eXtra Performance Wing, el ala biomimética de Airbus, despega por primera vez

Airbus comenzó a ensayar un concepto de ala biomimética con el Albatross One, en un avión a escala, y la siguiente fase lógica era ensayar soluciones en un avión real, primero con ensayos en túnel de viento, y ahora en una Cessna Citation VII modificada.

Según la nota de prensa en la que Airbus presentaba este proyecto… Similar a cómo un águila planea, adaptando la forma, envergadura y superficie de sus alas y plumas, este demostrador permite aumentar la eficiencia del vuelo. Se investigarán, integrando en el ala, varios elementos tecnológicos para permitir el control activo del ala, incluyendo: sensores de ráfagas, spoilers o placas que se desvían rápidamente perpendicular al flujo de aire, bordes de fuga multifuncionales que cambian dinámicamente la superficie del ala en vuelo y una bisagra semi-aeroelástica.

El avión ha despegado y aterrizado hoy en el aeropuerto de Tolouse, y ha realizado un vuelo de una hora y media. Puede verse en Flight Radar.

El demostrador lo está desarrollando Airbus UpNext, una subsidiaria completamente propiedad de Airbus creada para acelerar el desarrollo de tecnologías futuras mediante la construcción rápida y a gran escala de demostradores, con el fin de evaluar, madurar y validar posibles nuevos productos y servicios que engloben avances tecnológicos radicales.

Fuente: @Airbus

Opinión: Sobre la prohibición de vuelos…

En estos últimos años se ha popularizado el flygskam, tanto que ha llegado a la política y a la propuesta de prohibición de vuelos. Me han preguntado en muchas ocasiones mi opinión acerca de este tema. Y hoy, por fin, he decidido expresarlo en una entrada de opinión que se puede resumir en un: es una medida más efectista que eficaz. Lo desarrollo…

Los aviones contaminan. Sí. Y estar en casa leyendo en el móvil esta noticia, y tuitear en contra de la guerra. Seamos claros y sinceros con nosotros mismos. El único modo de no contaminar es extinguirnos, de cualquier otro modo estaremos modificando el planeta y contaminándolo. ¿Eso significa que tengamos que dejar de luchar por contaminar menos cada vez? Ni mucho menos. Eso significa que tenemos que ser conscientes de que todo lo que hacemos contamina, y que cada uno tenemos que contribuir dentro de lo posible a racionalizar el consumo de materias primas y de energía. Eso empieza por no cambiar el móvil cada seis meses porque hay uno más barato, sigue por consumir alimentos que no vengan de la otra punta del planeta, o evitar la fast fashion de usar y tirar.

Incluso el tren o los coches terrestres eléctricos, que se venden como la panacea de las emisiones contaminan. El tren emite más o menos en función del origen de la energía que se utilice para moverlo. Además de toda la maquinaria diésel asociada al mantenimiento de las vías. Pero no sólo eso, el tren tiene otro gran impacto: corta el territorio en dos. Divide comunidades y hábitats. ¿Que podría no ser así si se recurre a los soterramientos? Cierto, pero la verdad es que los soterramientos durante todo el trayecto son casi imposibles por su coste, así que reducimos el consumo y las emisiones a costa de dividir en muchas parcelas el territorio y dificultar la migración de animales terrestres o causar grandes diferencias entre barrios en las ciudades o pueblos. Además, el tren está limitado por su propia naturaleza a conexiones entre puntos bien definidos, siendo muy inflexible en la creación de nuevas rutas, puesto que hay que hacer el tendido desde cero. Esto hace que el tren sólo tenga sentido y sea sostenible económicamente en algunas rutas muy concretas. ¿Hay que prohibir el tren?

Los vehículos eléctricos no producen emisiones puntualmente, en la zona donde están circulando. Pero hay que tener en cuenta otro tipo de emisiones, como son las de producción del vehículo, extracción de tierras raras, etc. Hay papers que estudian la contaminación de ciclo completo (extracción de materias primas-fabricación del producto-vida en activo del producto-reciclaje) que muestran que un vehículo con motor de explosión de gasolina de tamaño pequeño, estilo a los viejos Aygo/C1/107, contaminan a lo largo del ciclo completo de su vida menos que los vehículos eléctricos más habituales. Además tienen otro efecto indeseable, el «no en mi patio trasero». No contaminan en donde circulan, pero sí lo hacen donde se produce la energía. Y mucho más donde se extraen las materias primas. Pero los vemos como verdes, porque donde nosotros los vemos no contaminan. ¿Estaríamos dispuestos a tener minas de materias raras en nuestro pueblo? Ya hay noticias que demuestran que no, no en mi patio trasero. ¿Hay que prohibir el vehículo eléctrico?

