Hace tiempo que venimos leyendo acerca de vuelos en formación autónomos entre UAVs y aviones, de drones que repuestan de forma autónoma -pero con operador de pértiga-, de vuelo en formación autónomo de aviones de aerolínea para ahorrar combustible, de repostaje autónomo sin intervención del operador de la pértiga… Era cuestión de tiempo que habláramos de vuelos en formación y repostajes autónomos. Y eso es lo que persigue Airbus, que considera este vuelo como un «…primer paso hacia el vuelo en formación autónomo y el reabastecimiento aire-aire autónomo (A4R)»
Airbus logra el guiado y control autónomo en vuelo de un dron desde un avión cisterna
Airbus Defence and Space y su filial Airbus UpNext han logrado la guía y el control autónomos en vuelo de un dron desde un A310 MRTT.
En un primer paso hacia el vuelo en formación autónomo y el reabastecimiento aire-aire autónomo (A4R), las tecnologías demuestran un avance significativo para futuras operaciones aéreas que involucren activos tripulados y no tripulados.
Estas soluciones de vanguardia «Hechas en Europa» podrían reducir la fatiga de la tripulación y el potencial de error humano, así como minimizar los costos de capacitación de la tripulación y proporcionar operaciones más efectivas.
El éxito de esta primera campaña de pruebas de vuelo allana el camino para el desarrollo de tecnologías de reabastecimiento de combustible aire-aire autónomas y no tripuladas. Aunque estamos en una etapa temprana, hemos logrado esto en solo un año y estamos en el camino correcto para la formación de equipos tripulados y no tripulados y futuras operaciones de la fuerza aérea donde los cazas y aviones de misión volarán junto con enjambres de drones.
Jean Brice Dumont, Jefe de Sistemas Aéreos Militares de Airbus Defence and Space
Conocidas como Auto’Mate, las tecnologías se integraron en un A310 MRTT que actuaba de banco de ensayos y despegó de Getafe, España, el 21 de marzo, y en varios drones DT-25, actuando como aviones receptores. El lanzamiento de los drones y el vuelo de pruebas se llevaron a cabo en el Centro de Pruebas de Arenosillo (CEDEA ) en Huelva, España.
Sobre las aguas del Golfo de Cádiz, el control del dron pasó de una estación terrestre al A310 MRTT que guó de forma autónoma al DT-25 hasta la posición de reabastecimiento en vuelo.
Durante casi seis horas de prueba de vuelo, los cuatro receptores lanzados sucesivamente fueron controlados y comandados secuencialmente gracias a inteligencia artificial y algoritmos de control cooperativo, sin interacción humana. Los diferentes receptores fueron controlados y guiados hasta una distancia mínima de 150 pies (unos 45 metros) del A310 MRTT.
La tecnología Auto’Mate Demonstrator se centra en tres pilares:
Navegación precisa para determinar con precisión la posición relativa, la velocidad y las actitudes entre el cisterna y el receptor.
Comunicación en vuelo entre plataformas para permitir el intercambio de información entre los diferentes activos, aumentando la autonomía del sistema.
Algoritmos de control cooperativo para proporcionar guiado, coordinación, y prevención de colisiones
Estas tecnologías pioneras, desarrolladas por un equipo europeo de España, Alemania y Francia, continuarán aumentando la brecha de capacidades entre los competidores, además de ser reutilizadas en proyectos tecnológicos clave, como el Future Combat Air System (FCAS).
Se espera una segunda campaña a finales de 2023, explorando el uso de sensores de navegación basados en inteligencia artificial y algoritmos mejorados para vuelos autónomos en formación. Además, también habrá dos drones simulados volando en las cercanías del A310 MRTT para demostrar operaciones autónomas con múltiples receptores y algoritmos para evitar colisiones.
Hoy día 30 de noviembre se ha celebrado el primer día del Airbus Summit 2022, durante el que se han presentado distintas novedades sobre los desarrollos de la compañía.
El sistema de propulsión se está considerando como una de las posibles soluciones para equipar su avión de cero emisiones que preveen que entrará en servicio en 2035.
Airbus comenzará las pruebas en tierra y en vuelo de esta arquitectura de motor de pila de combustible a bordo de su avión de demostración ZEROe a mediados de ésta década. El avión de prueba de vuelo A380 MSN1 para nuevas tecnologías de hidrógeno se está modificando actualmente para transportar tanques de hidrógeno líquido y sus sistemas de distribución asociados.
