La agencia de investigación holandesa NLR ha presentado en Farnborough su concepto de avión de pasajeros con propulsión distribuida, su SFD-DEP (Scaled Flight Demonstrator-Distributed Electric Propulsion)
Se trata de un A-320 a un 12% de escala, en el que se han reemplazado sus dos turbofanes por seis motores: dos en punta de plano y otros cuatro en el centro de cada semiala.
Presumiblemente, los motores son contrarrotatorios, para anular el efecto del par motor. Los motores de punta de plano, donde habitualmente encontraríamos los winglets, parece que están situados precisamente de tal modo que éstos no sean necesarios, contrarrestando el torbellino de punta de ala.
Las ventajas de la propulsión distribuida las hemos comentado más veces, pero las recopilamos: Permite soplar la capa límite del ala, aumentando la sustentación y haciendo más corta la carrera de despegue, como ya pudimos comprobar en el vídeo del An-2 despegando en poco más de 30m, disminuyendo así los requisitos de pistas donde puede operar. Además permite un mayor ángulo de ascenso, reduciendo así la firma sonora sobre las poblaciones cercanas a los aeropuertos. Además permite el control de la guiñada con empuje diferencial de los motores, pudiendo reducir el tamaño del timón de cola, y la resistencia aerodinámica que genera.
Aunque los ensayos comenzaron en 2023, el primer prototipo fue destruido por un fuego de las baterías. El segundo prototipo voló en mayo de 2024, y NLR está ahora explotando los datos medidos.
SFD-DEP es un modelo a escala, con una envergadura de 4 metros, una masa de despegue de 167 kg y una velocidad de crucero de 100 nudos, de un avión de nueva configuración con propulsión eléctrica distribuida (DEP). Completó con éxito su vuelo inaugural desde el Aeroporto di Taranto-Grottaglie, en el sur de Italia.
Los socios del proyecto son Airbus, NLR, ONERA, CIRA y TU Delft, con el apoyo de Orange Aerospace.
Este proyecto ha recibido financiación de Clean Sky 2 en virtud del acuerdo de subvención nº 945583-GAM-2020-LPA. Clean Sky 2 recibe apoyo del programa de investigación e innovación Horizonte 2020 de la Unión Europea.
Electra ha hecho público que su demostrador tecnológico, conocido como EL-2 Goldfinch ha realizado su primer vuelo con despegue corto desde una superficie «no preparada».
Electra es de las pocas empresas del sector de la «movilidad aérea avanzada» que recurre a una aeronave de ala fija en lugar de a multirrotores, y a un sistema de propulsión híbrido-eléctrico.
La aeronave de Electra.Aero volaba por primera vez en noviembre de 2023 y hacía sus primeros despegues ultracortos, desde pista convencional de asfalto, en junio de 2024. Y ahora acaba de anunciar los primeros despegues ultra cortos desde pistas no preparadas, y tan cortas como menos de 91m. De hecho, según notas de prensa anteriores, podría despegar en 52m y aterrizar en 35m.
Recurre al truco de soplar la capa límite con una propulsión distribuida para potenciar las características STOL del avión. Y, precisamente por eso de recurrir a un ala fija en vez de a la configuración de drone gigante, y por renunciar al uso exclusivo de baterías y a los desplazamientos urbanos, es por lo que creemos que puede ser viable en un futuro relativamente cercano.
Electra ha completado con éxito los vuelos de prueba fuera de pista de su avión demostrador de tecnología híbrida-eléctrica de despegue y aterrizaje cortos (eSTOL) EL-2 Goldfinch desde un campo de hierba cercano a las instalaciones de Electra en Manassas, VA.
Los vuelos demostraron la eficacia del avión eSTOL para operar desde campos austeros de menos de 300 pies (~91.5m)mínimamente preparados. El avión realizó una serie de despegues y aterrizajes desde una zona de hierba y demostró el máximo rendimiento de ascenso a 32 grados que se utilizaría en muchas misiones militares. Tampoco necesitó infraestructura de carga, ya que las baterías se recargan en vuelo mediante el sistema de propulsión híbrido.
La tecnología de doble uso (que puede usarse tanto como civil como militar sin cambios) es ideal para servir como un pequeño avión de transporte aéreo altamente eficiente en consumo de combustible y rentable que apoye el Empleo Ágil de Combate y las misiones expedicionarias, reduciendo al mismo tiempo la huella energética operativa. Los aviones eSTOL, pequeños, asequibles e independientes de la pista de aterrizaje, también podrían aliviar la demanda de plataformas de ala fija y helicópteros más grandes, poco numerosas y de alto rendimiento en un entorno logístico competitivo.
