Tampoco es nuevo el empleo de sus motores para motocicleta en aeronaves, aunque en general ha quedado restringido su uso a aeronaves de construcción experimental y amateur.
Y ayer, en Farnborough, en una conferencia de prensa conjunta ambas han anunciado sus planes de expansión en el mercado de los motores aeronáuticos con una gama de propulsores capaces de funcionar con combustible de aviación, SAF, biocombustibles e incluso hidrógeno.
Motor de seis cilindros y 4.5 litros mostrado en el stand de VoltAero stand. (Stephen Bridgewater/RAeS)
Kawasaki pretende fabricar motores alternativos con un peso casi idéntico al de motores turboeje similares, pero con una reducción del consumo de combustible de entre el 30 y el 50%. Interesante, teniendo en cuenta que a partir de ciertas potencias se abandonó el uso de motores de pistón a favor de las turbomáquinas (turboejes, turbohélices, turborreactores y turbofanes, en función de la velocidad de vuelo, para optimizar su redimiento) debido a que a igualdad de potencia, el motor alternativo pesa más que el de turbina.
Kawasaki quiere combinar la experiencia adquirida en la colaboración con VoltAero y su propio proyecto para crear una moto con motor alimentado por hidrógeno, la Ninja H2 HySE que se exhibía en el stand de VoltAero), creando una nueva división que desarrolle motores de pistón aeronáuticos.
Los motores propuestos son:
4 cilindros de 1,0 litros que desarrolla 120 CV como motor atmosférico y 235 CV si lleva turbo
6 cilindros y 2,1 litros (245 CV atmosférico o 375 CV con turbo)
6 cilindros de 4,5 litros (400 CV atmosférico o 670 CV con turbo)
12 cilindros de 9,0 litros (800 CV atmosférico o 1.340 CV con turbo)
La empresa tiene previsto suministrar la primera unidad a los clientes en 2025, y espera obtener la certificación de tipo en 2030. Pero todos esos motores los pretende desarrollar también alimentados por hidrógeno,. Espera tener las primeras variantes propulsadas por hidrógeno en 2029 y obtener la certificación en 2035.
Creemos que los motores alternativos presentan muchas ventajas y tienen un gran potencial, especialmente cuando se trata de conseguir la neutralidad de carbono en la aviación.
director general de Kawasaki
Motor de Kawasaki de seis cilindros mostrado en el stand de VoltAero en Oshkosh 2023
Una vez que se llega a un megavatio, un motor de turbina simplemente no puede ser competitivo en términos de coste, emisiones y consumo. Así que, hoy por hoy, creo que lo que estamos viendo es el principio de un cambio de juego.
Jean Botti, de VoltAero
Por cierto, también esta semana —el 22 de julio— hacía Kawasaki una demostración pública de una moto de hidrógeno en el circuito de Suzuka.
La agencia de investigación holandesa NLR ha presentado en Farnborough su concepto de avión de pasajeros con propulsión distribuida, su SFD-DEP (Scaled Flight Demonstrator-Distributed Electric Propulsion)
Se trata de un A-320 a un 12% de escala, en el que se han reemplazado sus dos turbofanes por seis motores: dos en punta de plano y otros cuatro en el centro de cada semiala.
Presumiblemente, los motores son contrarrotatorios, para anular el efecto del par motor. Los motores de punta de plano, donde habitualmente encontraríamos los winglets, parece que están situados precisamente de tal modo que éstos no sean necesarios, contrarrestando el torbellino de punta de ala.
Las ventajas de la propulsión distribuida las hemos comentado más veces, pero las recopilamos: Permite soplar la capa límite del ala, aumentando la sustentación y haciendo más corta la carrera de despegue, como ya pudimos comprobar en el vídeo del An-2 despegando en poco más de 30m, disminuyendo así los requisitos de pistas donde puede operar. Además permite un mayor ángulo de ascenso, reduciendo así la firma sonora sobre las poblaciones cercanas a los aeropuertos. Además permite el control de la guiñada con empuje diferencial de los motores, pudiendo reducir el tamaño del timón de cola, y la resistencia aerodinámica que genera.
