del A380 para probar el motor de combustión de hidrógeno en la fase de crucero.
CFM International (CFM está compuesto por Safran y General Electric) modificará la cámara de combustión, el sistema de combustible y el sistema de control de un motor turbofán GE PassportTM que funcionará con hidrógeno. El motor, ensamblado en EE. UU., se seleccionó para este programa por su tamaño físico, su turbomáquina avanzada y su flujo de combustible. Se montará a lo largo del fuselaje trasero del banco de pruebas para controlar así las emisiones del motor, incluyendo las estelas de condensación, de forma separada a las emisiones de los motores que propulsan la aeronave. CFM llevará a cabo un programa intensivo de pruebas en tierra antes de iniciar las pruebas en vuelo del A380.
Presentación del demostrador ZEROe
Este es el paso más importante que ha dado Airbus para adentrarse en una nueva era de vuelos propulsados por hidrógeno desde que presentamos nuestros conceptos ZEROe en septiembre de 2020. Esta alianza internacional, que combina la experiencia de fabricantes de motores estadounidenses y europeos para avanzar en la tecnología de combustión de hidrógeno, envía un mensaje inequívoco del compromiso adquirido por nuestro sector de hacer realidad los vuelos con cero emisiones.
Sabine Klauke, Chief Technical Officer de Airbus
La combustión de hidrógeno es una de las tecnologías base que estamos desarrollando y consolidando dentro del programa CFM RISE. Uniendo las capacidades y la experiencia de CFM, de nuestras empresas matrices y de Airbus, hemos creado el equipo perfecto para demostrar satisfactoriamente un sistema de propulsión de hidrógeno.
Gaël Méheust, Presidente y CEO de CFM International
CFM y Airbus comparten su compromiso como firmantes del objetivo del Grupo de Acción para el Transporte Aéreo en octubre de 2021 de lograr un sector de la aviación con cero emisiones netas de carbono para 2050. Para cumplirlo, se proponen desarrollar y poner a prueba la tecnología necesaria para que estas aeronaves de cero emisiones sean una realidad dentro del ambicioso calendario que se ha definido.
Airbus ha mantenido una larga relación con CFM y sus empresas matrices, GE Aviation y Safran Aircraft Engines y, juntos, los socios cuentan con un excelente historial de productos de alto rendimiento que satisfacen las necesidades de las aerolíneas clientes.
Para saber más, esta presentación de 1h de duración, en la que Airbus ha hecho público este demostrador.
