Helicóptero Black Hawk “pilotado opcionalmente” de Sikorsky equipado con sistemas de autonomía MATRIX —de Sikorsky— y Wildire —de Rain— durante demostraciones de localización de incendios y focalización en la sede de Sikorsky en Stratford, Connecticut.
Rain.aero junto con Sikorsky, han estado investigando desde hace tiempo la posibilidad de utilizar helicópteros no tripulados y autónomos para luchar contra incendios, aprovechando el desarrollo de la tecnología MATRIX de Sikorsky. que convierte a sus Black Hawk en aeronaves opcionalmente tripuladas.
La demostración de vuelo tuvo lugar en la sede de Sikorsky en Stratford, Connecticut, con el “helicóptero Black Hawk pilotado opcionalmente” volando en modo autónomo. gracias a MATRIX, eso sí, con pilotos de seguridad de Sikorsky a bordo.
Rain (y Sikorsky) han logrado probar que el Black Hawk autónomo es capaz de realizar detección temprana y respuesta rápida a incendios forestales. Las dos compañías han completado pruebas de vuelo que demuestran cómo un helicóptero que vuela con Sikorsky MATRIX y el sistema de autonomía de misión Wildfire,de Rain, podría lanzarse rápidamente en las fases iniciales de un incendio.
En 2023, en colaboración con Sikorsky, nos propusimos demostrar que podíamos recibir una alerta sobre un posible incendio forestal, enviar comandos para lanzar y volar un helicóptero autónomo capaz de mover una gran cantidad de agua a la ubicación de un incendio y luego ordenar al helicóptero lanzarla con precisión sobre el fuego. Estamos muy satisfechos con los resultados que demuestran con éxito la detección temprana autónoma y la respuesta rápida.
director ejecutivo de Rain, Maxwell Brodie
Según el vídeo de la nota de prensa, el helicóptero sería capaz de cargar agua en el heli-balde de forma autónoma y dirigirse al fuego para atacarlo. No obstante, en las descargas realizadas por humanos rara vez se observa un ataque directo, sino que lo realizan de forma lateral, indirectamente, para evitar sobrevolar las llamas y el humo, mientras que el helicóptero autónomo lo realiza volando directamente sobre él, lo que explica por qué habla de ataque en fases tempranas del fuego, o un estadío de desarrollo muy inicial, teniendo que «aprender» aún a realizar los ataques indirectos para preservar los motores y, por tanto, la seguridad de la máquina.
El sistema de autonomía de la misión Rain Wildfire incluye componentes de software para la gestión de misiones de incendios forestales, planificación de rutas, percepción de incendios, estrategia de extinción, orientación de supresores y subcomponentes para la integración con sistemas de autonomía de aeronaves, cámaras de espectro visual e infrarrojo, navegación inercial, GPS y otros sensores, y equipo de despliegue automatizado de supresores.
Los más habituales ya conocéis el X-62 VISTA, también conocido como NF-16. Para los más despistados, les recordaremos que es un avión experimental estadounidense con el que se están llevando a cabo ensayos incluso de combate humano-IA, ¡volando el F-16 una IA! Y que llevamos siguiendo desde hace un tiempo.
Y, en un paso más para demostrar la fiabilidad del programa, han subido al avión pilotado por la inteligencia artificial a Frank Kendall, secretario de la USAF.
El Secretario de la Fuerza Aérea, FRANK KENDALL, voló en el asiento delantero del X-62A VISTA en la Base de la Fuerza Aérea Edwards, el 2 de mayo, para experimentar de primera mano este avión único, que incorpora aprendizaje automático y software altamente especializado para probar vuelos autónomos y otras capacidades de vanguardia.
La característica más potente del X-62A, llamado VISTA (Aeronave de prueba de simulación en vuelo variable), es su nueva herramienta para desarrollar y probar capacidades de vuelo en tiempo real mediante el aprendizaje automático y la integración de agentes en vivo. Esta tecnología se probó con éxito a través de una colaboración con el programa Air Combat Evolution de DEFENSE ADVANCED RESEARCH PROJECT AGENCY. El equipo fue finalista del Trofeo Robert J. Collier 2023 como reconocimiento a sus grandes esfuerzos.
“El potencial para el combate autónomo aire-aire ha sido imaginable durante décadas, pero la realidad había sido un sueño lejano, hasta ahora. En 2023, el X-62A rompió una de las barreras más importantes de la aviación de combate. Este es un momento de transformación, todo posible gracias a los importantes logros del equipo ACE”, dijo Kendall.