¿Cuánto contaminan los aviones? Pues ahora mismo, según los últimos estudios, la aviación es responsable del ~2% de las emisiones que favorecen el cambio climático. El transporte en barco entorno a otro 2%, los ferrocarriles menos de un 1%. Eso nos deja un 9% para el transporte por carretera. Más preocupante es el 25% de calefacción y generación de energía eléctrica. Las emisiones de la aviación han estado en progresivo descenso desde que se comenzó a utilizar para volar. Y mucho más desde que se popularizó con las low cost como medio masivo de transporte. Nos han vendido que los aviones son cada vez más verdes y que cada vez contaminan menos, porque consumen menos. Es cierto, aunque lo que haya detrás de esa ecuación es que a menor consumo menos gastos económicos o más pasajeros dentro de un avión, y por tanto mayor beneficio. Aún así, la aviación ha estado preocupada por bajar el consumo y las emisiones desde hace décadas, cambiando los materiales, mejorando los motores, y hoy día hay varios caminos abiertos para reducir aún más el consumo y las emisiones. La aviación eléctrica parece descartada, salvo tal vez para vuelo deportivo. Pero en aviación comercial están muy presentes conceptos como el rotor abierto, el hidrógeno, o los SAF, todo ello propuestas que buscan descarbonizar la aviación. Además, como segunda derivada, el uso de estas tecnologías va a hacer subir el precio de los billetes de los aviones, lo que reducirá su uso de forma natural. ¿Qué ventajas aportan los aviones? Flexibilidad en las rutas, puede cambiar de un destino a otro sin necesidad de cambiar toda la infraestructura. No tiene impacto en el ecosistema más allá de en los alrededores del aeropuerto, no a lo largo de la ruta completa.

¿Por qué hablar de reducir vuelos? Hay que vender que se está luchando por reducir la contaminación. Y, claro está, es mucho más fácil vender reducciones que parece que le afectan «a otros» antes que reducciones que nos afectan a nosotros. Es más fácil pensar que quien contamina es el otro, el rico, el que vuela, el que tiene vacaciones… que cambiar de forma de vida y seguir cambiando de móvil cada año, o apegarse a la moda de usar y tirar, o a las tecnologías que usan grandes centros de datos, que aparentemente contaminan mucho también.

Tal vez va siendo hora de hacer frente al problema de las emisiones desde un punto de vista ingenieril y científico, no a base de golpe de timón del político de turno buscando su parcela de votos, y haciéndoles pensar que los que contaminan son los otros.

Tal vez ha llegado el momento de pensar que lo idóneo no es la prohibición, sino el combinar de forma inteligente los recursos y medios de transporte que tenemos a nuestra disposición. Que el tren y el avión no son enemigos, sino complementarios, y cada cual es más apto para unas determinadas rutas. Que la mayor parte de las emisiones vienen del transporte por carretera, y éste se da especialmente en las ciudades y transporte de mercancías, y que por tanto habrá que pensar en favorecer el transporte de las mismas por ferrocarril, y minimizar los desplazamientos urbanos en coche; por ejemplo haciendo que el coche no sea necesario, mediante el tele trabajo, no mediante la prohibición del coche, que será necesario en otros tipos de desplazamientos.

En resumen, la reducción de las emisiones empieza en todos y cada uno de nosotros, no en pensar que sólo contamina el otro. Y que ya está bien de utilizar el avión, el tren, el coche… como arma arrojadiza para conseguir votos. Necesitamos una aproximación científica e ingenieril, no política, a la reducción de las emisiones y del exceso de consumo de materias primas.

Lo último en coches que vuelan y movilidad aérea urbana, de XPENG AEROHT

En noviembre de 2022 presentábamos este coche volador chino de XPENG AEROHT. Básicamente parecia un coche común con un drone gigante acoplado en el techo. Posiblemente lo más destacado es que mostraban cómo era controlable aun en caso de fallo de uno de los rotores de uno de los brazos.