«Las tecnologías eSTOL de Electra aumentan el número de lugares de aterrizaje disponibles en órdenes de magnitud en relación con los aviones tradicionales de ala fija, al tiempo que proporcionan mayores velocidades de crucero, menores costes y menos ruido que las soluciones de sustentación vertical. Estos primeros vuelos desde un campo demuestran los inicios de esta sólida capacidad que seguiremos desarrollando», declaró JP Stewart, Vicepresidente y Director General de Electra.
Además de las operaciones sobre hierba, la campaña de pruebas incluyó la recogida de datos acústicos para validar las capacidades de bajo ruido de las tecnologías eSTOL. El avión logró operaciones silenciosas por debajo de 55 decibelios a 500 pies de sobrevuelo, un nivel de sonido comparable al de una conversación humana. A las altitudes de crucero habituales, el avión será inaudible por encima del ruido de fondo. A medida que avance el programa de pruebas, los vuelos posteriores se realizarán en zonas aún más accidentadas y confinadas.
Electra está desarrollando el avión de producción que transportará 9 pasajeros o 2500 libras de carga (762kg) hasta 500 millas (805km) sin dejar de ofrecer las capacidades STOL, de operaciones austeras y de bajo ruido. La certificación de la aeronave y su entrada en servicio comercial según la normativa FAA Part 23 está prevista para 2028.
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 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.
Joby es una empresa estadounidense líder en el sector de los eVTOL de movilidad aérea urbana. Y digo líder porque es una de las que más avanzado lleva el diseño, los ensayos y la certificación.
Su aeronave, además, es relativamente creíble, dentro de lo críticos que sabéis que somos con este tipo de aviación. Sólo utiliza los rotores basculantes para el despegue vertical, dependiendo la sustentación del resto del vuelo de un ala fija, lo que hace que —comparativamente con otras aeronaves de la nueva movilidad aérea— tenga mayor autonomía.
No obstante, al ser eléctrica sigue teniendo el mismo problema que todas las demás aeronaves eVTOL: su reducida autonomía, y por tanto su aplicabilidad al mundo real, donde para transportar pasajeros necesitas tener un remanente de autonomía para desviarse a un alternativo si en el destino hay problemas.
Posiblemente tras descubrir esto, y con criterio, Joby decidió adquirir hace unos años H2Fly, su equivalente en el mundo del hidrógeno y habitual en este blog, la más avanzada en el desarrollo de aeronaves de pila de hidrógeno.
Para este vuelo de aeronave eVTOL con hidrógeno ha fusionado los dos productos: su desarrollo de eVTOL eléctrico, que lleva volando y realizando ensayos una buena temporada, con el desarrollo de pila de hidrógeno de H2fly. Al ser un avión movido por baterías, sustituir el origen de la electricidad por la pila de hidrógeno ha sido sencillo. Y el resultado ha sido positivo, con un vuelo de más de 800 kilómetros de alcance, quedando un remanente de un 10% de batería en el aterrizaje. Sería interesante conocer cuál es la autonomía de la aeronave si se tuvieran en cuenta las reservas, obligatorias por ley para desvíos, a alternativos.
Por cierto, para el desarrollo de su variante autónoma ha optado por la misma estrategia que con el desarrollo eléctrico y ha comprado a XWing, también líder en este tipo de desarrollos y vieja conocida del blog por volar Cessnas sin piloto.
El programa de hidrógeno-eléctrico se basa en la tecnología desarrollada por H2FLY, filial de Joby desde que la adquiriera en 2021, y forma parte del núcleo de la aeronave VTOL de Joby.
Durante el vuelo, la única emisión ha sido agua, resultado de la combinación del hidrógeno con oxígeno en la pila de combustible para obtener electricidad.
El vuelo, dice Joby, demuestra el potencial de la aeronave para realizar vuelos regionales sin emisiones.
El proyecto de Joby cuenta con el apoyo del programa Agility Prime de la USAF
El 24 de junio de 2024, la aeronave de demostración de tecnología de hidrógeno y electricidad de Joby completó un vuelo de840 km sobre Marina, California, sin más emisiones en vuelo que el agua.
Joby Aviation, Inc. anunció en nota de prensa el 11 de julio que ha realizado con éxito un vuelo de 840 kmg con su prototipo de aeronave eVTOL híbrida hidrógeno-eléctrica.
La aeronave, que despega y aterriza verticalmente, se basa en el exitoso programa de desarrollo de taxis aéreos eléctricos a batería de Joby, y demuestra el potencial del hidrógeno para realizar viajes regionales sin emisiones que no requieran una pista de aterrizaje.