La división de investigación de la ESCUELA DE PILOTOS DE PRUEBAS DE LA FUERZA AÉREA de EE. UU. lidera las responsabilidades generales de gestión del programa para el X-62A. El objetivo principal de la división es liderar investigaciones que aceleren las capacidades multidominio del combatiente y al mismo tiempo acepten desafíos. probar rápidamente nuevas tecnologías.
Hace unos cuatro años, el equipo se propuso mejorar las ya únicas capacidades de entrenamiento de prueba de VISTA, que históricamente le permitieron simular las características de vuelo de otro avión, pero no se detuvieron ahí. Crearon una capacidad completamente nueva, una que aún no existía en el Departamento de Defensa. Vieron la posibilidad de transformar VISTA en un vehículo para incorporar y probar la la inteligencia artificial. Las capacidades iniciales de VISTA fueron reinventadas, reelaboradas y ampliadas fundamentalmente, culminando en una actualización que se completó en 2022 e incluyó tres nuevos paquetes de software altamente especializados con significativamente más potencia informática para que todo funcione.
“La IA realmente toma la tecnología más capaz que tienes, la combina y la utiliza en problemas que antes tenían que resolverse a través de la toma de decisiones humanas. Es una automatización de esas decisiones y es muy específica”, dijo Kendall.
Durante el vuelo de Kendall, el X-62A realizó una variedad de maniobras tácticas reales que respondieron en tiempo real a una amenaza simulada. Completó una serie de puntos de prueba, que formaban parte de un combate aéreo dentro de una operación que validó los modelos y probó su rendimiento. Sentado en el asiento delantero, los controles del X-62A permanecieron sin tocar tanto por Kendall como por el piloto de seguridad en el asiento trasero durante todo el vuelo de prueba.
Sabemos que el primer avión eléctrico voló hace más de cincuenta años, y desde entonces cada vez que han vuelto han tenido el mismo problema: si bien los motores son fiables y ligeros, las baterías pesan demasiado y tienen una densidad energética baja.
Con el boom de los vehículos eléctircos terrestres (EV), parece que se ha revivido la fiebre de la aviación eléctrica, y se está intentando utilizar las mismas baterías de litio.
E igual que un motor de automoción puede no ser idóneo para un avión, porque el vehículo de tierra funciona normalmente al 30-40% de su potencia máxima, que sólo necesita en picos mientras que el motor de avión funciona al 75-85% de manera constante, puede que la solución de las baterías eléctricas de los EV no sean la mejor.
Aunque el rendimiento de las baterías de iones de litio en los EVs está bien estudiado, su rendimiento en la industria de la aviación es relativamente desconocido, y aún no está claro cómo estas baterías resistirán las duras condiciones a las que estarán sometidas durante las operaciones de taxi aéreo eVTOL.
Por ello, investigadores del Laboratorio Nacional Oak Ridge (ORNL) en Tennessee llevaron a cabo un estudio sobre los efectos que el perfil de vuelo de una aeronave eVTOL tendrá en las baterías de EV después de ciclos repetidos, simulando operaciones típicas de taxi aéreo.
El equipo de investigación encontró que las demandas de potencia y rendimiento para el vuelo eVTOL reducen el rendimiento y la longevidad de la batería, lo que podría representar una amenaza para la seguridad. También podría aumentar el costo del mantenimiento de las aeronaves, ya que las baterías necesitarán ser reemplazadas con frecuencia. Una vez más, la demanda de potencia del motor, debido al perfil de utilización distinto en un tipo de vehículo y otro, puede suponer un problema.
Cuando los eVTOL despeguen verticalmente, las baterías están sujetas a una demanda de energía muy alta, y según el investigador Ilias Belharouk será el momento en el que la batería puede ser más peligrosa.
Belharouak y su equipo tienen como objetivo mitigar este problema avanzando en la tecnología de baterías de iones de litio y optimizando las celdas de batería para los vuelos eVTOL. Pero para encontrar las mejores soluciones, primero necesitaban definir a fondo el problema. Con este estudio, el equipo buscó determinar exactamente qué sucede con las baterías a nivel subcelular cuando se someten a las altas demandas de potencia de los vuelos eVTOL con ciclos repetidos. Los hallazgos ayudarán a informar su búsqueda de nuevos materiales, especialmente para los electrolitos de la celda, lo que podría llevar a un mejor rendimiento y resistencia.
Altas Demandas de Potencia
Como hemos comentado anteriormente, nada tienen que ver el perfil de uso de las baterías de litio en los eVTOL con el perfil de uso en los automóviles.
