Kepplair Evolution propone una versión apagafuegos del A-330

Visión artística de un A-330 descargando agua con retardante

En el mundo entero, y en Europa concretamente, los incendios forestales son cada vez más frecuentes y violentos. El cambio climático hace que los eventos meteorológicos sean cada vez más extremos, sean las lluvias, sean las tormentas, los aumentos de temperatura y las sequías.

Con más calor, menos humedad, un terreno con menos agua y más seco, y tormentas de viento más intensas, tenemos unas condiciones de contorno que favorecen en extremo los grandes fuegos. Y la colaboración europea se ha visto indispensable para poder combatirlos. Precisamente por ello en 2013 la Unión Europea publicó la decisión nº 1313, en la que se define el marco europeo para la colaboración en protección civil.

Y por el aumento de los incendios, más el marco de colaboración europeo así como el incremento de inversiones en proyectos ecológicos e inspirados por los grandes aviones cisternas estadounidenses (como el B-747 o el DC-10), nació esta idea, de la colaboración de David Joubert, de Kepplair Evolution, piloto de aerolínea, y de Dominique Legendre, profesor del Instituto de Mecánica de Fluidos de Tolouse.

Estudiando las publicaciones del Servicio Forestal Estadounidense acerca de los patrones de descarga en función de las distintas aeronaves, altitudes de vuelo y tipos de dispensadores de agua o agua más retardante, Dominique Legendre y otros autores determinaron el modelo que permite relacionar la velocidad de vuelo del avión, el tamaño de las compuertas de descarga, y el nivel de cobertura en el suelo. A partir de este modelo han desarrollado NASCA, un software propio para predecir la distribución, y por tanto la eficacia, de las descargas.

Modelo de distribución de las descargas en el suelo, según el Servicio Forestal Estadounidense
Modelo matemático que predice la distribución anterior

Y basado en ello desarrollaron un sistema semi-presurizado, la descarga se produce en parte gracias a la gravedad, en parte gracias a la presión del sistema, del que han construido un prototipo a escala 1:3 para probar el concepto.

Sistema KIOS

Este sistema ha sido bautizado como KIOS, y ha sido pensado para que su instalación sea modular, permitiendo que el avión no sea transformado tan solo en avión apagafuegos, sino también en carguero, avión hospital… Entendemos que, debido a la modularidad que pretenden para la aeronave, el sistema se basa en un sistema paletizado basado en los estándares de carga aérea, lo que permite que las modificaciones estructurales a la aeronave sean las menores posibles, además de estar ya validadas por otras conversiones a avión carguero. Las cisternas del sistema KIOS irían distribuidas lo más próximas posibles al centro de gravedad, mientras el sistema de descarga se situaría al final del carenado ventral, conocido como belly fairing. Esta disposición se debe a la dificultad de posicionar las compuertas de descarga directamente debajo de los depósitos, por ser donde se sitúa el tren de aterrizaje principal, y otros sistemas.

Esquema del sistema KIOS instalado en el A330, con los tanques distribuidos entorno al centro de gravedad

La capacidad total de agua sería de unos 35000 (según su web)-40000 (según entrevista en Le Figaro) litros, casi seis veces más que la capacidad de carga de los CL-215T/415. La descarga de agua se produciría con un caudal constante, y se podría elegir entre niveles de cobertura en el suelo que variarían entre 0.4 y 3.2 l/m2. La recarga, obviamente, sería siempre en tierra, en algún aeropuerto, y Keppler Evolution dice que se haría en menos de 15 minutos. La falta de capacidad de carga in situ y el gran tamaño de la aeronave hacen que ésta dependa de la existencia de grandes aeropuertos desde los que operar, lo que la aleja del incendio, pero a cambio cubre mayores superficies y tiene una mayor velocidad de crucero, lo que, en teoría, le permitiría llegar al incendio en tiempos equiparables a los de las aeronaves anfibias que cargan en las cercanías del fuego.

Según la compañía, esta aeronave no pretende reemplazar las flotas nacionales de aeronaves apagafuegos, sino complementarlas, cubriendo en europa el nicho de aviones cisterna de grandes dimensiones, y creando una flota europea que se desplazara allí donde fuera necesario.

