El (n+1)-ésimo retorno de los dirigibles: comunicaciones, transporte y viajes de lujo

Cuando publicamos la noticia del interés de Air Nostrum por los dirigibles o de la empresa de dirigibles del co-fundador de Google no esperábamos tal aluvión de noticias relacionadas.

Y es que los dirigibles vuelven a estar de moda, como hace unos diez años, cuando nos prometían cruceros en Zeppelin o aeronaves tipo pseudo satélite para inteligencia militar, incluso en China anunciaban dirigibles militares.

SCEYE

SCEYE apuesta por ellos como HAPS, esto es, pseudo satélites de gran altitud (High Altitude Pseudo Satellites). Su objetivo es hacerlo con energías renovables. Y parece que podría estar interesada en operar desde el aeropuerto de Teruel. En este caso sería un dirigible puro, no como el híbrido que anunciaba Air Nostrum, lo que puede dificultar su manejo en tierra. Claro, que la idea es que actúe como pseudo satélite de comunicaciones y que apenas tenga que volver a tierra.

H2Clipper

H2 Clipper apuesta por el dirigible como medio de transporte. Supuestamente será de propulsión híbrida hidrógeno-eléctrica. Quieren tener su primer prototipo a escala para 2025 y un segundo prototipo a tamaño real para 2028. Fechas que nos parecen algo ambiciosas. Hay otros números que también asustan: pretenden poder transportar 150 toneladas métricas a 9650km de distancia, y competir con trenes y barcos.

Ocean Sky Cruises quiere devolvernos al lujo de los cruceros aéreos en zeppelin, puro sabor añejo años treinta. Pero de forma sostenible. Como Air Nostrum, apuesta por el HAV Airlander, dirigible híbrido (ya sabéis, no toda la sustentación viene del helio, parte viene del fuselaje sustentador). Quieren hacer dos rutas, una de ellas hasta el polo, la otra sobre el Trópico de Capricornio, por menos de 300000$ en su dirigible equipado como hotel de lujo.

Así pues, estamos ante el enésimo regreso de los dirigibles como la aviación del futuro. Y es que ya se sabe, en la aviación, como en la moda, todo vuelve de vez en cuando. Y, como dijimos en la presentación de Aviones Bizarros, en ocasiones las ideas vuelven una y otra vez y nunca se terminan de materializar simplemente porque son imposibles (=no son rentables o tecnológicamente son inviables). En otras ocasiones las ideas vuelven una y otra vez porque con la tecnología del momento no son factibles, y reaparecen de tarde en tarde hasta que la tecnología avanza y alcanza las ideas, y entonces se quedan entre nosotros (como los drones). ¿En cuál de los dos casos estaremos esta vez con los dirigibles?

Trenes de aterrizaje de oruga en USA: historia detallada

Tren principal del A-20 con sistema de orugas

El diseño del tren de aterrizaje está estrechamente relacionado con la misión de una aeronave. No es lo mismo aterrizar en el agua que en una pista corta, ni que sea un bombardero a un avión STOL. De hecho ya hemos visto en este blog diseños raros de trenes de aterrizaje, como de oruga, de cojín de aire, o un estudio sistemático de trenes para aviones ligeros que deben aterrizar en casi cualquier sitio.

Si bien ya os hemos hablado de los aviones estadounidenses con tren de orugas o de cadenas, hoy va a ser la primera vez que contemos su historia de forma tan detallada. Sentaos que nos va a llevar un rato.

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Primer vuelo del Elektra Trainer, avión ultraligero eléctrico

Elektra Trainer en su primer vuelo

El equipo de Elektra lleva más de diez años de experiencia acumulada en aviones eléctricos. La primera vez que aparecieron en nuestras páginas fue en 2010, y hacía mucho que les teníamos perdida la pista. Nos ha alegrado volver a leer de ellos, aunque parece que han rebajado su nivel de expectativas y han eliminado el requerimiento de avión solar para este entrenador.

La aeronave es muy aerodinámica, con un ala de gran alargamiento, lo que reduce la resistencia inducida, y con un tren retractil biciclo, con pequeñas ruedas auxiliares en punta de plano, al estilo de los veleros. Esta configuración de tren le permite reducir la resistencia y ahorrar peso.

Además Elektra trabajaba en hangares con techos solares para recargar sus aeronaves mientras están en el hangar, y en sistemas de diagnóstico avanzado, para mejorar el mantenimiento predictivo de las aeronaves.