Aunque los ensayos comenzaron en 2023, el primer prototipo fue destruido por un fuego de las baterías. El segundo prototipo voló en mayo de 2024, y NLR está ahora explotando los datos medidos.
SFD-DEP es un modelo a escala, con una envergadura de 4 metros, una masa de despegue de 167 kg y una velocidad de crucero de 100 nudos, de un avión de nueva configuración con propulsión eléctrica distribuida (DEP). Completó con éxito su vuelo inaugural desde el Aeroporto di Taranto-Grottaglie, en el sur de Italia.
Los socios del proyecto son Airbus, NLR, ONERA, CIRA y TU Delft, con el apoyo de Orange Aerospace.
Este proyecto ha recibido financiación de Clean Sky 2 en virtud del acuerdo de subvención nº 945583-GAM-2020-LPA. Clean Sky 2 recibe apoyo del programa de investigación e innovación Horizonte 2020 de la Unión Europea.
En el más rápido —del tradiconal más rápido, más alto, más lejos— los helicópteros se han visto limitados por su propia forma de lograr sustentación: el rotor dando vueltas. Como hemos explicado en otras ocasiones, el hecho de que la velocidad de la punta de pala sea la resultante de componer la velocidad de rotación del helicóptero más la de translación, hace que sea en la punta de pala donde se alcance antes el Mach de diverencia, y portanto el límite de velocidad horizontal de vuelo.
Por mucho que se mejoren las puntas de pala de los helicópteros, la velocidad de vuelo estará siempre limitada por una cota superior, marcada por el momento en el que la punta de pala alcanza velocidades supersónicas. El ala embrionaria del helicóptero compuesto descarga al rotor en su trabajo de proporcionar sustentación, permitiéndole girar más lento, y así aumentando la velocidad de avance que puede alcanzar el helicóptero compuesto, impulsado por las hélices «de avión» que monta.
Aunque hay que tener cuidado con la integración del ala y el flujo del rotor, puesto que el ala no solo tendrá la corriente de aire que le incide por el vuelo en avance, sino que quedará sumergida en el flujo de aire descendente del rotor. Y poner atención al diseño para vuelo a punto fijo, pues en ese caso el ala «estorba».
Trabajando la punta de pala del rotor, como se hizo con el Lynx, el helicóptero convencional más rápido alcanzó los 401km/h. Los helicópteros compuestos alcanzan velocidades algo superiores, como el X2 (481km/h) y el X3 (472km/h, alcanzó 483 en un picado somero), y ahora el RACER, habituales en este blog.
El RACER, desarrollado como proyecto del Clean Sky 2, ya había alcanzado los 400km/h. En esta ocasión, los 420km/h se han obtenido en vuelo de crucero, no como velocidad punta.
El demostrador de helicóptero de alta velocidad Racer de Airbus, desarrollado en el marco del proyecto europeo de investigación Clean Sky 2, ha alcanzado su objetivo de velocidad de crucero rápido de 407 km/h (220 kts). El 21 de junio, menos de dos meses después de su primer vuelo, el demostrador Racer superó su objetivo de velocidad de crucero de 407 km/h (220 kts) al alcanzar los 420 km/h (227 kts) en su configuración inicial. En sólo siete vuelos y unas nueve horas de pruebas en vuelo, se ha abierto casi toda la envolvente de vuelo.
Este logro en tan corto espacio de tiempo es realmente un testimonio del duro trabajo de nuestros 40 socios en 13 países europeos para llevar toda esta innovación al vuelo. Además de su rendimiento, el comportamiento aerodinámico y la estabilidad del avión son prometedores. Todos esperamos con impaciencia la siguiente fase de ensayos en vuelo, especialmente el modo ecológico, que nos permitirá apagar un motor en vuelo de avance, reduciendo así el consumo de combustible y las emisiones de CO2
Bruno Even, CEO de Airbus Helicopters.
