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.

El prototipo híbrido hidrógeno-eléctrico de Joby completa un vuelo de 840km

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.

Recordamos que el primer avión tripulado a hidrógeno voló en fecha tan temprana como 1955, que en los 80 lo haría el primer avión de aerolínea modificado para volar con hidrógeno, y que en 2009 volaría en España el primer avión tripulado con motor eléctrico y pila de hidrógeno.

Vamos con su nota de prensa:

Nota de prensa

  • 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.

[Podcast] Aeronaves eVTOL, vistas desde el punto de vista de un bombero

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.

Y vamos a hablar acerca de las aeronaves eléctricas de despegue y aterrizaje vertical o eVTOL.

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?

El podcast se puede encontrar en Amazon MusicApple PodcastGoogle PodcastIvooxSpotify. ¡Ah! y como Google Podcast desaparece, lo podéis encontrar ya en Youtube / Youtube Music.

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

Alemania presenta en ILA su diseño conceptual de caza del futuro

Durante ILA en Berlín, el Centro Aeroespacial Alemán (DLR) presentó un estudio conceptual de un avión de combate de última generación, moderno y altamente maniobrable, que forma parte del proyecto Diabolo financiado por el DLR.

El demostrador se utilizaría para explorar todo el espectro de configuraciones tripuladas y semiautónomas y, según el DLR: «El enfoque está en el diseño de un Demostrador Genérico de Caza del Futuro (DLR-FFD), que se utilizará para cerrar las brechas tecnológicas y demostrar la capacidad de diseño y evaluación de los métodos y procesos desarrollados en el DLR«.

La base para el diseño del DLR-FFD es un catálogo de requisitos emitido por el Ministerio Federal de Defensa para un futuro avión de combate alemán en la clase de tamaño de un Lockheed F-22.

Las características específicas incluyen bahías de armas internas, entradas de aire para separar las capas límite de la pared en la entrada del conducto del motor y el diseño del motor.

  • Envergadura: 15 m
  • Superficie alar: 100 m²
  • Alargamiento: 2,2
  • MTOW (Peso máximo al despegue): 35 t (8 t de carga útil)
  • Alcance: 1.100 Nm
  • Rango de Mach: 0–1,8
  • Altitud máxima: 50.000 ft
  • Carga alar: 422 kg/m² (MTOW)
  • Potencia del motor: 2 × 145 kN (sin post quemador) o 227 kN (con).
  • Socios del proyecto:
    • DLR-Instituto de Aerodinámica y Tecnología de Fluidos (Dirección del proyecto)
    • DLR-Instituto de Aeroelasticidad
    • DLR-Instituto de Tecnología de Propulsión
    • DLR-Instituto de Tecnología de Sistemas Aéreos
    • DLR-Instituto de Tecnología de Alta Frecuencia y Sistemas de Radar
    • DLR-Instituto de Dinámica de Sistemas y Control
    • DLR-Instituto de Metodología de Teledetección
    • DLR-Instituto de Tecnología de Software
    • DLR-Instituto de Materiales Compuestos, Ingeniería Ligera y Adaptrónica
    • DLR-Instituto de Arquitectura de Sistemas en Aeronáutica
    • Systemhaus Technik
    • Túneles de viento germano-holandeses (DNW)
    • Airbus Defence and Space
    • MTU – Aero Engines

En marzo ya habían presentado la maqueta, y en algunos foros como Secret Projects se habían publicado imágenes hace ya algunos años.

Más información: Impact of planform and control surfaces on the vortical Flow topology and roll stability of a multi delta wing configuration, DLR PROJEKT DIABOLO: TECHNOLOGIEN UND ENTWURF VON KAMPFFLUGZEUGEN DER NÄCHSTEN GENERATION

Fuentes

Vehículos no tripulados para combatir vehículos no tripulados. Dogfight entre UAVs

Este dogfight entre drones, en el que uno ha perdido varios rotores, ha sido creado por IA con CANVA para poder ilustrar el concepto de combate entre drones desde un punto de vista externo

La guerra entre «robots» ha llegado, podría haber sido el titular buscando el click-bait. Pero, en parte, sería totalmente cierto. Tanto Rusia como Ucrania están haciendo un uso profuso de los vehículos no tripulados. Y se han buscado contramedidas eficaces. Una de las contramedidas más reciente es el uso de vehículos no tripulados para combatir los vehículos no tripulados, habiéndose publicado no menos de cuatro vídeos al respecto.

Posiblemente el primero fue la interceptación de un drone kamikaze ruso, o UAV con ticket sólo de ida, o munición merodeadora, hace tres meses.

Más recientemente hemos visto no solo interceptaciones a vehículos aéreos, sino también de superficie, como a este vehículo naval no tripulado ucraniano por parte de un drone FPV ruso.

En él podemos ver los ya conocidos dronesde carreras convertidos en dispositivos explosivos improvisados (o munición merodeadora o drone kamikaze) dando caza a un vehículo marítimo no tripulado, con una técnica muy rusa, haciendo un tarán, o colisión intencionada contra el objetivo.

Más recientemente se han publicado vídeos de drones ucranianos realizando taranes contra UAVs rusos, como el ZALA 421 o el Orlan-10.

De estos vídeos podemos deducir varias cosas. Una, que la forma de hacer la guerra está cambiando, y que se están enfrentando pilotos remotos con vehículos controlados a distancia y con cierto grado de automatización y autonomía en la toma de decisones, aunque más bien escaso, aunque las numerosas noticias que publicamos acerca de puntos fieles nos llevan a pensar que esto va a ser más la norma que la excepción en un futuro.

Otra de las cosas que podemos deducir es la importancia de la noticia que publicábamos este fin de semana, sobre la capacidad del UAV turco Bayraktar TB-2 de realizar maniobras evasivas de forma autónoma, o la de este Mojave armado con dos miniguns.

Y por último, la necesidad urgente de contar con drones fpv de muy bajo coste, como este de estructura «deshinchable» que os presentábamos hace poco.