Las otras variantes propuestas son pasajeros, carguero, combi, y medevac.

La alta velocidad de crucero permitiría a la aeronave desplazarse de forma rápida a cualquiera de los países europeos que necesitara la ayuda, y su capacidad interna le permitiría desplazar además todo el equipo necesario. Además su modularidad le permitiría ser configurado para evacuaciones de personas, anti incendios, hospital volante… y atender así con flexibilidad a la emergencia que se estuviera produciendo.

Según David Joubert, el precio de compra de un A-330 de segunda mano supondría de 3 a 8 millones de euros, y otros 15 o 20 convertirlo en apagafuegos, mientras que cada Dash-8 comprado recientemente en Francia ha costado 66 millones cada uno. La Direction Générale de la Sécurité Civile et de la Gestion des Crises ha sido contactada por Le Figaro y ha declarado que las aeronaves como los anfibios Canadair o los Dash 8 se adecuan mejor a la orografía europea, y que los grandes aviones cisternas son mas adecuados para las grandes extensiones de terreno, como en los incendios forestales de Florida. Lo cierto es que el 747 de Evergreen no tuvo mucho éxito en los incendios de la sierra de Poyatos, Cuenca, de 2009.

Otras de las ventajas económicas que publica la compañía en su web tiene que ver con el entrenamiento de los pilotos. Los pilotos de los aviones anfibios no solo tienen que entrenar constantemente por la baja cota (~40m sobre el suelo) a la que vuelan durante los incendios, sino también para practicar la carga de agua en superficies de agua confinadas, o en el mar. El A-330 operaría a cotas más altas (+100m sobre el suelo), y al recargar en tierra, evita la necesidad de este entrenamiento constante durante todo el año.

Kepplair Evolution dice que, contando con la financiación adecuada, el primer avión convertido podría estar volando en 2024.

La idea original era modificar un Airbus A-310, sin embargo, dada la antigüedad de la flota y la bajada de precios de los A-330 de segunda mano por la crisis generada por la covid-19 en la aviación, así como la valía que ha demostrado el MRTT, ha supuesto la evolución del proyecto hacia este otro avión, más moderno y económico de operar.

Fuentes:

[Rusia] Presentado el sustituto del An-2, con motor híbrido eléctrico

Baikal LMS-901, el avión que puede reemplazar (por fin) al An-2

En diciembre de 2020 os presentábamos esta aeronave, aunque entonces apenas pasaba de ser una maqueta de túnel de viento y algunas descripciones. Ahora ha sido presentada en MAKS una maqueta a tamaño real. Se espera que las pruebas de vuelo comiencen este año, y que un segundo prototipo se una en 2022, para entrar en servicio en 2023.

Como adelantamos el año pasado, el prototipo lleva un motor estadounidense General Electric, en concreto el modelo H80-200, pero en el futuro será reemplazado por el ruso VK-800S. Según Flight Global, la aeronave tendría un futuro desarrollo híbrido eléctrico. Y no descartaríamos el hidrógeno.

Según los estudios, el peso en vacío es hasta 2.4 veces inferior al del Antonov con alas de fibra de carbono que presentaron, así que entre eso y el nuevo ala pueden pasar de una configuración biplano a una monoplano con riostras perfiladas para mejorar la aerodinámica. El fuselaje se mantiene similar al original del An-2.

Se ha decidido eleminar el uso de materiales compuestos de todos los elementos estructurales y utilizar aluminio, manteniendo el material compuesto al mínimo, para tener un avión duro, todo terreno. ¡Ah! Y mantiene la tradición de las aeronaves que se diseñaban para operar en todas las latitudes de la antigua URSS, está preparado para operar entre los -55ºC y los +50ºC.