Elektra One, el prototipo monoplaza, durante su primer vuelo en 2011

El Elektra Trainer hereda claramente sus líneas de su predecesor monoplaza, el Elektra ONE.

El Elektra Trainer, como su antecesor Elektra ONE tiene un tren biciclo retractil con ruedas auxiliares de punta de plano, típico de los veleros

Según su nota de prensa:

El 29 de junio de 2022, un avión ultraligero -según la normativa alemana- eléctrico biplaza Elektra Trainer de Elektra Solar GmbH (una empresa derivada del Instituto DLR de Robótica y Mecatrónica) despegó para su vuelo inaugural en el Aeropuerto Internacional de Memmingen.

El avión despegó entre jets de negocios y aviones comerciales en menos de 100 m en silencio y sin emisiones. Después de unos 20 minutos de vuelo, el piloto de pruebas Uwe Normann aterrizó, confirmando las extraordinarias características de la aeronave, que incluso superó las expectativas de los desarrolladores, llegando a velocidades ascensionales de más de 1500fpm (8 m/s), volando en vuelo de crucero bajo con solo unos 10 kW (13.4CV) de potencia, sin vibraciones en la cabina y con una estabilidad perfecta. Al aterrizaje la batería tenía un remanente de un 80% de carga.

Elektra Trainer fue diseñado como un avión ideal para escuelas y clubes de vuelo. Los costes operativos son inferiores a 60 EUR/hora, que -según la nota de prensa- es aproximadamente la mitad del coste de un avión ultraligero clásico. Esta diferencia de precio aumentará de un año a otro debido al rápido aumento de los costos del combustible.

Con esta aeronave, Elektra Solar GmbH pone en funcionamiento una infraestructura en la nube para el diagnóstico automático del sistema y el mantenimiento preventivo (Digital Aircraft Platform). Los datos de estado del sistema del vuelo se cargan en una nube y se analizan automáticamente con la ayuda de algoritmos de IA. Los errores y desviaciones del estado normal se comunican al propietario y/o a una empresa de mantenimiento. Gracias a esta tecnología, se incrementará la seguridad de funcionamiento y se reducirá aún más el esfuerzo de mantenimiento.

Después de este vuelo inaugural, comenzarán las pruebas de vuelo de certificación, con el objetivo de completar la certificación UL alemana para fines de este año.

  • Autonomía: 2,5 horas
  • Alcance: 300 km
  • Cabina lado a lado de 1,25 m de ancho
  • La burbuja de plexiglás es cómoda para pilotos de 2 m de altura
  • Tiempo de montaje desde el remolque de transporte hasta que esté listo para volar: unos 30 minutos
  • Estación de carga portátil de 12 kW
  • Hélice de paso variable
  • Tren de aterrizaje retráctil eléctrico
  • Plataforma digital de aeronaves para diagnóstico automático de sistemas y mantenimiento preventivo
  • Tasa de planeo superior a 25:1
Velocidades
Crucero 120 km/h
Pérdida con Flaps 82 km/h
Pérdida sin flaps 91 km/h
Máxima velocidad operacional 180 km/h
VNE 205 km/h
Velocidad ascensional 3 m/s (590fpm)
Distancias de despegue y aterrizaje
Despegue 200 m
Aterrizaje 200 m
Alcance y Autonomía
Autonomía máxima 2.5 hours
Alcance máximo 300 km
Motorización
motor eléctrico HPD-50D
Potencia máxima 50 kW | 67CV
Potencia máxima continua 40 kW | 54CV
Potencia de velocidad de crucero 12 kW | 16CV
Máxima capacidad de la batería 35 kWh
Pesos
MTOW 600 kg | 1322,77 lb
Peso en vacío pero con la máxima cantidad de baterías 400 kg | 881,85 lb
Dimensiones
Envergadura 14.5 m
Alargamiento 19
Diámetro de la hélice de paso variable 1.75 m
Ancho de la cabina 1,20 m
Otros
Mejor planeo 28:1
Nivel de ruido <50 dB
Certificación LTF-UL-2020 (normativa ULM alemana)

Elektra Solar

WTF: Wheel and Tire Failure (análisis de riesgos particulares)

Panel de la Belly Fairing justo sobre el pozo del tren dañado por un fallo de una rueda

El 1de julio aterrizaba un A-380 sin un panel de la Belly Fairing (literalmente, carenado ventral), que no fuselaje. La Belly Fairing es un carenado que cuelga bajo el fuselaje y tapa sistemas o el tren y no tiene responsabilidad estructural.

