¿Imagináis poder comprobar de un simple vistazo cómo de cargada está una estructura? ¿Poder visualizar en una pieza real el nivel de esfuerzos y cómo se reparten, como si estuvieras viendo una simulación realizada en el ordenador?
Hace años que esto es posible, gracias a materiales con propiedades fotoelásticas, aunque hasta ahora no ha tenido ninguna aplicación más allá del campo de la formación.
Y los últimos avances hacia estructuras que se puedan monitorizar de este modo, publicados recientemente por la Universidad de California apuestan por un material fotoelástico vivo.
Se trataría de un material compuesto que integraría en su matriz un tipo de fitoplacton bioluminescente, conocido como dinoflagelados, un alga monocelular marina.
Los dinoflagelados, en su entorno natural, brillan para ahuyentar a los depredadores. Una vez embebidos en la matriz de PEGDA (polyethylene glycol diacrylate), brillan cuando el material es sometido a esfuerzos.
Los sensores así creados no necesitarían alimentación energética externa ni baterías, a diferencia de otros sensores, pero necesitan que los dinoflagelados se sometan a sus ciclos normales de luz-oscuridad para realizar la fotosíntesis. El compuesto tendría que adherirse al elemento a controlar. Hasta ahora se han realizado pruebas de unos cinco meses de duración en condiciones «extremas».
Regent Craft es una compañía que hemos venido siguiendo en este blog desde que vimos por primera vez su propuesta de vehículo de efecto suelo eléctrico (WIG en inglés, más conocido de forma popular como ekranoplano por los desarrollos soviéticos).
El aparato es un diseño peculiar, que une un casco con hidrofoil al que llama SeaGlider. Aparentemente ha tenico cierto predicamento en Hawai, donde podría llegar a realizar enlace entre islas. El proyecto ha avanzado poco a poco, con la presentación de una maqueta a escala 1:1, a todas luces con fines comerciales y para lograr inversores, y con el vuelo de un demostrador tecnológico a escala, radio controlado.
Además cuenta entre sus inversores con Lockheed Martin. Esta inversión iría orientada a desarrollar una versión militar del Regent Viceroy, pues los seagliders satisfacen una necesidad reconocida dentro del Departamento de Defensa de los EE. UU. de movilidad de alta velocidad y que no dependa de pistas de aterrizaje, bajo costo y baja firma en los litorales. De hecho esa descripción se corresponde con las necesidades descritas por DARPA en la definición de su Liberty Lifter.
Y ahora, además, ha firmado un contrato con el Cuerpo de Marines de Estados Unidos.
REGENT firma un acuerdo de $4.75 millones con el Cuerpo de Marines de los Estados (nota de prensa)
El 18 de octubre de 2023 Regent, el fabricante de seagliders totalmente eléctricos para la movilidad marítima sostenible, anunció hoy que ha firmado un acuerdo con el Laboratorio de Combate del Cuerpo de Marines (MCWL) para demostrar la tecnología Seaglider en operaciones logísticas de defensa.
REGENT es una empresa orgullosa de uso dual, y estamos emocionados de comenzar este trabajo con el USMC como primer paso para construir seagliders que apoyen a los miembros de nuestro país en entornos marítimos disputados. Desplegar rápidamente tecnología que aborde la creciente necesidad de capacidades de salto de isla en el Indo-Pacífico es fundamental para REGENT. Si bien la amenaza es existencial, nos motiva el hecho de que nuestro vehículo podría salvar vidas o desempeñar un papel en disuadir conflictos por completo.
Billy Thalheimer, co-fundador y CEO de REGENT
Los seagliders son embarcaciones de efecto suelo e hydrofoiling que operan exclusivamente en el ámbito marítimo. Abordan una brecha reconocida dentro del Departamento de Defensa de los Estados Unidos para la movilidad de alta velocidad, bajo costo, baja firma y sin necesidad de pistas en las áreas litorales y cumplen una variedad de misiones, incluyendo transporte de tropas y carga, operaciones avanzadas de bases expedicionarias y comunicaciones.
El seaglider Viceroy de REGENT puede transportar 12 pasajeros o 3500 libras de carga y viajar hasta 180 millas con una sola carga. «En las áreas litorales tenemos que movernos, y la gestión de la firma es crítica», dijo el General Retirado Robert Neller, quien se desempeñó como el 37º Comandante del Cuerpo de Marines y ahora forma parte del Consejo Asesor de Defensa de REGENT. «Los seagliders de REGENT proporcionan la capacidad de distribuir múltiples capacidades en las áreas litorales, incluyendo logística, comando y control y ISR. Las capacidades de los seagliders de REGENT crearán éxito».
Los objetivos del programa son validar la capacidad del seaglider para operar en cada uno de sus modos de operación de casco, ala y foiling, informar sobre la reducción de riesgos y los requisitos de certificación a nivel de embarcación, y comprender el potencial del vehículo en operaciones militares, incluyendo maniobra y operaciones de transporte. El programa culminará en una demostración técnica en vivo del prototipo a escala real durante un ejercicio a gran escala organizado por el Gobierno de los Estados Unidos.