Las características que se esperan tener son

  • Longitud: 12.2m
  • Altura: 3.7m
  • Envergadura: 16.5m
  • MTOW: 4.8 toneladas
  • Velocidad: hasta 300km/h
  • Alcance: 3000km

Fuentes

Video: el coche volador de Klein Vision aterriza en Bratislava. Primer vuelo interurbano

Video: el coche volador de Klein Vision aterriza en Bratislava. Primer vuelo interurbano

El AirCar, de Klein Vision, ha dado un paso más para aproximarse a su comercialización. El 28 de junio realizó un vuelo de 35 minutos entre los aeropuertos internacionales de Nitra y Bratislava, un trayecto de unos 100km que por carretera dura aproximadamente una hora.

El piloto de pruebas fue, como de costumbre, Stefan Klein, que declaró una velocidad de crucero de 170km/h.

Antes de conseguir su certificado de aeronavegabilidad, el aparato debe superar las 50 horas de ensayos en vuelo. Klein Vision está preparando un segundo prototipo, en el que se corrigen algunos puntos del diseño, según la experiencia obtenida en los vuelos de prueba del primero, y un motor más potente.

Según la revista eslovaca Auto, Klein habría declarado que el mercado para este vehículo no es el europeo, sino el de los países con infraestructuras viales menos desarrolladas y con distancias muy grandes entre puntos.

Para leer más sobre el vehículo, el quinto coche volador de Stefan Klein, así como sobre el propio Stefan, podéis hacerlo en esta entrada que le dedicamos en octubre de 2020.

Terrafugia consigue certificar su Transition como LSA

Terrafugia transition

El coche volador de Terrafugia lleva apareciendo en prensa, y en este blog, periódicamente desde hace una década. Lejos de ser el coche volador del futuro que iba a estar disponible de forma inmediata, como parecía que vendían algunos medios, ha seguido un desarrollo lento. Y aunque en 2012 ya volara el prototipo de lo que sería la aeronave-coche de serie y se anunciara que en un año comenzarían las entregas, y en 2013 anunciaran una variante VTOL, uno de los primeros vehículos aéreos urbanos de despegue vertical que tan de moda se han puesto en los últimos tiempos, a veces la realidad es un poco más tozuda, y no ha sido hasta enero de 2021 que han anunciado en nota de prensa que por fin el vehículo ha conseguido de la FAA un certificado especial como Light Sport Aircraft o LSA.

A estas alturas creo que no hace falta recordar que para conducirlo será necesario el carnet de conducir y para volarlo la licencia pertinente de vuelo. Y que como avión debe cumplir todas las normas que cumple cualquier avión, y por tanto nada de salir del atasco literalmente volando, sino buscando un aeródromo del que despegar.

Durante un año de pandemia extremadamente desafiante, nuestro equipo se mantuvo concentrado, mejoró nuestro sistema de calidad, completó los aspectos críticos del diseño, construyó el vehículo, completó 80 días de pruebas de vuelo, entregó 150 documentos técnicos y pasó con éxito la auditoría de la FAA, un gran logro que genera impulso en la ejecución de nuestra misión de entregar el primer automóvil volador práctico del mundo.

Kevin Colburn, vicepresidente y director general de Terrafugia.

Y aunque ya sea legal volarlo, no se espera que pueda circular legalmente por las calles y carreteras estadounidenses hasta 2022, que obtenga su certificado de la National Highway and Traffic Safety Administration (NHTSA).

Airbus desvela un concepto hexamotor. Reflexiones sobre los nuevos polimotores

Dentro de los numerosos estudios que hay para encontrar una solución para los aviones del futuro, ésta es la última de Airbus, dentro de sus iniciativas ZEROe: un avión con una estructura de fuselaje convencional, ala alta, y seis góndolas autocontenidas: motor eléctrico, movido por una pila de hidrógeno, más el depósito para este gas, el equipo auxiliar, el sistema de refrigeración, y el paquete electrónico que ayuda a controlar y regular todo.

Recurre por tanto a una de las configuraciones que discutimos cuando analizamos el hidrógeno como combustible, con los depósitos cilíndricos alargados bajo el ala, pero aprovechando esta góndola para colocar el motor, dándole una apariencia más convencional que otros que hemos visto en los que motores y depósitos están en góndolas separadas.