Durante el Xpeng Tech Day 2023 han presentado tres conceptos distintos.

El portaaviones terrestre

Es un cruce de SUV con el camión de Tesla y un 6×6, con 4-5 plazas, con capacidad de llevar un cuadricóptero biplaza. Según la descripción de la nota de prensa, el módulo aéreo biplaza permite el vuelo a baja cota, mientras que el módulo terrestre permite el transporte del anterior, además de los desplazamientos por tierra.

El módulo aéreo es una cápsula con cuatro brazos retráctiles y 4 rotores, en lugar de los ocho del coche volador anterior. Sin embargo aseguran que cumple los requisitos de ser controlable en caso de fallo de uno de los rotores.

También es, segun la nota de prensa,un producto en fase de diseño. Vamos, que la presentación, de momento, es tan solo de un concepto modelado en 3D.

Más allá del uso privado, tendría aplicaciones en servicios públicos, como polocía, bomberos o ejército.

Coche volador eléctrico, con capacidad de despegue y aterrizaje vertical

También presentó un nuevo coche volador, evolución del anterior. Con apariencia de coche deportivo y los brazos retráctiles de un octocóptero con rotores coaxiales contrarrotatorios. Interesante que todo el sistema de rotores quede retraído dentro del vehículo, evitando daños a terceros por las cuchillas de las hélices, o que éstas queden dañadas e inutilizadas por un evento fortuito pero común, como una china que salta, o un mal aparcamiento. Como su predecesor, en caso de fallo de un rotor podría seguir volando, gracias a un algoritmo de seguridad que permite que el coche-volador sea controlable a pesar de haber perdido uno de sus rotores. Dice la nota de prensa que, debido al desarrollo actual de las distintas normativas, el coche volador podría comercializarse y alcanzar la calle antes que los aerotaxis eVTOL, aunque suponga certificarlo en dos categorías de vehículo distintas -coche y helicóptero-, y con requisitos a menudo contradictorios. Por eso habrá que ver cómo evoluciona pues, normalmente, este tipo de vehículos entra en el rango de caprichos muy caros, siendo un coche con prestaciones mediocres, una aeronave con el mismo tipo de prestaciones, y con precios que permitirían comprar más de un coche y más de una aeronave mucho más capaces.

Y si todo falla, paracaídas de recuperación balística.

Una de las pegas que siempre hemos encontrado a este tipo de aeronaves de «movilidad aérea avanzada», o «movilidad aérea urbana», es la de la seguridad ante el fallo. Pocas han demostrado no sólo que tengan potencia como para poder seguir volando en caso de fallo de un motor, sino que sean controlables en caso de que se produzca ese fallo. Y eso fue lo que nos sorprendió la última vez que hablamos del coche volador de XPENG AEROHT, que su sistema de control tuviera un algoritmo de seguridad ante el fallo que permitiera una toma segura en caso de que se produjera este evento. Ahora, además, han presentado un sistema adicional de seguridad, basado en la recuperación de la aeronave con un sistema de paracaídas balísticos, tan en boga entre las aeronaves ligeras en los últimos tiempos.

Fuente: Nota de Prensa

Y como alguno nos va a preguntar nuestra opinión sobre estos cacharros… recordar que ya hemos escrito largo y tendido, por ejemplo en:

¿Cómo refrigerar un vehículo hipersónico? Haciéndolo sudar.

Los investigadores de RTX validan la «refrigeración por transpiración» en una prueba para DARPA.

Tras la barrera del sonido está la barrera del calor. De sobra son conocidos los problemas de algunas de las aeronaves más rápidas porque en frío «sudan» combustible, y hasta que no han calentado sus materiales por la fricción con la atmósfera y éstos no se han dilatado no se sellan las juntas entre los paneles. También es conocido los problemas de temperatura en el parabrisas del SR-71 o del X-15. Pues imaginad si quisiéramos volar aún más rápido.

Los misiles o los vehículos hipersónicos pueden desplazarse a través de la atmósfera a velocidades superiores a 5 veces la del sonido. Pero a esas velocidades, las cosas se calientan tanto que muchos materiales se derretirían. Y los que no se funden, se deforman mucho.

