Gracias al proyecto AlbatrossONE conocimos el interés de Airbus por las alas inspiradas en las de estas aves marítimas: alas de gran alargamiento, para reducir la resistencia, y con el último segmento de la envergadura abisagrado, para permitir adaptarse con facilidad a las turbulencias (para más información, nuestra entrada del 10/20/2020).
Ala eXtra Performance Wing ensayada en túnel de viento de baja velocidad
El diseño ha seguido su lógica evolución y de la fase de demostrador conceptual ha llegado a la fase de ensayos en tunel de viento, que ha superado con éxito. Se ha probado un ala, realizada por fabricación aditiva, ensamblada sobre un fuselaje de una Cessna Citation VII.
El ala con el segmento final articulado, o más flexible que el resto del ala, fue introducido y ensayado en el AlbatrossONE. En su siguiente iteración, volará en una Cessna Citation VII y contará con sensores de rachas, nuevos aerofrenos y un borde de salida multifuncional que permitirá el control activo del ala.
Visión artística del ala biomimética eXtra Performance Wing en una Cessna Citation VII
Piaseckies conocido por ser pionero en sus desarrollos de helicópteros compuestos, aquellos que para aumentar su velocidad de crucero tienen una o más hélices que impulsan hacia adelante el helicóptero. Y ahora quieren ser pioneros en los helicópteros con hidrógeno, en concreto en los helicópteros híbridos hidrógeno-eléctrico, volando el primer helicóptero tripulado alimentado con una pila de hidrógeno.
Durante el último Vertical Flight Society H-2 Aero Symposium & Workshop, John Piasecki, su CEO y presidente, anunció que espera que el primer vuelo de su helicóptero compuesto PA-890 se produzca en 2023, y que su objetivo de certificación es 2024.
El hidrógeno
Según ha dicho Piasecki, hay tres tecnologías que pueden permitir descarbonizar la aviación: el hidrógeno, las baterías y el combustible sostenible (conocido por sus siglas en inglés SAF).
Piasecki explicó que las baterías se habían caído de sus diseños por varios motivos, principalmente su coste y no cumplir con los requerimientos necesarios para las misiones de sus aeronaves, en definitiva, el ya conocido problema de que no pueden almacenar suficiente energía con un peso razonable.
Comparación de alcance objetivo para los diseños de Piasecky, de costes de operación, y de descenso de emisiones, según las distintas fuentes de energía
Además apuestan por la tecnología de la pila de hidrógeno, en lugar de utilizarlo directamente como combustible de un motor de explosión, porque minimiza el número de piezas rotando y vibrando en el helicóptero, y también simplifica la distribución de potencia, eliminando los pesados árboles de transmisión y cajas de engranajes.
Además la pila de hidrógeno permite una mejor respuesta a la hora del repostaje, más rápido que las baterías tradicionales.
En cuanto a otros estudios, adaptar a los operadores a estas aeronaves va a requerir formación en cuanto a manejo de estas células, un cambio en la logística del combustible, desde su distribución a su almacenamiento y su suministro a la aeronave, un cambio en las señalizaciones de peligro en las instalaciones…
Según la presentación de Piasecki, la percepción del público parece que va cambiando. Por fin parece que van olvidando del Hindenburg y comprenden que la propuesta de helicóptero con pila de hidrógeno nada tiene que ver con los Zeppelines, que el hidrógeno no es peligroso, e incluso es más seguro que el petróleo y sus derivados en muchos aspectos.
Las baterías de hidrógeno están siendo desarrolladas por HyPoint. El PA-890 pretende montar las HyPoint SPM20. Cada una de las células puede proporcionar 20kW de pico de potencia. Una batería de células de hidrógeno instaladas en el centro del fuselaje (cerca del centro de gravedad de la aeronave) suministrarían 560kW de potencia.
El hidrógeno se almacena en sendos tanques, que a 700 bares de presión contendrían 19.3kg de hidrógeno cada uno.
La aeronave
El PA-890 es un helicóptero compuesto con rotor de giro , con una hélice impulsora que aumenta su velocidad en vuelo. Los helicópteros, si bien tienen la virtud de poder volar a punto fijo y aterrizar en vertical en lugares confinados, tienen una velocidad de crucero limitada por el propio rotor: la velocidad de avance del helicópteor combinada con la de rotación de las palas hacen que éstas entren en régimen sónico, limitando de ese modo la velocidad máxima que se puede alcanzar. El diseño, ya probado por Piasecki, de helicóptero compuesto trata de solventarlo utilizando distintas soluciones técnicas:
La hélice trasera impulsa el helicóptero hacia adelante, aumentando la velocidad de crucero
El ala descarga el rotor, haciendo que no toda la sustentación dependa de éste. Además pivota sobre su encastre, situándose en posición vertical, para reducir la resistencia durante despegues, aterrizajes y vuelos a punto fijo.
El rotor, al estar descargado de dar toda la sustentación, puede reducir su velocidad de rotación, permitiendo de este modo retrasar el punto en el que la composición de velocidades de avance y rotación se vuelve sónica, y aumentando así la velocidad límite de crucero de un ala rotatoria.
El PA-890 no está destinado al mercado de la movilidad aérea urbana. Se va a certificar bajo FAA parte 27, con lo que se espera que su certificación sea más rápida y convencional que la de cualquier aparato eVTOL. Su mercado objetivo son los tradicionales de los helicópteros medios (vuelos medicalizados, policía, enlace con plataformas petrolíferas, etc), y como secundario la movilidad aérea urbana.
El VL-3 de JMB Aircraft es conocido por ser uno de los ultraligeros y VLA, según la masa y el país donde esté certificado, más rápido del mundo, junto con los Blackshape. Su crucero con motor de pistón es superiror a los 200km/h (cómo de superior, depende de la motorización), y una velocidad no exceder de 340km/h. Y ahora, a sus diferentes motorizaciones Rotax, hay que añadir una con turbina.