La tripulación de ensayos de vuelo estaba formada por Hervé Jammayrac, piloto jefe de pruebas de vuelo, Dominique Fournier, ingeniero de pruebas de vuelo, y Christophe Skorlic, ingeniero de pruebas de vuelo. La próxima fase de las pruebas de vuelo se centrará en las operaciones con un solo motor y en la finalización de la envolvente de vuelo.
Optimizado para una velocidad de crucero de más de 400 km/h, el demostrador Racer pretende lograr la mejor relación entre velocidad, rentabilidad y rendimiento de la misión. El Racer también apunta a una reducción del consumo de combustible de alrededor del 20%, en comparación con los helicópteros de la generación actual en la misma categoría de peso máximo de despegue, gracias a la optimización aerodinámica y a un innovador sistema de propulsión de modo ecológico. Desarrollado con Safran Helicopter Engines, el sistema eco-mode híbrido-eléctrico permite que uno de los dos motores Aneto-1X se detenga durante el vuelo de crucero, contribuyendo así a reducir las emisiones de CO2. El Racer también pretende demostrar cómo su particular arquitectura puede contribuir a reducir su huella acústica operativa.
Electra ha hecho público que su demostrador tecnológico, conocido como EL-2 Goldfinch ha realizado su primer vuelo con despegue corto desde una superficie «no preparada».
Electra es de las pocas empresas del sector de la «movilidad aérea avanzada» que recurre a una aeronave de ala fija en lugar de a multirrotores, y a un sistema de propulsión híbrido-eléctrico.
La aeronave de Electra.Aero volaba por primera vez en noviembre de 2023 y hacía sus primeros despegues ultracortos, desde pista convencional de asfalto, en junio de 2024. Y ahora acaba de anunciar los primeros despegues ultra cortos desde pistas no preparadas, y tan cortas como menos de 91m. De hecho, según notas de prensa anteriores, podría despegar en 52m y aterrizar en 35m.
Recurre al truco de soplar la capa límite con una propulsión distribuida para potenciar las características STOL del avión. Y, precisamente por eso de recurrir a un ala fija en vez de a la configuración de drone gigante, y por renunciar al uso exclusivo de baterías y a los desplazamientos urbanos, es por lo que creemos que puede ser viable en un futuro relativamente cercano.
Electra ha completado con éxito los vuelos de prueba fuera de pista de su avión demostrador de tecnología híbrida-eléctrica de despegue y aterrizaje cortos (eSTOL) EL-2 Goldfinch desde un campo de hierba cercano a las instalaciones de Electra en Manassas, VA.
Los vuelos demostraron la eficacia del avión eSTOL para operar desde campos austeros de menos de 300 pies (~91.5m)mínimamente preparados. El avión realizó una serie de despegues y aterrizajes desde una zona de hierba y demostró el máximo rendimiento de ascenso a 32 grados que se utilizaría en muchas misiones militares. Tampoco necesitó infraestructura de carga, ya que las baterías se recargan en vuelo mediante el sistema de propulsión híbrido.
La tecnología de doble uso (que puede usarse tanto como civil como militar sin cambios) es ideal para servir como un pequeño avión de transporte aéreo altamente eficiente en consumo de combustible y rentable que apoye el Empleo Ágil de Combate y las misiones expedicionarias, reduciendo al mismo tiempo la huella energética operativa. Los aviones eSTOL, pequeños, asequibles e independientes de la pista de aterrizaje, también podrían aliviar la demanda de plataformas de ala fija y helicópteros más grandes, poco numerosas y de alto rendimiento en un entorno logístico competitivo.
«Las tecnologías eSTOL de Electra aumentan el número de lugares de aterrizaje disponibles en órdenes de magnitud en relación con los aviones tradicionales de ala fija, al tiempo que proporcionan mayores velocidades de crucero, menores costes y menos ruido que las soluciones de sustentación vertical. Estos primeros vuelos desde un campo demuestran los inicios de esta sólida capacidad que seguiremos desarrollando», declaró JP Stewart, Vicepresidente y Director General de Electra.
