La FAA ha medido la estela de tres eVTOL: el viento generado es cercano al del huracán

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.

El estudio de la FAA respalda una investigación previa realizada por la Autoridad de Aviación Civil del Reino Unido, en la que se utilizaron técnicas computacionales avanzadas para predecir velocidades de aire muy similares en la salida a las que se midieron. Y también son similares a las que esperan en Europa, a la vista de las zonas de seguridad definidas y la velocidad del aire que deben soportar, según Prototype Technical Design Specifications for Vertiports.

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.

Alemania no está por la labor de financiar más a Lilium

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 certificarpeligrosas 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.

Ya en En 2022 Iceberg Research ponía en duda la viabilidad de Lilium, no sólo económicamente, sino también técnicamente, informe que se puede resumir como sigue.

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.

Lilium: Fabricante de taxis aéreos enfrenta la quiebra

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 certificarpeligrosas 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.

[Vídeos] Volocopter estrena su eVTOL en Versalles, sin pasajeros, el último día de los Juegos Olímpicos

Volocopter en el Trianón de Versalles, en el mismo punto desde donde despegó el primer Montgolfier

Dice el refranero español que a falta de pan, buenas son tortas. Y algo así han debido pensar los de Volocopter. Aquello de los taxis voladores autónomos llevando a los espectadores a los Juegos Olímpicos de París, con sus rotores movidos por motores eléctricos zumbando sobre el paisaje urbano marcando el comienzo de lo que llaman la nueva movilidad urbana o la movilidad aérea urbana, ha quedado en un vuelo sin pasajeros, pero con equipaje.

El director general de Aeropuertos de París, Augustin de Romanet, dijo el jueves que no se había conseguido la certificación de la Agencia Europea de Seguridad Aérea (EASA) a tiempo para los Juegos, así que nada de vuelos comerciales. Eso sí, el domingo 11 de agosto se realizó un vuelo de prueba, marcando el último día de los Juegos Olímpicos de 2024 con una demostración al amanecer sobre los resplandecientes terrenos del palacio de Versalles, despegando desde el mismo punto que lo hiciera el globo de Montgolfier en 1783, frente a las cinco rutas olímpicas, incluido un aterrizaje en una plataforma en el río Sena.

Dirk Hoke, CEO de la compañía, esperaba que el presidente francés Emmanuel Macron fuera su primer pasajero. Nosotros, ya sabéis, no somos tan optimistas.

Volocoper

Opinión: ¿Y si el futuro de las eVTOL fuera servir en la Armada? (y en cualquier otro ejército)

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 urbanaLa 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 ya parece que los inversores huyen de los eVTOL.

Pero…¿Y si hubiera un cliente para el que todas esas pegas no existieran?

  • Coste: En un entorno militar, si el objetivo es suficientemente importante, el coste pasa a un plano secundario. Y realizar entregas de suministros vitales, en lugares de dificil acceso, o peligrosos… es uno de esos casos.
  • En cuanto a la certificación, no es lo mismo certificar una aeronave para uso comercial, que para uso recreativo que para uso militar.
  • Respecto a la peligrosidad por su uso sobre zona poblada, su uso militar anularía directamente este inconveniente. El uso se realizaría normalmente sobre espacios aéreos clasificados como «deltas» o «papas», cuando no directamente sobre zonas segregadas, o sobre el mar en el caso del dia a día en tiempo de paz.
  • El problema de la vida de las baterías es el distinto ciclo de carga que tiene un vehículo terrestre privado que una aeronave comercial. El vehículo privado está un 80% o más del tiempo parado, mientras que en uso comercial el uso tiende al 100%, pues de otro modo no sería rentable. En una operación de estafeta, llevando carga, suministros o personal, el uso no es tan intensivo como en una operación comercial. Por otro lado, el coste de reponer baterías no es tan problemático como en una operación comercial.
  • En cuanto a la costumbre de los pasajeros a los vuelos en condiciones desagradables, movidos o peligrosos… digamos que en el caso de los militares son condiciones que ya se presuponen. Lo mismo ocurre con el entrenamiento del usuario. Un pasajero civil no tiene necesariamente entrenamiento en el uso seguro de aeronaves, lo que lleva a tener que tener especial precaución con el diseño de los vertipuertos y de las aeronaves, para evitar potenciales riesgos a los usuarios. En el caso militar es de asumir que si las aeronaves eVTOL se convirtieran en elementos normales, recibirían su correspondiente curso de familiarización con la nueva herramienta de trabajo.
  • Y que sean eléctricas no implica necesariamente el uso de grandes baterías, también pueden ser híbridas, sacando el litio de la ecuación.

La propuesta que hacemos en el título de usarlo como aeronaves COD autónomas viene de la asumción de que en los buques con plataformas de vuelo es más sencillo incrustar un nuevo tipo de aeronave. Los buques en sí ya están dotados de plataformas donde los helicópteros pueden aterrizar y sus dotaciones están entrenadas para gestionarlo. Y contar con uno o dos drones utilitarios para realizar labores de estafeta podría ahorrar costes frente al uso de helicópteros convencionales o naves de superficie más pequeñas tripuladas.

La siguiente integración obvia debería ser en las unidades de los ejércitos de tierra.

Por cierto, la idea no es nueva, de hecho las imágenes mostradas en esta entrada corresponden al concepto ARES, de 2014. Entre 2011 y 2013 el cuerpo de marines utilizó el K-MAX para estos menesteres, y tanto el US Army como la USAF están colaborando con los desarrolladores de eVTOL, y han probado algunos drones de despegue vertical en el último RIMPAC. ¿Veremos un movimiento similar en Europa con el ecosistema de empresas eVTOL nativo? Sería interesante ver a Lilium, Volocopter, o la española Crisalion de maniobras, y colaborando con nuestros ejércitos. Tal vez estas empresas encontrarían la inversión que les falta para terminar de poner en vuelo sus aeronaves, y las aeronaves encontrarían un nicho de mercado donde sus principales inconvenientes no son tales.