¿Relacionado con el programa Liberty Lifter de DARPA?
El programa de DARPA centra el foco en tres aspectos:
Operaciones marítimas ampliadas: Se hará hincapié en el funcionamiento en estados de mar turbulentos mediante la creación de capacidades STOL para reducir la carga de impacto de las olas durante el despegue/aterrizaje y nuevas soluciones de diseño para absorber las fuerzas de las olas. Además, el proyecto abordará los riesgos de colisión del vehículo durante el funcionamiento a alta velocidad en entornos congestionados. Por último, el objetivo es que el vehículo funcione en el mar durante semanas, sin actividades de mantenimiento en tierra.
Fácil industrialización a gran escala y bajo coste: La construcción dará prioridad a los diseños sencillos y baratos de fabricar frente a los conceptos complejos y de bajo peso. Los materiales deben ser más asequibles que los de la fabricación tradicional de aviones y estar disponibles para ser comprados en grandes cantidades.
Controles complejos de vuelo y en el mar: Se desarrollarán sensores y esquemas de control avanzados para evitar las grandes olas y gestionar las interacciones aerodinámicas e hidrodinámicas durante el despegue y el aterrizaje.
Los conceptos de diseño los están desarrollando General Atomics y Aurora FS, y en principio se superpone bastante con las especificaciones del sea glider de Regent, excepto en un punto, el tamaño. El Regent tiene un tamaño más bien reducido, las imágenes del programa LibertyLifter de DARPA muestran grandes vehículos de efecto suelo, capaces de transportar incluso vehículos de gran tonelaje, así que este proyecto con el cuerpo de marines más bien parece algo complementario al de DARPA.
Venimos siguiendo este BWB, o avión de ala integrada con el fuselaje, de Bombardier desde que lo anunciaron. Y nos ha alegrado ver en su nota de prensa que continúan los ensayos, esta vez con un modelo de mayor escala.
Bombardier sigue los pasos que dieron en su día Boeing y Airbus con el desarrollo de esta nueva configuración, iniciando la segunda fase de pruebas.
En alguna ocasión hemos debatido que esta configuración no es la mejor para aviones de pasajeros de gran tamaño. Pero podría ser óptima para aviones de negocios, y reducir sus emisiones hasta en un 50%. En otras notas de prensa hablaban de un 20%, y en ese rango debemos considerar los beneficios, si sumamos no sólo la forma, sino también los motores o el tipo de combustible.
El análisis de los datos recopilados del prototipo permitirá al equipo de ingeniería de Bombardier perfeccionar su conocimiento de las nuevas leyes de control que tienen que desarrollar para esta configuración.
Nuestros ingenieros están ansiosos por comenzar a trabajar con los resultados obtenidos en esta segunda fase del programa de pruebas de vuelo. Basándonos en los datos significativos obtenidos en la fase inicial de pruebas de vuelo y aprovechando ahora un modelo dos veces más grande que el primer prototipo, podemos refinar aún más nuestro análisis. Con cada etapa experimental adicional, estamos abriendo el camino para diseños de aeronaves más sostenibles y nuevas tecnologías.
Stephen McCullough, Vicepresidente Senior de Ingeniería y Desarrollo de Productos.
El prototipo de 5.5m de envergadura voló por primera vez en 2022. El equipo de Investigación y Tecnología de Bombardier comenzó a probar la viabilidad en la vida real de su trabajo teórico en 2017 con el primer prototipo, que tenía una envergadura de aproximadamente 2.4m.
El avión
El proyecto comenzó en 2017, y Bombardier trabajó en él en secreto, hasta que lo presentó enEBACE.
No es el primer constructor que se apunta a este concepto, aunque sí es el primero que lo propone como reactor de negocios en lugar de como avión de pasajeros.
Con el EcoJet, Bombardier pretende probar distintas soluciones que reduzcan el consumo, con la participación de las universidades y actores industriales canadienses.
Esta configuración reduce mucho la resistencia, y por tanto el consumo. Y Bombardier pretende ensayar la propulsión híbrida con él. Rechazan la idea de la aviación eléctirca pura por el consabido problema de densidad energética de las baterías.
La posición de los motores, si bien tradicional en los reactores de negocios, tiene varias ventajas, como poder intercambiar con relativa facilidad el tipo de motor sin gran impacto en la estructura, o poder jugar con el concepto de ingestión de la capa límite para reducir más la resistencia.
La transición a unos aviones de bajas emisiones de CO₂ esperan lograrla basándose en cuatro puntos.
Tecnología: nuevas configuraciones de la aeronave, la introducción del hidrógeno y del combustible sostenible para aviación (SAF), la propulsión híbrida o el reciclaje.
Operaciones e infraestructura: no todas las mejoras pueden realizarse en las aeronaves. Se pueden realizar muchas mejoras en la forma de operar las aeronaves así como en las infraestructuras donde operan o con las que se le dan apoyo. Las innovaciones en los aeropuertos, en las rutas, en el mantenimiento y el servicio de las aeronaves se ensayaran en las nuevas instalaciones de Bombardier de Toronto Pearson International Airport, Mississauga.