Además de las operaciones sobre hierba, la campaña de pruebas incluyó la recogida de datos acústicos para validar las capacidades de bajo ruido de las tecnologías eSTOL. El avión logró operaciones silenciosas por debajo de 55 decibelios a 500 pies de sobrevuelo, un nivel de sonido comparable al de una conversación humana. A las altitudes de crucero habituales, el avión será inaudible por encima del ruido de fondo. A medida que avance el programa de pruebas, los vuelos posteriores se realizarán en zonas aún más accidentadas y confinadas.
Electra está desarrollando el avión de producción que transportará 9 pasajeros o 2500 libras de carga (762kg) hasta 500 millas (805km) sin dejar de ofrecer las capacidades STOL, de operaciones austeras y de bajo ruido. La certificación de la aeronave y su entrada en servicio comercial según la normativa FAA Part 23 está prevista para 2028.
Joby es una empresa estadounidense líder en el sector de los eVTOL de movilidad aérea urbana. Y digo líder porque es una de las que más avanzado lleva el diseño, los ensayos y la certificación.
Su aeronave, además, es relativamente creíble, dentro de lo críticos que sabéis que somos con este tipo de aviación. Sólo utiliza los rotores basculantes para el despegue vertical, dependiendo la sustentación del resto del vuelo de un ala fija, lo que hace que —comparativamente con otras aeronaves de la nueva movilidad aérea— tenga mayor autonomía.
No obstante, al ser eléctrica sigue teniendo el mismo problema que todas las demás aeronaves eVTOL: su reducida autonomía, y por tanto su aplicabilidad al mundo real, donde para transportar pasajeros necesitas tener un remanente de autonomía para desviarse a un alternativo si en el destino hay problemas.
Posiblemente tras descubrir esto, y con criterio, Joby decidió adquirir hace unos años H2Fly, su equivalente en el mundo del hidrógeno y habitual en este blog, la más avanzada en el desarrollo de aeronaves de pila de hidrógeno.
Para este vuelo de aeronave eVTOL con hidrógeno ha fusionado los dos productos: su desarrollo de eVTOL eléctrico, que lleva volando y realizando ensayos una buena temporada, con el desarrollo de pila de hidrógeno de H2fly. Al ser un avión movido por baterías, sustituir el origen de la electricidad por la pila de hidrógeno ha sido sencillo. Y el resultado ha sido positivo, con un vuelo de más de 800 kilómetros de alcance, quedando un remanente de un 10% de batería en el aterrizaje. Sería interesante conocer cuál es la autonomía de la aeronave si se tuvieran en cuenta las reservas, obligatorias por ley para desvíos, a alternativos.
Por cierto, para el desarrollo de su variante autónoma ha optado por la misma estrategia que con el desarrollo eléctrico y ha comprado a XWing, también líder en este tipo de desarrollos y vieja conocida del blog por volar Cessnas sin piloto.
El programa de hidrógeno-eléctrico se basa en la tecnología desarrollada por H2FLY, filial de Joby desde que la adquiriera en 2021, y forma parte del núcleo de la aeronave VTOL de Joby.
Durante el vuelo, la única emisión ha sido agua, resultado de la combinación del hidrógeno con oxígeno en la pila de combustible para obtener electricidad.
El vuelo, dice Joby, demuestra el potencial de la aeronave para realizar vuelos regionales sin emisiones.
El proyecto de Joby cuenta con el apoyo del programa Agility Prime de la USAF
El 24 de junio de 2024, la aeronave de demostración de tecnología de hidrógeno y electricidad de Joby completó un vuelo de840 km sobre Marina, California, sin más emisiones en vuelo que el agua.
Joby Aviation, Inc. anunció en nota de prensa el 11 de julio que ha realizado con éxito un vuelo de 840 kmg con su prototipo de aeronave eVTOL híbrida hidrógeno-eléctrica.
