Airbus Helicopters se subió al carro de la movilidad aérea urbana y los eVTOL hace unos años, allá por 2016, y presentó el CityAirbus NextGen en 2021. Entonces, esperaba poder lanzar un nuevo producto que entrara en servicio hacia finales de esta década. El primer vuelo del demostrador CityAirbus NextGen tuvo lugar en noviembre en la sede del fabricante en Donauwörth, al sur de Alemania. Hoy nos enteramos de que se baja del carro, al menos de momento, por sus dudas sobre la viabilidad de las baterías.
Airbus Helicopters pausará las actividades del CityAirbusNextGen una vez que termine su campaña de pruebas de vuelo, ya que considera que las tecnologías clave aún no están listas para respaldar el lanzamiento de un nuevo programa de desarrollo.
El director ejecutivo Bruno Even, durante una rueda de prensa el 27 de enero sobre el desempeño de económico y resultados de la compañía dijo que no veían que las condiciones fueran las adecuadas para lanzar el programa, en particular dijo que la madurez de las baterías no es suficiente para respaldar la misión propuesta para el CityAirbus NextGen: transportar cuatro pasajeros en rutas de 80-100 km (43-54 millas náuticas).
Even indicó que la aeronave continuará volando durante todo 2025 para que el fabricante «realmente pueda aprovechar las lecciones sobre la nueva arquitectura y la tecnología a bordo». Esas tecnologías podrán ser implementadas «en toda Airbus», dijo, ya sea en plataformas de alas fijas o rotatorias.
Parecen dos temas totalmente independientes, pero en el fondo están íntimamente relacionados, y todos se pueden explicar con la misma simplificación matemática de cómo funciona un grupo moto-propulsor de una aeronave.
Una de las teorías más sencillas de cómo se produce el empuje en un avión, sea de motor de pistón más hélice, sea un motor a reacción, sea un turbofan, esla teoría de la cantidad de movimiento.
En esta teoría, se reemplaza todo el grupo motopropulsor por un «disco» que tiene el área de la hélice, o del fan, y que proporciona al aire «aguas arriba» un salto de velocidad y un incremento de presión, lo que genera un empuje.
De esta manera nos permite expresar el empuje obtenido y el rendimiento del grupo motopropulsor de formas muy sencillas.
La teoría tomta tantas hipótesis tan imposibles de cumplir en la realidad, que hace que sea una teoría poco representativa de la realidad. Sin emabargo es MUY simple, y nos da una cota superior del rendimiento del grupo motopropulsor. Esta cota superior del rendimiento sería el rendimiento teórico máximo. Por eso nos permite comparar de forma sencilla y rápida distintas configuraciones, y sabemos que si una configuración es mala con esta teoría —que es en exceso benévola—, en la realidad la configuración será malísima.
No vamos a entrar a desarrollarla, puesto que hay muchos apuntes en internet que la explican, incluso en la Wikipedia, y nos vamos a quedar sólo con las ecuaciones que nos interesan, la de la tracción generada por el grupo motopropulsor (T), y la del rendimiento (potencia util/potencia generada).
T=2·ro·S·(V+vi)·vi
Siendo T la tracción, ro la densidad del aire, S la superficie del disco, V la velocidad de la corriente libre y vi la velocidad que se induce al aire en el disco.
De la primera deducimos que:
Cuanta más densidad de aire, mejor (y por tanto tendremos problemas los días de mucho calor o a gran altitud no solo porque el término de la densidad del aire aparece en la expresión de la sustentación, sino porque también aparece en el de la tracción).
Cuanto más grande sea el disco de la hélice (o del fan), más tracción tenemos. Pero esto nos limitará la velocidad en aviones de hélice muy rápidos, al alcanzar antes la velocidad supersónica en punta de pala que en una hélice de menor radio.
Cuanto mayor es el salto de velocidades antes del disco y después del disco, más tracción tenemos también.
R=1/(1+(vi/V))
Y ahora vamos a por la ecuación del rendimiento. Lo que nos dice es que cuanto mayor sea el salto de velocidades entre la corriente libre (o aguas arriba) y la velocidad que se imprime al aire en el disco, menor será el rendimiento.