Las baterías eléctricas para taxis aéreos también soportarán cargas y descargas más frecuentes y rápidas que los vehículos terrestres. El perfil de uso del coche hace que la mayor parte de su vida operativa esté estacionado. Sin embargo, el perfil de uso de una aeronave comercial es el contrario: si la aeronave está parada está perdiendo dinero. De hecho, en los estudios de viabilidad de los eVTOL suelen citarse tasas de utilización mucho más altas que las de los helicópteros, debido a su supuesto menor mantenimiento. De sobra es conocido que los aviones de aerolínea paran lo mismo. Así que mientras que el perfil de uso de un automóvil es de viajes de entre 10 y 50 minutos con largos periodos de inactividad, se espera que el perfil del eVTOL sea de vuelos durante todo el día, con ciclos de vuelo de 10 minutos intercalados con recargas rápidas, normalmente de otros diez minutos. «Realmente necesitas cargarlos muy rápido y descargarlos muy rápido… lo que ejerce mucha presión sobre estas baterías», dijo Belharouak.
Belharouak y su equipo en ORNL realizaron pruebas simuladas de baterías eVTOL utilizando baterías representativas que construyeron en el lugar en la Instalación de Fabricación de Baterías del Departamento de Energía. Monitorizaron el rendimiento de la batería durante el ciclo y luego evaluaron los componentes de la batería posteriormente para verificar la corrosión y otros cambios químicos o estructurales utilizando un microscopio electrónico de barrido.
«Tu batería no es solo la vida útil de 1,000 ciclos. Es lo que sucede dentro de un ciclo lo que te dice si tu sistema funcionará o fallará», dijo Marm Dixit, el investigador principal del estudio. Y los riesgos son mayores, ¡no son vehículos que puedas parar en un arcen en caso de problemas, estan volando!
Para la simulación, los investigadores emplearon una alta tasa de descarga durante 45 segundos, lo que se espera que dure el despegue vertical más la transición a crucero, seguido de una descarga a baja velocidad para simular el vuelo de crucero.
Durante el ciclo de crucero, la batería recuperaba su condición normal. Pero la sucesiva repetición de este tipo de ciclos rápidos e intensos hacía que las baterías, electrolito y ánodo se degradaran, no así el cátodo.
La solución ¿está en el electrolito?
Así que estamos con el problema de siempre, pero ampliado. No sólo necesitamos una batería de mayor densidad energética, sino que además deben aguantar estos ciclos tan distintos a los de los automóviles.
Y mientras se dependa de las baterías de litio, hay que mejorarlas. Los investigadores están constantemente buscando maneras de hacer que las baterías funcionen mejor y duren más utilizando diferentes materiales para sus componentes, incluyendo ánodos, cátodos y electrolitos. Por ejemplo, el fabricante de baterías Amprius está utilizando ánodos de nanocables de silicio en las baterías que ofrece para aplicaciones de aviación eléctrica.
Belharouak y su equipo creen que la solución para hacer que las baterías de iones de litio sean más adecuadas para las operaciones de eVTOL radica en el electrolito, el medio entre el cátodo y el ánodo de una batería por el que los iones de litio viajan durante la carga y descarga.
Si bien el equipo de ORNL se está enfocando en soluciones de electrolito por ahora, el objetivo final del programa de investigación es eventualmente desarrollar una química de batería completamente nueva que podría reemplazar a las baterías de iones de litio para aeronaves eléctricas.
Ejemplos de nuevas químicas de baterías que podrían ser prometedoras para aplicaciones de aviación incluyen las baterías de estado sólido, que reemplazan el electrolito líquido o en gel con un material sólido, o las baterías de litio-azufre, ambas de las cuales pueden ofrecer las mayores densidades de energía necesarias para habilitar vuelos de mayor alcance.
Belharouak enfatizó que cualquier tipo de baterías destinadas a aplicaciones de eVTOL «deberán ser entendidas y comprendidas en función del conjunto de protocolos a los que van a ser sometidas, no solo en función de la densidad de energía y potencia».
La startup de defensa Anduril y General Atomics Aeronautical Systems han sido seleccionados por la USAF para construir y probar prototipos de aviones no tripulados de combate para la próxima fase del programa de Aeronaves de Combate Colaborativas (sí, volvemos al tema de los puntos fieles y los enjambres).
La decisión de la USAF reduce una lista de cinco competidores a dos. Como resultado, otros tres proveedores —Boeing, Lockheed Martin y Northrop Grumman— han sido eliminados de la competición.
GA Gambit
Como suele ocurrir en estas competiciones, los cinco contratistas participaron en una primera fase donde se produjo la fase preliminar de diseño. De entro esos diseños, con unos baremos bien definidos, se seleccionan el/los diseños que más encajan con las especificaciones buscadas, y pasan a la siguiente fase. Así pues, estos dos proveedores continuarán con el diseño de detalle.
Presentado por la USAF un importante programa con un presupuesto multimillonarioen el año fiscal 2024, el esfuerzo de CCA tiene como objetivo desplegar inicialmente hasta 1000 drones.