Las celdas de combustible son una solución potencial para ayudarnos a lograr nuestra ambición de cero emisiones y estamos enfocados en desarrollar y probar esta tecnología para comprender si es factible y viable para la entrada en servicio de un avión de cero emisiones en 2035. A escala, y si se alcanzaron los objetivos tecnológicos, los motores de pila de combustible podrían impulsar un avión de cien pasajeros con un alcance de aproximadamente 1000 millas náuticas. Al continuar invirtiendo en esta tecnología, nos brindamos opciones adicionales que informarán nuestras decisiones sobre la arquitectura de nuestro futuro avión ZEROe, cuyo desarrollo pretendemos lanzar en el período 2027-2028.
Glenn Llewellyn, VP Zero-Emission Aircraft, Airbus
El avión en el que se ensayará
El avión en el que se ensayará no nos es del todo desconocido. Es el mismo A380 que ya presentáramos, que va a servir como banco de ensayos para la tecnología que rodea al hidrógeno, desde el motor a los depósitos criogénicos.
El A380 fue la elección obvia como banco de ensayos. Tiene mucho espacio interno y es sencillo acomodar no solo los nuevos sistemas, sino todos los asociados con los ensayos en vuelo. Además, el MSN001 ya tiene de por sí mucha instrumentación de ensayos en vuelo ya instalada y lista.
La instalación en el costado trasero del motor permite que al motor el aire le llegue «limpio», sin perturbaciones previas, y se espera que el flujo aguas abajo del motor y su hélice no causen problemas de control ni interferencias con la cola.
Estructuralmente, habrá que reforzar dos cuadernas y todo el espacio comprendido entre ellas, para la instalación del soporte extra para ensayar motores.
Tanto los depósitos de hidrógeno como las líneas de suministro del motor estarán aisladas del resto del fuselaje mediante una campana parabólica de 10m de largo y 4 de ancho, que se fabricará en fibra de carbono en Nantes. Esta campana no estará presurizada, siendo su presión la misma que la presión atmosférica que haya fuera del avión, y aislará todas las rutas de suministro de hidrógeno del resto del avión.
Estos depósitos almacenan el hidrógeno a -253ºC y nada tienen que ver con los actuales para queroseno. Su forma debe ser, idealmente, esférica, o al menos cilíndrica con casquetes hemiesféricos en sus exremos. Airbus no solo debe ensayar su fabricación y funcionamiento, sino que su uso le obligará a replantearse totalmente su ubicación. Actualmente el combustible viaja en las alas. En los aviones de ensayos viajará cerca de la sección 19, la que sujeta el empenaje. Pero en los aviones de producción podría ir ubicado en la parte trasera del fuselaje, a lo largo de los largueros del ala, en depósitos subalares o en forma de espina dorsal a lo largo del avión. ¡No hay nada definido y es un nuevo reto a solucionar desde cero!
La pila de hidrógeno
El santo grial de la propulsión es proporcionar energía a los motores sin emisiones. Uno de los candidatos más prometedores es la pila de combustible de hidrógeno. Básicamente consiste en realizar la reacción de oxidación del hidrógeno pero sin combustión, obteniendo así la energía en forma de corriente eléctrica en lugar de calor. Al utilizar hidrógeno como combustible, en lugar de un hidrocarburo, el resultado de su oxidación es tan sólo de agua, en lugar de dióxido de carbono y agua, que darían los hidrocarburos.
Las pilas de combustible no son nuevas, llevan entre nosotros desde 1838, cuando fueron inventadas por Sir William Grove. El primer avión de pila de hidrógeno voló en Ocaña en 2008. El reto es múltiple: producir hidrógeno a escala industrial, hacer que la alimentación de motor con hidrógeno sea segura, lograr un ecosistema de producción, distribución, almacenamiento y suministro de hidrógeno… en definitiva, llevar a una escala industrial lo que se ha demostrado que es viable a escala de ensayo. Por ello Airbus se está concentrando en el desarrollo de estas céldas, que apiladas dan la potencia necesaria, de pila de hidrógeno.
Hidrógeno en los aeropuertos
Pero la apuesta de Airbus no se limita sólo a los aviones, y pretende llevar el hidrógeno a todo el aeropuerto y sus vehículos auxiliares. Además, el hacerlo a pequeña escala le sirve ya como ensayo de lo que puede ser la gestión de hidrógeno a más grande escala.