Así que para conseguir mucho empuje con un gran rendimiento, hay que mover mucha cantidad de aire (disco con superficie muy grande), dándole un salto de velocidad lo más pequeño posible.
Así pues…
Los aviones de hélice que vuelan relativamente lentos tendrán palas de hélices largas (pero cuanto más rapido tenga que volar el avión, más habrá que recortar la pala)
Los aviones de turbofan procuran dar un salto pequeño de velocidad a mucha cantidad de aire, con motores de muy alto índice de derivación
En tamaño radio control, un helicóptero será más eficiente que un multicóptero, que suelen tener muchas hélices pero pequeñas y su área total rara vez alcanza la del helicóptero de misma masa.
Todos los eVTOL que han optado por configuraciones con un disco pequeño (o suma de discos pequeños, porque casi todos usan mútiples hélices pequeñas) serán mucho menos eficientes que cualquier ala rotatoria tradicional, sea helicóptero sea autogiro
Como parte del esfuerzo de la Administración Federal de Aviación (FAA) para establecer directrices de diseño de vertipuertos para instalaciones destinadas a aceptar aeronaves de movilidad aérea urbana, eVTOLs, y helicópteros de clase especial, es cada vez más importante determinar los factores de riesgo relacionados con su operación y cómo mitigarlos.
El flujo de aire generado por los rotores/propulsores de la aeronave durante el despegue y aterrizaje, conocido como DWOW, siglas de DownWash and OutWash, puede representar riesgos significativos para las personas y la propiedad en las cercanías de las operaciones de la aeronave. El downwash es el flujo vertical y descendente de aire producido por los rotores/propulsores, mientras que el outwash es el flujo lateral, radial y hacia afuera que ocurre cuando el aire descendente es deflectado al entrar en contacto con la superficie de aterrizaje.
Los impactos negativos de DWOW pueden verse exacerbados en ubicaciones de vertipuertos en áreas urbanas donde se proponen operaciones de alto volumen y alto ritmo debido a las densas poblaciones y el mayor tráfico en esas áreas. Sin embargo, la investigación actual sobre los efectos y la mitigación de DWOW es limitada. Este informe (Electric Vertical Takeoff and Landing (eVTOL) Downwash and Outwash Surveys) describe la recolección y análisis de datos de DWOW de aeronaves VTOL y la necesidad de mitigar los riesgos asociados.
La forma más confiable de obtener datos de DWOW de eVTOL es a través de ensayos de aeronaves a escala real. Esta investigación midió el DWOW de tres prototipos de aeronaves eVTOL, no identificados, para determinar su velocidad máxima en varias ubicaciones de un vertipuerto.
Se utilizó una red de sensores a nivel del suelo y una red vertical de anemómetros tridimensionales para recopilar las velocidades del viento. Los ensayos se realizaron en diferentes momentos y ubicaciones, y se llevaron a cabo bajo condiciones meteorológicas visuales diurnas. Los pilotos de las aeronaves realizaron varias maniobras preestablecidas y características de la operación normal de estas aeronaves (aproximaciones, vuelos a punto fijo…) dentro de los límites establecidos para ellas en este tipo de «helipuerto especial». Sin embargo, la FAA señala: “En el momento de las pruebas, los perfiles de vuelo de las aeronaves estaban limitados debido a la naturaleza experimental de las aeronaves y su etapa temprana de desarrollo”.
Las tres aeronaves estudiadas, todas prototipos de aeronaves en desarrollo, variaban en configuración, número de sistemas de propulsión, palas por unidad de propulsión y peso máximo de despegue, siendo este siempre inferior a 6500 libras (2950 kg). Solo uno de los tres fue pilotado a bordo, mientras que los otros dos fueron operados remotamente.
El análisis de los resultados incluyó velocidades instantáneas máximas, medias en movimiento y desviaciones estándar en movimiento basadas en un período de tiempo de 3 segundos, y un percentil 95 en movimiento durante 3 segundos. Las mediciones fueron comparadas con modelados y simulaciones del método de partículas vórtices viscosos, cuando fue posible.