«Pasas de algo afilado a algo más redondeado», dijo John Sharon del Centro de Investigación Tecnológica de RTX, «y cuando pasas de afilado a redondeado, aumentas la resistencia y terminas ralentizando el vehículo, lo que afecta a cuán rápido y lejos podemos volar».

La Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa (DARPA) quiere resolver ese problema, por lo que pidió a investigadores de todo el país sus ideas.

Sharon y su equipo tenían una idea simple pero intrigante: hacer que el misil sude.

Así como los humanos usamos los poros para enfriar nuestros cuerpos, el equipo buscaba demostrar que los poros artificiales, llamados canales de refrigeración por transpiración, en la punta del misil podrían hacer lo mismo.

«La refrigeración por transpiración ha existido durante años. La naturaleza ya lo ha descubierto: los árboles lo usan y nosotros usamos nuestra piel», dijo Sharon. «Pero, ¿cómo lo aprovechamos para otras aplicaciones de ingeniería?».

A DARPA le gustó la idea y otorgó al centro de investigación un contrato para modelar, prototipar y probar su concepto junto con otros equipos universitarios e industriales en el marco del programa MACH.

«Cuando surgió la oportunidad, hicimos algunos cálculos rápidos y dijimos: ‘¿Esto parece que funcionará?’ y la respuesta fue ‘Sí'», dijo Sharon. «Entonces fue realmente cuestión de profundizar y hacer una modelización y simulación detallada».

Su concepto funciona colocando un compuesto en la punta del misil que se calienta y genera vapor. El gas luego se empuja a través de miles de finos capilares de transpiración.

El prototipo de pruebas es una pieza en forma de cuña de metal resistente al calor y es ligeramente más grande que una tarjeta de crédito. Para hacer los canales de enfriamiento lo más pequeños y eficientes posible, el equipo de Sharon colaboró con Collins Aerospace, una empresa de RTX, utilizando su experiencia en micromecanizado, un método avanzado de fabricación que utiliza láseres para crear piezas intrincadas.

Para demostrar que funcionaría, el equipo primero probó la cuña en un dispositivo quemador en el centro de investigación en East Hartford, Connecticut.

«Básicamente, es una gran antorcha de crème brûlée», dijo Sharon.

El dispositivo de quemador dirige una antorcha alimentada con gas natural y oxígeno hacia el prototipo de pruebas para imitar los cambios de temperatura que ocurrirían a velocidades hipersónicas. Una vez que el equipo tuvo confianza en el rendimiento del prototipo, realizaron pruebas más detalladas en una instalación que utiliza un arco eléctrico para calentar y expandir gases a altas temperaturas y velocidades, simulando las condiciones de vuelo muy rápido.

Los ensayos ofrecieron resultados preliminares de que el concepto funcionaría, pero Sharon dijo que necesitarán más investigación y mejoras antes de que la refrigeración por transpiración esté lista para ser utilizada en misiles hipersónicos. Los desafíos restantes incluyen descubrir cómo hacer que los canales sean aún más pequeños y determinar si sus hallazgos en un prototipo del tamaño de una tarjeta de crédito son escalables a un vehículo hipersónico de tamaño completo.

Sharon dijo que cree que lo que han aprendido podría tener aplicaciones para varios productos de RTX, incluyendo la refrigeración de las palas de la turbina de los motores de las aeronaves, y demostró que su modelización predictiva era fiable.

«Cuando vuelas a más de cinco veces la velocidad del sonido, la temperatura puede aumentar muy rápidamente, en una fracción de segundo», dijo Sharon. «Las personas del equipo involucradas en la modelización hicieron un trabajo increíble estimando cuánto tiempo sobreviviría el prototipo».

Encontrar respuestas a preguntas como esta es por lo que Sharon se unió al centro de investigación. Después de obtener su doctorado, lo vio como una oportunidad para aplicar investigaciones de vanguardia en la industria aeroespacial y de defensa.

«Demostrarlo en el laboratorio ha sido genial», dijo. «El siguiente paso siempre es tratar de decir: ‘¿Cómo podría un cliente adaptar esto y rendir mejor?'»