Ubicación de la Belly Fairing Fig 1 (2) y vista esquemática en perspectiva Fig2
Esquema de cómo va colgada la Belly Fairing del fuselaje (109) a travñes de barras (211)

Éste tipo de fallos requiere lo que se denomina PRA (particular risk analysis – análisis de riesgos particulares). Consiste en analizar todas las trayectorias posibles del proyectil y analizar los daños y por tanto fallos que puede producir,y su impacto en la seguridad.

Arcos de trayectorias que pueden seguir los restos desprendidos tras el fallo

El trozo desprendido puede ser un trozo de neumático, un trozo de llanta, o ambos. La masa de estos trozos puede llegar a los 2kg, y la velocidad a los 100m/s (360km/h), así pues su energía cinética es muy alta, ¡la equivalente a dejar caer esos dos kg desde 510m de alto!

El análisis consiste en verificar todos los elementos que se pueden interponer en el camino del proyectil en el que se ha convertido el trozo de neumático o de llanta y analizar qué ocurre.

Normalmente se rellenan muchas tablas con datos, como el ángulo de salida del proyectil, parte impactada por el mismo, efectos en caso de perder ese conjunto impactado y criticidad del fallo.

De este análisis pueden surgir modificaciones de diseño, como apantallar bombas hidráulicas o realizar análisis estructurales adicionales para ver si las piezas que se encuentra,ej herrajes de cogida o del flap, aguantan el impacto o no, o si el daño puede ser admisible por no causar un fallo estructural, por ejemplo en el caso de impactar solo en un panel de un carenado.

Estadísticas de WTF desde 1966 a 2005

Como véis, nada se deja al azar en la aviación, y los análisis de seguridad son de los procesos más importantes que existen durante el diseño y certificación de las aeronaves.

Fuentes

La imagen de los daños en el 380 viene de esta noticia, las tablas y gráficos explicando qué es el WTF vienen de esta presentación, y las imágenes descriptivas de la belly fairing vienen de esta otra presentación. Lo que os cuento acerca de este tipo de fallos y su análisis vienen de que trabajé en ello una temporada.

PD: Sí estuve una temporada con WTF, aunque para que el censor de tacos del correo no nos diera problemas lo solíamos abreviar como W&TF, Wheel and tire failure.

Tanques que vuelan: el carro velocce que volaba en el SM-82

El SM-82 con el tanque ligero L-3

El transporte de vehículos blindados a larga distancia siempre ha sido un gran problema, y lo sigue siendo. Por eso, durante los años 30, se idearon varias formas de hacer que los tanques volasen. Y aunque ya os habíamos hablado de algunas, (y otra más) hoy os traemos otro ejemplo más: el carro italiano L-3 transportado en el Savoia-Marchetti SM-82.

El carro velocce procedía del concepto de diseño de carro ligero que se puso de moda tras la tanqueta Carden-Lloyd. Era biplaza y contaba con un blindaje extremadamente ligero (14mm en el mejor de los casos) como para enfrentarse incluso a los pobremente armados pero muy blindados carros britáicos. Por su velocidad campo a través y su alta movilidad podía ser útil como vehículo de exploración. Pero fue su bajo peso y reducido tamaño el que hizo plantearse al ejército italiano que podía ser un carro aerotransportado, y dotar así de movilidad aérea a sus unidades mecanizadas ligeras.

Ruta de Italia a Etiopía

Para poder desplegar carros en Abisinia (Etiopía) de forma rápida desde Italia, a finales de abril de 1939 se pide a SIAI que modifique dos SM-82 para transportar distintos pertrechos militares, desde el carro ligero L-3 hasta cañones de artillería. Pero además tuvo que modificarse como transporte de tropas o material y bombardero nocturno. Esta variedad de cargas hizo que el desarrollo de las aeronaves fuera más lento de lo previsto, y en octubre de 1940 el problema estaba lejos de estar resuelto.

Tanque ligero L-3 cargado en la bodega de bombas del SM-82

Tras las pruebas en vuelo, se consideró para el transporte de la versión lanzallamas del carro, para su uso por las tropas paracaidistas.

Finalmente no se utilizó de forma operativa, posiblemente poque su uso sería demasiado eventual.

Fuentes