“El flujo de aire descendente y de salida (DWOW) de los aviones eVTOL puede representar riesgos significativos para las personas y la propiedad y debe ser tenido en cuenta en el diseño de los vertipuertos”, señala la FAA.
Utilizando tres prototipos de aeronaves eVTOL no identificadas proporcionadas por sus fabricantes, el estudio de la FAA encontró que la velocidad máxima instantánea del flujo de aire generado por los rotores o propulsores fue de casi 100 mph (86 kt/160 km/h) a una distancia de 41 pies (12 m) del centro del área de despegue y aterrizaje.
Incluso a 100 pies (30.5 m) del centro del área de despegue, se registraron velocidades de 60 mph (100km/h), agrega la FAA, y la velocidad más alta en el percentil 95 en un período de tres segundos fue de 84 mph (135 km/h) a 23 pies (7 m) del centro. Los datos del percentil 95 en movimiento para uno de los tres eVTOLs – un modelo pilotado remotamente – muestran una cifra de casi 64 mph (103 km/h) a 126 pies (38.5 m) del centro del área de despegue.
El informe, para una mejor comprensión de los resultados, los compara con la escala de Beaufort.
La guía de la FAA indica que la mayoría de los accidentes relacionados con estos vientos causados por el rotor pueden evitarse si se mantienen distancias de seguridad tales en las que el viento causado por el rotor sea de 30-40kt (55.5-74 km/h). Así pues, El DWOW de las aeronaves eVTOL en el área de seguridad definida en la guía para el diseño de vertipuertos, y más allá, supera la mayoría de los umbrales de seguridad de velocidad contrados en la guía de la FAA, afirma el informe.
El flujo de alta velocidad de DWOW generado por las aeronaves eVTOL podría fácilmente ir más allá del área de seguridad de un vertipuerto, crear riesgos de seguridad para personas, aeronaves, equipos e infraestructura, tanto dentro como fuera del sitio.
Los fabricantes de eVTOL proponen operaciones eVTOL de alto volumen y alta frecuencia en áreas urbanas, lo que tiene un mayor potencial de impactar a los transeúntes con DWOW que los helicópteros tradicionales en helipuertos
Los resultados sugieren que el deseo de la industria de eVTOL de establecer áreas de aterrizaje en estructuras existentes, como garajes o cubiertas de algunos edificios, es poco probable que sea factible.
Los nuevos diseños de rotores múltiples y las complejidades de las interacciones entre estela a estela, estela a fuselaje y estela al suelo – que también variaban con la velocidad, el rumbo y la altitud – resultaron en “campos de flujo de DWOW no uniformes y de alta velocidad que pueden fácilmente ir más allá del área de seguridad de un vertipuerto”, dice, lo que justifica más investigación.
En un entorno real, esos campos de flujo también podrían verse impactados por estructuras en el suelo que no estaban presentes en el estudio.
Adicionalmente, cabe reflexionar acerca del ruido real que van a generar esos vientos. Una segunda derivada a tener en cuenta es que se han propuesto drones de tamaño similar a estos eVTOL para combatir incendios en edificios, pero si los vientos generados son de esta magnitud, podría no tener ningún sentido su desarrollo.
Uno de los primeros renders que se hicieron públicos por parte de Lilium, allá por 2016
Lilium no recibirá más dinero del gobierno alemán. Aunque el ministro de Transporte alemán, Volker Wissing (FDP), había defendido la ayuda estatal, el comité de presupuesto no es de la misma opinión
La revista alemana Der Spiegel informa, citando a representantes del comité de presupuesto, que la semana pasada no hubo acuerdo sobre un posible préstamo de 50 millones de euros para Lilium y que el comité ya no incluirá el tema en su agenda. Y, ayer, otras publicaciones han confirmado que Berlín no financiará a la empresa.
El estado alemán de Baviera se comprometió a proporcionar 50 millones de euros en septiembre, con la condición de que el gobierno federal ofreciera apoyo por la misma cantidad. Dado que eso está fuera de discusión, el préstamo bávaro sigue siendo un interrogante.