JMB ha publicado una nota de prensa anunciando que el 4 de abril volaba por primera vez el VL-3, a manos de su CEO y piloto de pruebas Jean-Baptiste Guisset, con un turbohélice Turbotech en el aeródromo de Valenciennes.
Tras seis meses de desarrollo, cincuenta horas de ensayos en tierra, 30 de las cuales a máxima potencia, el avión realizaba sus primeras 20 horas de vuelo en la semana que ha seguido a su vuelo inaugural sin ningún problema técnico.
VL-3 con turbina
Los primeros vuelos han sido muy prometedores. Continamos con los ensayos para validar la envolvente, pero las ventajas son ya visibles: sin vibraciones, más silencioso que el VL-3 con el Rotax 915, mejor fiabilidad, y un tiempo entre overhauls multiplicado por dos. Más aún, la turbina es más sencilla de operar que el motor de pistones, al tener una sola palanca y la FADEC para gestión electrónica del motor. También hemos apreciado una mejora en el consumo en comparación con los turbohélices tradicionales, gracias al intercambiador de calor. El precio del queroseno es también una ventaja frente a los precios de la gasolina de 95 octanos normalmente utilizada (por los Rotax). Ya tenemos un segundo avión equipado con la turbina, y comenzará los ensayos en dos semanas. Hemos elaborado un programa avanzado de pruebas en vuelo para probar en los próximos meses la envolvente de la turbina.
Según la web del fabricante del turbohélice, que pesa 80kg, el motor entrega 131 CV con un consumo de 19 litros/h, lo que mejora el consumo ofrecido por un Rotax 912 de 100 caballos. Tiene un tiempo entre overhauls de 3000h y puede funcionar con distintos combustibles (Jet-A1, Diesel, UL91, AVGAS, Bio-Fuel), e incluso podrá aceptar en un futuro ¡hidrógeno!
Uno de los primeros renders que se hicieron públicos por parte de Lilium, allá por 2016
Aunque empezamos a seguir con mucha ilusión todos los desarrollos relacionados con la movilidad aérea urbana, hubo un momento en que empezó a parecernos una burbuja: más de 200 empresas, muchas con experiencia cero en el desarrollo de aeronaves y el sector aeronáutico. con sus respectivos modelos presentando imágenes generadas por ordenador intentando lograr inversiones. Y de la ilusión pasamos a ser críticos con este tipo de transporte.
Y ahora, Iceberg Research presenta un estudio basado en información pública, y hemos de reconocer que refuerza en muchos aspectos la opinión que teníamos sobre el proyecto.
El artículo de investigación es largo, así que vamos a centrarnos en los puntos más importantes, si queréis leerlo en detalle el enlace al artículo está en las fuentes.
Baterías y Autonomía
Lilium promete un alcance de 155 millas. Aunque ninguno de sus prototipos ha volado hasta ahora más de 3 minutos, y ninguno a carga máxima (7 pasajeros). Se cree que uno de los motivos para esto es el gran consumo de sus baterías. Los argumentos de su CEO es que el consumo de las baterías se puede reducir, reduciendo al máximo el tiempo que la aeronave vuela a punto fijo durante el despegue y el aterrizaje. Los más críticos dicen, decimos, que sus estimaciones de tiempo se quedan cortas y posiblemente no contemplan los requisitos de las autoridades en cuanto a tiempos de reserva, en caso de motor y al aire, por ejemplo. Parecería que están calculados solo en condiciones óptimas, al menos los que se han hecho públicos.
Además el CEO esgrime como argumento la gran capacidad de sus baterías, MUY por encima de las que existen en el mercado hoy en día, y sólo próxima a algunas experimentales de laboratorio.
Tampoco han hecho público quién será el proveedor de las baterías, pero se cree que podría ser Zenlabs Energy Inc, empresa participada casi en un 35% por Lilium. Sin embargo esta compañía ya ha sido acusada anteriormente de haber publicado datos falsos sobre el rendimiento de sus baterías de forma consciente e interesada.
Además, si bien el diseño con hélices entubadas facilita la integración con el entorno, con usuarios no especialistas en el manejo de la aeronave o con peatones, al carecer de superficies cortantes, le hacen ser un modelo especialmente sediento, por ser el modelo menos eficiente para el vuelo a punto fijo.
Certificación
Según la hoja de ruta publicada por Lilium, la aeronave debería estar certificada por la autoridad europea para 2023. Sin embargo está lejos de cumplir los objetivos, tanto por número de horas de vuelo requeridas para la certificación, como por el estado de desarrollo de la aeronave: actualmente es aún más próxima a un demostrador tecnológico que un prototipo de pre-producción.
Financiación
Para terminar, y según las estimaciones de Iceberg Research, a Lilium le quedarían 18 meses para quebrar, salvo que recibieran alguna ronda de financiación extra.
Conclusión
El proyecto tiene mala pinta, va con retraso, e incluso la universidad donde estudió el CEO ha renegado de él, indicando que sólo quería asociar el nombre de la empresa al de la universidad por motivos de márketing, para un proyecto poco viable.
El próximo 24 de abril Red Bull retransmitirá a traves de Hulu, aunque en exclusiva para USA, su próximo número aéreo: dos pilotos-paracaidistas, Luke Aikinsy Andy Farrington despegarán sendas Cessnas, y al alcanzar los 14000 pies (~4265m), pararán los motores, desplegarán un freno de picado, como si de un Stuka o un SBD se trataran aunque ha sido ideado por Aikins, y saltarán del avión en vuelo, para pasar al otro avión.