El histórico vuelo de prueba, que se considera el primer vuelo de un avión de despegue y aterrizaje vertical propulsado por hidrógeno líquido, se realizó el mes pasado con un prototipo de Joby de preproducción, equipado con un depósito de hidrógeno líquido y un sistema de pilas de combustible. Aterrizó con un 10% de la carga de hidrógeno restante.
El demostrador de hidrógeno-eléctrico de Joby forma parte del futuro programa tecnológico de la empresa y es el resultado de varios años de colaboración entre un pequeño equipo de Joby y H2FLY, la filial propiedad de Joby con sede en Stuttgart (Alemania). El avión reconvertido completó previamente más de 25.000 millas de pruebas como avión eléctrico de batería en la base de Joby en Marina, California.
Utilizando el mismo fuselaje y la misma arquitectura general que el avión eléctrico de batería principal de Joby, este demostrador cuenta con un depósito de combustible de hidrógeno líquido, diseñado y construido por Joby, que almacena hasta 40 kilogramos de hidrógeno líquido, junto con una masa reducida de baterías. El hidrógeno se introduce en un sistema de pila de combustible, diseñado y construido por H2FLY, para producir electricidad, agua y calor. La electricidad producida por la pila de combustible de hidrógeno alimenta los seis motores eléctricos del avión de Joby, mientras que las baterías proporcionan energía adicional principalmente durante el despegue y el aterrizaje.
El equipo H2FLY de Joby utilizó una tecnología similar para realizar otro vuelo récord en septiembre de 2023, cuando volaron en el primer vuelo pilotado del mundo de un avión convencional eléctrico de hidrógeno líquido utilizando su tecnología de pila de combustible.
Viajar en avión es fundamental para el progreso humano, pero tenemos que encontrar formas de hacerlo más limpio. Con nuestro taxi aéreo eléctrico a batería a punto de cambiar radicalmente nuestra forma de movernos por las ciudades, nos entusiasma estar construyendo ahora una pila tecnológica que podría redefinir los viajes regionales utilizando aviones eléctricos de hidrógeno.
Imaginen poder volar de San Francisco a San Diego, de Boston a Baltimore o de Nashville a Nueva Orleans sin necesidad de ir a un aeropuerto y sin más emisiones que el agua. Ese mundo está más cerca que nunca, y los progresos que hemos hecho hacia la certificación de la versión eléctrica de batería de nuestro avión nos dan una gran ventaja de cara a hacer realidad el vuelo eléctrico de hidrógeno.
La gran mayoría del trabajo de diseño, pruebas y certificación que hemos completado en nuestro avión eléctrico de baterías se traslada a la comercialización del vuelo eléctrico de hidrógeno. En servicio, también esperamos poder utilizar las mismas pistas de aterrizaje, el mismo equipo de operaciones y el software ElevateOS de Joby que apoyará la operación comercial de nuestro avión eléctrico de batería
JoeBen Bevirt, fundador y consejero delegado de Joby
Como parte del compromiso más amplio de Joby de liderar el desarrollo de nuevas tecnologías aeronáuticas, recientemente adquirió Xwing Inc, líder del sector en el desarrollo de tecnología autónoma para la aviación. Xwing lleva volando aviones autónomos desde 2020, con 250 vuelos totalmente autónomos y más de 500 aterrizajes automáticos realizados hasta la fecha, utilizando el software Superpilot que ha desarrollado internamente.
Joby planea iniciar operaciones comerciales tan pronto como 2025, utilizando su taxi aéreo eléctrico a batería. La empresa cotiza en la Bolsa de Nueva York y ha obtenido más de 2.000 millones de dólares de financiación hasta la fecha, incluidas inversiones de Toyota, Delta Air Lines, SK Telecom, Uber y Baillie Gifford.
Hoy retomamos el ritmo habitual de publicación, tras el extra de la semana pasada. Hoy sí toca episodio, nada de extras debidos a que la actualidad nos descabala la programación. Y aparcamos un poco el tema militar y de defensa.
En el blog las hemos analizado bastante, y hemos sido muy críticos con ellas, pues creemos que tienen demasiados puntos abiertos por cerrar, como resumimos al comienzo del episodio.
Pero jamás nos habíamos parado a pensar cómo lo vería un bombero. Por eso hemos traído a Gustavo Flamme, para que nos de su punto de vista. En gran parte se basa en lo que ha vivido con los coches eléctricos, y añadimos depsués algunos casos más específicos que afectan tan solo a este tipo de aeronaves. ¿Te quedas con nosotros?
pd: Si la intro y la despedida os son familiares, que no os sorprenda. En un ejercicio de nostalgia podcasteril he hablado con Javier Lago para pedirle permiso y utlizar la introducción que hizo para el que, si no recuerdo mal, fue el primer podcast español sobre aviación: Remove Before Flight RBF podcast