La agencia de prensa alemana cita a Frank Schäffler: «Creo que sería un error proporcionar ayuda a Lilium. El riesgo para el gobierno federal es demasiado alto: si Baviera quiere asumir este subsidio, entonces debería hacerlo sola».
La decisión actual fue precedida por una auditoría, que el gobierno federal y el Estado Libre de Baviera habían encargado al banco de desarrollo estatal KfW.
La empresa emplea a 850 personas en su sede en Oberpfaffenhofen, cerca de Múnich, más todas las subcontratas y proveedores que trabajan para el proyecto en el resto del mundo, como las españolas Aciturri y Alestis, pero aún no ha generado ingresos. Lilium ya habría recibido unos 1.5 mil millones de euros de inversores y los ha utilizado en gran parte. Según Der Spiegel, la necesidad de capital hasta la certificación del tipo planeada en 2026 debería estar entre 300 y 500 millones de euros. El primer vuelo tripulado está programado para 2025.
Las aeronaves eVTOL son aeronaves de despegue y aterrizaje vertical, y además eléctricas. Les hemos encontrado muchas pegas, como que son caras y los números que arrojan los drones de transporte de mercancías no acompañan, difíciles de certificar, peligrosas en su operación urbana… La vida útil de sus baterías es más corta que la de los vehículos terrestres equivalentes, no tienen por qué ser el medio más comodo para los pasajeros, además de acarrear problemas de ruidos, la densidad energética de las baterías y por tanto la autonomía del vehículo es pobre… De hecho, cuando analizamos con Brucknerite la hoja de ruta neerlandesa para la descarbonización de la aviación, llegamos a dos conclusiones: El mejor transporte público eléctrico para una ciudad es el metro/ferrocarril urbano; y los eVTOL podrían tener sentido para comunicar poblaciones aisladas, donde un transporte convencional puede llevar horas por carretera y sólo minutos por el aire, como el caso de estudio práctico que defiende NUNCATS. Y se podria añadir una tercera conclusión: realmente la movilidad aérea urbana, de llegar a ser realidad algún día, no será una solución de transporte de masas sino un transporte elitista para sólo unos pocos, como el actual aerotaxi con helicópteros. ¡Ah! Y ya parece que los inversores huyen de los eVTOL.
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.
En cuanto a la certificación, ya lleva unos años de retraso, puesto que en ese informe ya se hablaba de no cumplir los objetivos de 2023, y hoy en día se habla de certificar en 2025.
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.
No es la primera vez que se pone en entredicho la viabilidad de Lilium, y tampoco es la primera vez que reciben inyecciones de millones y millones de euros que les salva en el últrimo momento.
Las aeronaves eVTOL son aeronaves de despegue y aterrizaje vertical, y además eléctricas. Les hemos encontrado muchas pegas, como que son caras y los números que arrojan los drones de transporte de mercancías no acompañan, difíciles de certificar, peligrosas en su operación urbana… La vida útil de sus baterías es más corta que la de los vehículos terrestres equivalentes, no tienen por qué ser el medio más comodo para los pasajeros, además de acarrear problemas de ruidos, la densidad energética de las baterías y por tanto la autonomía del vehículo es pobre… De hecho, cuando analizamos con Brucknerite la hoja de ruta neerlandesa para la descarbonización de la aviación, llegamos a dos conclusiones: El mejor transporte público eléctrico para una ciudad es el metro/ferrocarril urbano; y los eVTOL podrían tener sentido para comunicar poblaciones aisladas, donde un transporte convencional puede llevar horas por carretera y sólo minutos por el aire, como el caso de estudio práctico que defiende NUNCATS. Y se podria añadir una tercera conclusión: realmente la movilidad aérea urbana, de llegar a ser realidad algún día, no será una solución de transporte de masas sino un transporte elitista para sólo unos pocos, como el actual aerotaxi con helicópteros. ¡Ah! Y ya parece que los inversores huyen de los eVTOL.