Fuentes: RTX, vía Space Daily

El dirigible del Co-fundador de Google tiene luz verde de la FAA para el primer vuelo

Sergey Brin, co-fundador de Google, fundó LTA (lighter than air) Research con intención de crear dirigibles que pudieran transportar personas o bienes en zonas remotas con malas comunicaciones y/o en caso de desastres naturales.

LTA ha estado diseñando y construyendo este dirigible de última generación en los últimos años. Su estructura está formada por mamparos de titanio y barras de fibra de carbono, y estará propulsado por 12 motores eléctricos.

Y gracias a IEEE sabemos que la FAA le ha concedido en septiembre un certificado de aeronavegabilidad especial, lo que significa que en breve empezará los ensayos en vuelo.

El certificado permite a LTA volar el Pathfinder 1 dentro de los límites de Moffett Field y el espacio aéreo del vecino aeropuerto de Palo Alto, a una altura de hasta 460 metros (1500 pies). Esto le permitirá aventurarse sobre el sur de la Bahía de San Francisco, sin interferir con los aviones que entran o salen de los aeropuertos comerciales de San José y San Francisco International.

El enorme dirigible inicialmente estará sujeto a un mástil de amarre móvil para pruebas en tierra al aire libre, antes de realizar 50 horas de vuelo a lo largo de unos 25 vuelos.

Doce motores eléctricos distribuidos en los laterales y la cola del dirigible impulsarán al dirigible, que alcanzará velocidades de hasta aproximadamente 120 kilómetros por hora. Una resistente capa de material laminado de Tedlar forma el revestimiento de la aeronave, y contiene en su interior 13 bolsas de helio de nylon ripstop. Estas bolsas tienen instalados sistemas lidar, para controlar el nivel de gas de su interior.

Pathfinder 1 cuenta con un sistema motor híbrido, con dos generadores diésel de 150 kilovatios que trabajan junto a 24 baterías para proporcionar energía a los motores eléctricos, según una reciente presentación del CEO de LTA, Alan Weston. Él afirmó que LTA tiene planes de utilizar hidrógeno en futuras versiones del dirigible, tal vez como combustible para futuras celdas de combustible o motores.

Aunque el Pathfinder 1 está diseñado para ser operado por un solo piloto, cuenta con doble-mando y, según la carta de LTA a la FAA, tendrá un segundo piloto a bordo «para las pruebas de vuelo iniciales hasta que se pueda evaluar la carga de trabajo del piloto». La góndola que LTA está utilizando para el dirigible fue diseñada por la famosa compañía Zeppelin en Alemania y puede acomodar hasta 14 personas, aunque durante las pruebas no se permitirán pasajeros.

Con una longitud de 407 pies (124 metros) y un diámetro de 66 pies (20 metros), es considerablemente más largo que el Airlander 10, aunque tiene menos de la mitad de su anchura, lo que le convierte en el mayor dirigible construido en los Estados Unidos desde el Makom. Puede que no califique como la aeronave más grande del mundo, pero sigue siendo absolutamente enorme, aproximándose al doble de la longitud de un Airbus A380. Y aun así, tan solo es una prueba de concepto de lo que vendrá después, el Pathfinder 3: Un dirigible de 984 pies (300 metros). Esto es incluso más grande que los gigantescos dirigibles de la clase Hindenburg de 804 x 135 pies (245 x 41 metros) de la década de 1930, que siguen siendo hasta el día de hoy las aeronaves más grandes jamás construidas.

En última instancia, LTA tiene la intención de utilizar sus aeronaves para misiones humanitarias, transportando carga y personal a áreas inaccesibles por carretera. Brin dirige una organización sin fines de lucro independiente de LTA, llamada Global Support and Development, que ya ha llevado a cabo dichas misiones por mar, en el Caribe, América Latina y el Pacífico Sur.

Comentarios

Si bien es cierto que la necesidad de infraestructuras necesarias para dar soporte en tierra a este tipo de aeronaves son escasas, sería interesante saber cómo se piensan solventar los problemas típicos de los dirigibles, que son algo difíciles de manejar en tierra y hace falta anclarlos. De hecho, por ese motivo en la última oleada que hubo de regreso al dirigible se apostaba por aeronaves híbridas, donde el 80% de la sustentación venía del helio y el resto de la forma de fuselaje sustentador de la aeronave.

Fuentes