La aeronave, que despega y aterriza verticalmente, se basa en el exitoso programa de desarrollo de taxis aéreos eléctricos a batería de Joby, y demuestra el potencial del hidrógeno para realizar viajes regionales sin emisiones que no requieran una pista de aterrizaje.
El histórico vuelo de prueba, que se considera el primer vuelo de un avión de despegue y aterrizaje vertical propulsado por hidrógeno líquido, se realizó el mes pasado con un prototipo de Joby de preproducción, equipado con un depósito de hidrógeno líquido y un sistema de pilas de combustible. Aterrizó con un 10% de la carga de hidrógeno restante.
El demostrador de hidrógeno-eléctrico de Joby forma parte del futuro programa tecnológico de la empresa y es el resultado de varios años de colaboración entre un pequeño equipo de Joby y H2FLY, la filial propiedad de Joby con sede en Stuttgart (Alemania). El avión reconvertido completó previamente más de 25.000 millas de pruebas como avión eléctrico de batería en la base de Joby en Marina, California.
Utilizando el mismo fuselaje y la misma arquitectura general que el avión eléctrico de batería principal de Joby, este demostrador cuenta con un depósito de combustible de hidrógeno líquido, diseñado y construido por Joby, que almacena hasta 40 kilogramos de hidrógeno líquido, junto con una masa reducida de baterías. El hidrógeno se introduce en un sistema de pila de combustible, diseñado y construido por H2FLY, para producir electricidad, agua y calor. La electricidad producida por la pila de combustible de hidrógeno alimenta los seis motores eléctricos del avión de Joby, mientras que las baterías proporcionan energía adicional principalmente durante el despegue y el aterrizaje.
El equipo H2FLY de Joby utilizó una tecnología similar para realizar otro vuelo récord en septiembre de 2023, cuando volaron en el primer vuelo pilotado del mundo de un avión convencional eléctrico de hidrógeno líquido utilizando su tecnología de pila de combustible.
Viajar en avión es fundamental para el progreso humano, pero tenemos que encontrar formas de hacerlo más limpio. Con nuestro taxi aéreo eléctrico a batería a punto de cambiar radicalmente nuestra forma de movernos por las ciudades, nos entusiasma estar construyendo ahora una pila tecnológica que podría redefinir los viajes regionales utilizando aviones eléctricos de hidrógeno.
Imaginen poder volar de San Francisco a San Diego, de Boston a Baltimore o de Nashville a Nueva Orleans sin necesidad de ir a un aeropuerto y sin más emisiones que el agua. Ese mundo está más cerca que nunca, y los progresos que hemos hecho hacia la certificación de la versión eléctrica de batería de nuestro avión nos dan una gran ventaja de cara a hacer realidad el vuelo eléctrico de hidrógeno.
La gran mayoría del trabajo de diseño, pruebas y certificación que hemos completado en nuestro avión eléctrico de baterías se traslada a la comercialización del vuelo eléctrico de hidrógeno. En servicio, también esperamos poder utilizar las mismas pistas de aterrizaje, el mismo equipo de operaciones y el software ElevateOS de Joby que apoyará la operación comercial de nuestro avión eléctrico de batería
JoeBen Bevirt, fundador y consejero delegado de Joby
Como parte del compromiso más amplio de Joby de liderar el desarrollo de nuevas tecnologías aeronáuticas, recientemente adquirió Xwing Inc, líder del sector en el desarrollo de tecnología autónoma para la aviación. Xwing lleva volando aviones autónomos desde 2020, con 250 vuelos totalmente autónomos y más de 500 aterrizajes automáticos realizados hasta la fecha, utilizando el software Superpilot que ha desarrollado internamente.
Joby planea iniciar operaciones comerciales tan pronto como 2025, utilizando su taxi aéreo eléctrico a batería. La empresa cotiza en la Bolsa de Nueva York y ha obtenido más de 2.000 millones de dólares de financiación hasta la fecha, incluidas inversiones de Toyota, Delta Air Lines, SK Telecom, Uber y Baillie Gifford.