SAF: Bombardier está trabajando en la implementación de este tipo de combustibles.
Este tipo de diseño han despertado siempre las mismas dudas: su escalabilidad, su presurización, falta de visión del exterior y las aceleraciones sufridas por los pasajeros que viajan cerca de las puntas de las alas.
En los aviones tipo tubo es relativamente sencillo hacer su evacuación rápida, al estar todos a la misma distancia de la pared, y por tanto de la salida.
Al crecer mucho este tipo de aeronave los pasajeros situados más al centro quedan lejos de cualquier puerta, lo que dificulta su evacuación en caso de emergencia. Eso mismo hace que los que están más al centro queden lejos de cualquier ventana.
El tema de las aceleraciones tiene que ver con los desplazamientos que se producen en el alabeo. En un tubo todos los pasajeros están cerca del eje central del avión, sobre el que rota en el alabeo. En un ala volante o en un BWB los más lejanos a esa línea experimentarían mayores desplazamientos y aceleraciones.
Sin embargo, al ser un avión de negocios su tamaño es relativamente contenido, el número de pasajeros mucho menor, y la disposición del espacio se puede arreglar de tal modo que los pasajeros queden en la zona más cómoda del avión y las zonas «accesorias» (oficina, bar, sala de reuniones) queden en las zonas más incómodas. De este modo se facilita la evacuación, y que los pasajeros vayan confortables durante las fases de más turbulencia.
En cuanto a la presurización, es sabido que es más sencillo presurizar una forma esférica o cilíndrica, apareciendo menos esfuerzos, por eso los tanques a presión tienen estas formas. Pero al ser un avión relativamente pequeño se puede obtener una zona elíptica central fácilmente presurizable.
Por todo esto pensamos que será mucho más fácil ver volar un avión de negocios con esta tipología que un avión de aerolínea.
Recientemente se ha celebrado una competición de sumo en la isla de Amami Ōshima. Debido al tamaño de la pista de su aeropuerto, sólo pueden operar aeronaves relativamente pequeñas, por la carrera de despegue, y las aerolíneas utilizan, como mucho, aviones de pasillo único como el 737. El peso promedio del pasajero masculino se calcula en unos 88kg. En Japón incluso menos, unos 70. Sin embargo la media de peso de los luchadores de sumo era de unos 120kg, y algunos pueden llegar a los 200.
En aviación el peso es importante, tanto por cómo se distribuye dentro de una aeronave (carga y centrado) como por el peso máximo al despegue/aterrizaje que puede tener una aeronave, como por la longitud de pista necesaria para levantar ese peso o el consumo de combustible durante el trayecto. Por eso, el número de luchadores de sumo a transportar generó preocupaciones a Japan Airlines, lo que llevó a la compañía a programar vuelos adicionales para distribuir el peso en varias aeronaves, en lugar de utilizar un avión más grande, que no podía operar con seguridad en el aeropuerto de destino.
Los vuelos tenían que realizarse desde Osaka Itami y Tokio Haneda, hasta Amami Ōshima. Los aviones operados por Japan Airlines en esas rutas son Boeing 737-800. Y la decisión de Japan fue fletar un avión extra. Veintisiete de los atletas finalmente viajaron en este vuelo extra, incluyendo 14 que tuvieron que volar desde Osaka a Tokio para tomar el vuelo especial.
Tras la finalización de la competición, se repitió la operativa con vuelos adicionales.
Japan Airlines no es la única aerolínea que vuela a Amami. También lo hace Peach Aviation, una subsidiaria de bajo coste de ANA. Sin embargo, no hay información de si esta aerolínea también tuvo que hacer arreglos especiales para el evento.
Editamos: unas fotos de hace 9 años, para ilustrar la noticia
El prototipo RAIDER X fue presentado en la conferencia anual AUSA 2023.
La conferencia anual de la Asociación del Ejército de Estados Unidos (AUSA) 2023 se convirtió en el lugar donde Sikorsky finalmente reveló fotos de su proyecto para el Future Attack Reconnaissance Aircraft (FARA) del Ejército de Estados Unidos.
El programa FARA tiene como objetivo adquirir la próxima generación de helicópteros de reconocimiento, que ocuparán el lugar del retirado OH-58D Kiowa Warrior. El RAIDER X de Sikorsky compite contra el Bell 360 Invictus, tras el abandono del FARA por parte de Boeing, AVX/L3 Harris y Karem.
El RAIDER X es heredero de los resultados obtenidos con los programas S-97 y X2.
Durante el desarrollo, se hizo hincapié en el enfoque de Sistemas Abiertos Modulares (MOSA, por sus siglas en inglés) del Ejército de Estados Unidos para permitir futuras actualizaciones en la arquitectura del sistema.
Sikorsky dice que prototipo del RAIDER X está completo en un 98%, ya que la aeronave espera la finalización del Programa de Turbina de Motor Mejorado GE T901 (ITEP, por sus siglas en inglés). Con el nuevo motor programado para finalizarse a finales de este mes, el primer vuelo está programado para antes del cuarto trimestre de 2024.