Y ahora hemos encontrado esta noticia en el medio alemán Aerokurier y nos ha parecido suficientemente relevante, tanto la noticia como los comentarios, como para traducirla. Ahí va.
Traducción del artículo de Aerokurier
El fabricante de taxis aéreos Lilium enfrenta una inminente insolvencia, según sus propias declaraciones, a menos que se inyecte nuevo capital pronto. El ministro de Transporte, Volker Wissing, exige apoyo estatal para la empresa.
Las malas noticias desde Wessling, cerca de Múnich, no cesan. Según informes coincidentes de los medios, Lilium podría enfrentar la insolvencia pronto si no recibe rápidamente nuevos fondos. Según la edición en línea de Welt, Lilium admitió en su reciente informe semestral presentado a la SEC de EE.UU. que «el grupo necesita inmediatamente capital adicional para continuar financiando sus operaciones actuales». Se advierten recortes drásticos en las operaciones comerciales, hasta la aplicación de la «legislación de insolvencia vigente», según el artículo de Welt. Las pérdidas ascienden a casi 1.500 millones de euros hasta ahora, con un déficit operativo de 186 millones de euros solo en el primer semestre de 2024. No se han generado ingresos, ya que el desarrollo del E-VTOL propio está retrasado.
Ya hace algunas semanas se discutió sobre ayudas estatales para Lilium, con cifras entre 100 y 300 millones de euros que se proporcionarían de fondos estatales y federales. Sin embargo, aún no se ha tomado una decisión final. Según un artículo reciente de Spiegel Online, el ministro de Transporte, Volker Wissing, está haciendo esfuerzos para obtener los fondos necesarios, aunque hay considerables objeciones por parte del parlamento. Los defensores de dicho apoyo estatal argumentan que competidores como Joby en EE.UU. también operan con fondos estatales. El competidor de Lilium, Volocopter, ya intentó sin éxito obtener una garantía estatal para evitar la insolvencia a finales de abril de este año; al final, los accionistas intervinieron y aportaron dinero.
En cuanto al desarrollo del Lilium Jet, la situación tampoco es muy alentadora. El primer vuelo tripulado del E-VTOL, inicialmente planeado para finales de 2024, se ha pospuesto para principios de 2025, y no se espera una introducción al mercado antes de 2026, siempre que se obtenga la aprobación de la EASA. Volocopter está más avanzado y ya ha lanzado prototipos tripulados. Sin embargo, sigue siendo incierto si, tras la aprobación, se logrará un caso de negocio y si los dispositivos voladores se comercializarán como se planea. Esto también se aplica a la competencia de EE.UU. y Asia. No obstante, varias empresas de renombre han establecido acuerdos de cooperación más o menos concretos con Lilium, incluidas Honeywell y Customcells en el área de desarrollo, y NetJets, Lufthansa Aviation Training y GlobeAir para la comercialización.
Comentario: ¡No más dinero para castillos en el aire!
Apoyar a Lilium con fondos estatales es un error por dos razones. En primer lugar, la empresa ha pronosticado datos de rendimiento en sus primeros años de desarrollo que no resistieron un escrutinio crítico, como mostró la investigación de aerokurier a principios de 2020. Y hoy en día, sigue sin estar claro qué podrá realmente hacer el Lilium Jet, si es que alcanza la madurez para la aprobación. ¿Dinero estatal para un agujero negro? Al menos complicado, y dada la tensa situación presupuestaria, en realidad irresponsable. Sin embargo, pesa más el hecho de que el dispositivo volador de Lilium no podrá contribuir sustancialmente a resolver los desafíos de movilidad futura cada vez más evidentes. Se necesitan medios de transporte masivo eficientes con motores de bajas o nulas emisiones. Lo que no se necesita son taxis aéreos extravagantes que deben levantar en el aire baterías pesadas para un puñado de pasajeros mediante despegues verticales ineficientes. Si se destinan fondos estatales, deben ser exclusivamente para promover medios de transporte sostenibles y no los sueños húmedos de yuppies con diplomas en tecnología aeronáutica y exgerentes de grandes corporaciones en su última vuelta de honor antes de la jubilación.