En cuanto a diseños específicos, GA-ASI ha afirmado que su familia de drones Gambit sería su apuesta, mientras que la de Anduril sería el droneFury.
Eviation Alice, cada vez más parecido al CBA-Vector
Eviation ha revelado un diseño radicalmente reformado para su avión de pasajeros totalmente eléctrico Alice basado en los comentarios de los clientes, y de estudios de industrialización.
El diseño es mucho más convencional que las imágenes presentadas anteriormente. El primer prototipo que voló ya abandonó la cola en V con un motor trasero y dos en punta de plano, a favor de una configuración típica que recuerda a la de los reactores de negocios, con motores en cola, y especialmente recuerda al FMA-CBA Vector, nada ere ver con el prototipo original, que ardió.
El diseño final, además abandona la forma elíptica del fuselaje, optando por uno de sección constante, lo que facilita su fabricación, además de abaratarla, o facilitar el desarrollo de versiones alargadas o acortadas, y mejora la habitabilidad de la cabina.
El ala ahora presenta grandes winglets, en lugar de las puntas inclinadas hacia arriba del prototipo, y los soportes que sostienen los motores eléctricos parecen estar más altos en el fuselaje que anteriormente.
Realizada junto a TLG Aerospace, la revisión de diseño conceptual se basó en los datos recopilados del vuelo de 8 minutos de Alice en septiembre de 2022, el único vuelo de la aeronave, y en pruebas de túnel de viento recientemente completadas. Además de los habituales estudios de industrialización y fabricabilidad y reuniones con los clientes.
Anteriormente, Eviation había declarado que volaría un prototipo de pre-producción en 2025 con el objetivo de obtener la certificación aproximadamente dos años más tarde. Afirma que tiene pedidos para el Alice por un valor superior a los $5 mil millones.
Eviation ha completado la Revisión de Diseño Conceptual de la aeronave totalmente eléctrica Alice. La revisión es un hito significativo hacia la certificación y comercialización de Alice. El diseño de la Aeronave de Producción de Alice está optimizado para la certificación, la fabricación simplificada y para brindar una experiencia de pasajeros de clase mundial.
ARLINGTON, Washington, EE. UU., 25 de enero de 2024 – Eviation Aircraft, fabricante de aeronaves totalmente eléctricas, anunció hoy que ha completado la Revisión de Diseño Conceptual (CoDR) de la aeronave Alice. La revisión es un hito significativo, asegurando una configuración que es certificable y que permite una fabricación simplificada. Mantiene el aspecto distintivo de Alice, al tiempo que optimiza el rendimiento y mejora aún más su incomparable experiencia en cabina.
La CoDR, realizada con el apoyo de TLG Aerospace, se basó en los extensos datos recopilados del pionero vuelo de Alice en 2022, pruebas en túnel de viento recientemente completadas en el Túnel de Viento Kirsten en Seattle, retroalimentación de la junta asesora de clientes de Eviation y meses de trabajo de ingeniería.
Las características introducidas en el diseño de la Aeronave de Producción incluyen:
una sección transversal constante que reduce la cantidad de piezas de Alice y los costos de fabricación, al tiempo que permite futuras variantes de la aeronave
segmentos estructurales diseñados para ser reensamblados en campo con herramientas estándar disponibles para los servicios de Mantenimiento, Reparación y Revisión (MRO)
un compartimento de Sistema de Almacenamiento de Energía (ESS) más grande y centralizado sobre el ala que puede integrar una variedad de soluciones ESS ahora y en el futuro, además de agilizar la certificación
espacio de cabina optimizado que permite un compartimento de almacenamiento de equipaje de mano montado lateralmente único en la clase de pasajeros
Creando el Futuro del Vuelo Con pedidos que superan los US$ 5 mil millones, la aeronave totalmente eléctrica Alice está abriendo una nueva era de viajes aéreos sostenibles. Las versiones de pasajeros y carga de 9 asientos de Alice están diseñadas para deleitar a los clientes y pasajeros con tecnología innovadora y un diseño hermoso, al tiempo que ofrecen viajes punto a punto sin emisiones de carbono, rentables y convenientes.
«Completar la Revisión de Diseño Conceptual es un paso importante en el camino de Alice, acercándonos significativamente a la certificación de la aeronave y la Entrada en Servicio», dijo Andre Stein, CEO de Eviation. «Las últimas mejoras han mejorado aún más el diseño excepcional de Alice, que ha recibido pedidos de operadores de todo el mundo interesados en descarbonizar sus flotas. Este es un año emocionante para Eviation, ya que Alice avanza enormemente hacia hacer realidad comercial la revolución de la aviación eléctrica».