La solución de la pila de hidrógeno no se ha escalado a gran tamaño, y con esta propuesta Airbus pretende distribuir la tecnología de pila de combustible que ya existe y escalarlo mediante la vieja táctica de poner más motores. La instalación en góndolas permite escalar el sistema agregando o eliminando góndolas, y además facilita el mantenimiento o incluso el repostaje.

Fuente: Airbus

Propulsión distribuida

La configuración adoptada por Airbus es la que hemos venido viendo en otros proyectos en las últimas entradas, como en las propuestas de CleanSky, la de Embraer, o el británico HERA, la llamada Propulsión distribuida.

Antes de continuar con este concepto, vamos a explicar otro. La fuerza con la que se mueve un reactor hacia adelante se llama empuje. El empuje se puede expresar como el gasto másico de aire que pasa por el motor multiplicado por la velocidad del aire. El rendimiento del motor está relacionado con el incremetno de velocidad que se le da al aire. Cuanto mayor es el incremento, menor rendimiento, así para aumentar el empuje de forma eficiente lo único que queda es aumentar el gasto másico que atraviesa el motor. Por eso los motores de los aviones tiene cada vez diámetros más grandes, con carenados enormes, o incluso sin carenados (concepto Open rotor o Propfan).

La propulsión distribuida busca precisamente esto. Muchos motores eléctricos moviendo muchas hélices o muchos ventiladores, para lograr el mismo efecto que en los actuales motores con un motor enorme. ¿por qué no mover ahora con un motor de combustión muchos ventiladores o hélices? Porque las transmisiones mecánicas tienen muchas pérdidas. Pero con el motor eléctrico queda solucionado.

Así pues parece que después de haber vivido una reducción paulatina de la cantidad de motores, hasta tal punto que hemos vivido la muerte de los grandes cuatrimotores, parece que el futuro pasa por la vuelta a los aviones con muchos motores.

Sin embargo, si se ha pasado de cuatro motores a tan solo dos por motivos de economía de mantenimiento, ¿por qué multiplicar ahora el número de motores?

En el caso de los motores de hélices instalados para soplar sobre las alas se nos ocurren varios motivos.

https://player.vimeo.com/video/476222670

Este tipo de instalación permite soplar la capa límite, energizándola, haciendo que permanezca adherida más tiempo, y de este modo asegurando despegues más cortos y mayores ángulos de ataque. Esto favorece que la pista sea más corta, y un ángulo de subida más pronunciado, que minimiza el impacto sonoro sobre las poblaciones.

Otra de las ventajas que se tiene al utilizar hélices de pequeño diámetro es que los fenómenos de compresibilidad de punta de pala asociados con las altas velocidades de giro y altos cruceros tardan más en aparecer.

https://player.vimeo.com/video/470584554

En el caso de los ventiladores entubados una de las ventajas es, como con las hélices, un funcionamiento más silencioso, y por su instalación es posible que hagan llegar menos ruido a al cabina, teniendo en cuenta que normalmente aparecen instalados te dal manera que la propia ala podría apantallar el ruido en cabina.

A la pregunta de por qué reducir el número de motores por ahorrar en mantenimiento y ahora volver a aumentarlos, se nos ocurren dos posibles respuestas:

  • En general la fiabilidad de los motores eléctricos es altísima, y el número de averías escaso, así pues es posible que el coste del mantenimiento pase a un plano secundario frente a las ventajas
  • O bien, la pista nos la da una de las frases que aparece en la nota de prensa de Airbus, es una forma rápida de escalar estas soluciones a aeronaves de mayor tamaño, demostradores tecnológicos de momento, sin la necesidad de desarrollar grandes motores eléctricos y que a su vez pesen poco para reemplazar a los actuales.
  • Además al ser motores de pequeño tamaño es más sencillo producirlos, así que tal vez el coste de bajo mantenimiento de motor eléctrico más coste ahorrado por producir motores de tamaño pequeño, que necesitan instalaciones más sencillas y menos utillaje y equipo de soporte, sea suficiente como para terminar resultando más económico que grandes motores.