Airbus ha firmado un acuerdo de asociación con HyPort, una empresa conjunta entre ENGIE Solutions y la Agencia Regional para la Energía y el Clima en Occitania (AREC), líder en el desarrollo de hidrógeno verde en Francia, para apoyar el desarrollo de uno de los primeros aeropuertos «de hidrógeno»del mundo, con estaciones de producción y distribución de hidrógeno. La construcción de la estación de hidrógeno en el aeropuerto de Toulouse-Blagnac se completó a principios de este año y los sistemas de producción, almacenamiento y distribución se encuentran actualmente en las pruebas finales.
La estación, que está prevista que entre en servicio a principios de 2023, tendrá una capacidad para producir alrededor de 400 kg de hidrógeno por día, lo que brindará la posibilidad de alimentar a unos 50 vehículos de transporte terrestre.
Airbus está trabajando con HyPort para poner en marcha un plan de despliegue para la expansión de estas operaciones.
La asociación también permitirá preparar un plan que describa los requisitos y brinde orientación sobre la seguridad de las operaciones, el cumplimiento normativo, la aceptación social, así como la inversión financiera necesaria para el uso generalizado de hidrógeno en los aeropuertos.
Nuestra participación en HyPort demuestra el progreso tangible que está logrando Airbus en su viaje para asegurar los futuros ecosistemas energéticos del mañana. El uso de hidrógeno para descarbonizar todo el transporte terrestre asociado al aeropuerto en el período de 2020 a 2030 allanará el camino para la disponibilidad de hidrógeno para aviones de cero emisiones para 2035.
Karine Guenan, VP ZEROe Ecosystem, Airbus
Ariane, el aliado de Airbus para aprender a gestionar una aeronave con hidrógeno
El sector que más experiencia tiene en la gestión del hidrógeno como combustible, es el espacial. Así pues es totalmente lógico y esperable que Airbus haya encontrado su aliado en Ariane Group, que lleva más de 40 años utilizando el hidrógeno como combustible en sus lanzadores.
Airbus y ArianeGroup, una empresa conjunta propiedad a partes iguales de Airbus y Safran, y líder mundial en tecnologías de propulsión espacial, trabajarán juntos para construir la primera instalación de reabastecimiento de hidrógeno líquido para aviones ZEROe en el aeropuerto de Toulouse-Blagnac. La estación estará operativa en 2025.
ArianeGroup diseñará, producirá y respaldará las operaciones del sistema de abastecimiento de hidrógeno líquido necesario para el demostrador ZEROe de Airbus mientras se embarca en su campaña de pruebas en tierra y en vuelo, que comenzará a mediados de esta década.
La elección de Airbus como socio es un voto de confianza, que reconoce medio siglo de experiencia en hidrógeno líquido para la propulsión de cohetes Ariane. Estamos orgullosos de trabajar con Airbus en estos primeros pasos hacia aviones propulsados por hidrógeno líquido. La aviación y el espacio son dos industrias pioneras. Unir nuestra experiencia es nuestra responsabilidad para enfrentar los desafíos del mañana. ArianeGroup, con sus habilidades y conocimientos únicos en el almacenamiento, prueba y uso de hidrógeno líquido, permite que nuevos sectores industriales en Europa aceleren su transición energética.
André-Hubert Roussel, CEO de ArianeGroup
Muchas de las tecnologías requeridas para un avión de cero emisiones ya están disponibles en otras industrias, y el manejo de hidrógeno líquido no es una excepción. Prepararnos para la entrada en servicio de un avión de cero emisiones en 2035 significa que debemos madurar todas las tecnologías requeridas en paralelo. Al asociarnos con ArianeGroup, aprovecharemos la reconocida experiencia en hidrógeno y otras tecnologías espaciales relevantes en la búsqueda de esta meta.
Hace cincuenta años, la aventura de Airbus comenzó con el A300B, una respuesta innovadora a los requisitos de las aerolíneas. El 28 de octubre de 1972, el primer avión comercial bimotor de fuselaje ancho del mundo, el avión de desarrollo A300B1, MSN 1, con matrícula F-WUAB, realizó su vuelo inaugural en Toulouse, dando los primeros pasos para cambiar el rostro de la aviación moderna.
Con más de 820 aviones vendidos, la Familia A300/A310 finalmente incluyó variantes, cargueros de nueva construcción y convertidos, combis, aviones cisterna, transporte militar y VIP, y la flota de cinco A300-600ST Beluga de Airbus.
A300B dentro del Super Guppy
Hoy, más de 250 aviones A300/A310 están en operación con 37 operadores. El 75% de la flota son cargueros y es el tercer tipo de carguero más operado a nivel mundial. Más del 60% son operados por 4 clientes principales que proyectan operar sus flotas al menos hasta 2030.
¿Cómo comenzó todo?
En la década de 1960, el transporte aéreo estaba en auge y un estudio de la FAA pronosticó que se triplicaría 1965 y 1971, con un mercado de 1.610 aviones. En el Salón Aeronáutico de París de 1965, las principales aerolíneas europeas mantuvieron conversaciones informales sobre sus necesidades de corto y medio radio para absorber el crecimiento del tráfico. Los fabricantes americanos apostaban por la producción de aviones de fuselaje ancho (Lockheed L-1011, Boeing 747, etc.). Para evitar una competencia frontal, los europeos están interesados en un mercado diferente, el de los aviones de corto radio con 200 plazas, más adaptados a los enlaces europeos, de corto radio pero de mucha densidad, y buscaban desarrollar la idea del “airbus” (“autobús del aire”).
Galion
Se suceden los encuentros entre los principales actores del transporte aéreo y los fabricantes europeos tienen sus propios proyectos: el Galion de Sud-Aviation, el sucesor del BAC 1-11 para British Aircraft Corporation, una versión alargada del Trident para Hawker-Siddeley, etc.
HBN100
Hawker-Siddeley también está realizando estudios con Nord-Aviation y Breguet sobre un nuevo jumbo jet, el HBN 100 (iniciales de Hawker, Breguet y Nord), un aparato con un fuselaje circular de 20 pies de diámetro.
Los fabricantes alemanes, al ver la oportunidad de relanzar su producción industrial nacional, también lanzaron un grupo de estudio que reunió a 5 fabricantes (Dornier, Hamburger Flugzeugbau, Messerschmitt–Bölkow, Siebelwerke–ATG y VFW). El Studentgruppe Airbus, que utiliza oficialmente el nombre “Airbus”, estudiaba la posibilidad de participar en una colaboración internacional.
Pero ninguno de estos proyectos compite con los aviones estadounidenses
British European Airways reunió a 8 aerolíneas europeas en octubre de 1965 durante un simposio dedicado al mercado “Airbus”. El resultado fue un proyecto franco-británico, un avión de 200 a 225 pasajeros, con un alcance de 810 millas náuticas, a un precio de coste entre un 20 y un 30 % más económico que el 727-200.
En 1965, los alemanes transformaron su grupo de estudio en una estructura más organizada y coordinada, la Arbeitsgemeinschaft Airbus, cuyo objetivo era desarrollar un jumbo jet de cuatro motores en colaboración con otros socios europeos.
HBN-100
A principios de 1966, Sud–Aviation y Dassault también discutían un proyecto para un gran avión bimotor que compitiera con el HBN–100.
Ante este interés por parte de aerolíneas y fabricantes, los gobiernos alemán, británico y francés acuerdan designar una única empresa nacional para representarlos (Arbeitsgemeinschaft Airbus para Alemania, Hawker-Siddeley para Reino Unido y Sud-Aviation para Francia). El proyecto HBN-100 fue elegido oficialmente para continuar su desarrollo, y el 15 de octubre de 1966 se realizó una solicitud de financiación a los 3 gobiernos .
Por primera vez, el proyecto se presentó bajo el nombre de “Airbus A300”. Y el resto… es historia.
Dirigible Stratobus, una de las plataforma del Euro HAPS
El INTA acaba de anunciar que entra a formar parte del EuroHAPS. El concepto no es nuevo: un dirigible, que ya sabéis que vuelven periódicamente a este blog, una aeronave más ligera que el aire, que puede permanecer en el aire de forma casi indefinida a gran altitud, realizando las mismas funciones que haría un satélite. En el blog hemos hablado varias veces de ellos, posiblemente los más destacados sean el ISIS o el dirigible satélite chinio Yuanmeng.
EuroHAPS desarrollará 3 demostradores tecnológicos más ligeros que el aire (LTA) (dirigible estratégico, dirigible híbrido y sistema autónomo de globos estratosféricos) que abordan 4 misiones ISR principales (3D LiDAR, Inteligencia de comunicaciones/Infrarrojo, Inteligencia de señales y telecomunicaciones).
La plataforma en la que participará el INTA es la basada en el Stratobus, otro viejo conocido que se ha estado desarrollo en Francia al menos durante la última década. El instituto estará presente a través del Departamento de Optoelectrónica y misilística
La duración estimada del proyecto es de 38 meses, con un coste estimado total de 63,520,763.14€, de los cuales la Unión Europea financiará un máximo de 43,000,000.00€.
La lista completa de empresas que participan en el consorcio puede verse en este PDF.
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