futuro

Air New Zealand busca aeropuertos para probar rutas de cero emisiones

Publicado el por Sandglass Patrol
Air New Zealand está trabajando con varios fabricantes

La aviación es responsable de un 2% del total de las emisiones de CO2. Y, aunque hay otros actores que contaminan más, no significa que no se estén desarrollando nuevos conceptos que impliquen reducir las emisiones, desde los aviones eléctricos a los de hidrógeno, pasando por el SAF.

En principio lo más inmediato es aplicar SAF, básicamente una fuente de combustible que proviene de absorber CO2 de la atmósfera, convirtiendo de abierto a cerrado el ciclo de extracción de combustible-quema-producción de CO2.

La propulsión eléctrica siempre la hemos visto con poco futuro, salvo algunas pocas aplicaciones muy concretas, como os contamos en su día en el podcast de Análisis de la hoja de ruta neerlandesa para la descabronización de la aviación.

La aviación con hidrógeno es la que nos parece que tiene más futuro.

A pesar de esto, está todo en fases de desarrollo y, en el mejor de los casos, fases iniciales de ensayo para su certificación. Por eso Air New Zealand está trabajando y apoyando a varios fabricantes, y aún no ha escogido qué tipo de aeronave, ni de qué fabricante, será el que utilice para esta prueba piloto entre dos aeródromos, con aeronaves de carga, los pasajeros vendrían después en caso de éxito. Por eso ha abierto una consulta [pdf] para ver qué aeropuertos podrían estar interesados en este experimento.

Nota de prensa

Air New Zealand busca aeropuertos para probar rutas de cero emisiones y anunciará a principios de 2024 qué tipo de avión usará en los vuelos de prueba, que quieren que se inicien a partir de 2026. Eso sí, las aeronaves volarán inicialmente servicios solo de carga

Como parte de la ‘Mission Next Gen Aircraft’ de la aerolínea anunciada a fines del año pasado, Air New Zealand abrió hoy una consulta (EOI) dirigida a los aeropuertos de todo el país como parte de la selección de una ruta para volar su demostrador comercial a partir de 2026.

El demostrador aún no se ha seleccionado, pero será eléctrico, híbrido o de pila de combustible de hidrógeno e inicialmente operará como un servicio de carga solamente.

La aerolínea está buscando aeropuertos que quieran apoyar aún más la descarbonización de la aviación y estén motivados para asumir un papel de liderazgo en el desarrollo de la infraestructura necesaria para volar esta tecnología. La EOI establece los requisitos operativos que deben tenerse en cuenta, incluidos factores como el alcance.

El director de sostenibilidad de Air New Zealand, Kiri Hannifin, dice que los dos aeropuertos seleccionados desempeñarán un papel fundamental en la introducción de aviones de bajas emisiones en el sistema de aviación de Aotearoa.

“Trabajar en torno a los aviones de próxima generación es una parte clave de la estrategia de la aerolínea para descarbonizar sus operaciones. Descarbonizar la aviación no es fácil y tenemos mucho trabajo por delante, pero estamos comprometidos a reducir nuestras emisiones lo más rápido posible, y este proceso es otro paso en la dirección correcta.

Si bien estamos ansiosos por contar con dos aeropuertos líderes, también es importante tener en cuenta que todos los aeropuertos de Nueva Zelanda juegan un papel importante a medida que trabajamos para incorporar aviones de próxima generación a nuestra red.

Durante los próximos años, mientras Air New Zealand trabaja hacia su ambición de volar aviones de próxima generación en nuestra red nacional a partir de 2030, nos centraremos en apoyar la construcción, prueba y certificación de aviones e infraestructura asociada.

Los aeropuertos seleccionados serán líderes en el apoyo a la implementación de esta nueva tecnología y serán el conducto de información entre los aeropuertos a través del motu a medida que impulsamos el cambio requerido antes de las necesidades de reemplazo de nuestra flota más grande a partir de 2030″.

Kiri Hannifin, director de sostenibilidad de Air New Zealand

Comentario sobre la nota de prensa

Esta aproximación me parece interesante. Trabajar con varios fabricantes a corto plazo y varios a largo, para definir necesidades, la nueva logística eléctrica o de hidrógeno por ejemplo, y de paso estudiar que tecnologías son realmente viables. Establecer una sola ruta para ensayar no sólo la aeronave, sino todos los procedimientos y procesos nuevos necesarios, y luego ya intentar expandirlo, si es viable.

De todas las aeronaves propuestas a corto plazo hay dos que me sobran, las que son puramente eléctricas

Surcar, aerolínea canaria, apuesta por el hidrógeno

Publicado el por Sandglass Patrol

Aunque no hayamos publicado nada acerca de Surcar, les hemos ido siguiendo la pista con ganas desde que anunciaran que querían unir las Islas Canarias con hidroaviones.

En España los hidroaviones están, o estaban hasta hace poco, limitados a un uso militar, y los pocos hidroaviones civiles que había eran, igualmente, apagafuegos. No existe apenas hidroaviación deportiva, ni tampoco comercial. De ahí nuestro interés por Surcar.

Y, ayer, anunciaron que aunque van a iniciar su andadura con Twin Otter hidroaviones convencionales, con intención de transicionar a Twin Otter con motores de hidrógeno de Zeroavia según vayan siendo viables.

Zeroavia voló por primera vez con hidrógeno en enero de 2023, y acaba de completar la primera fase de ensayos en vuelo en su Dornier Do228.

Notas de prensa

Surcar Airlines y motores de hidrógeno para sus vuelos

ZeroAvia anunció que ha firmado un acuerdo para proporcionar sus motores eléctricos de hidrógeno ZA600 al nuevo operador Surcar Airlines, que busca traer vuelos ecológicos a las Islas Canarias.

Surcar planea utilizar hidroaviones Twin Otter adaptados con el motor ZA600 en recorridos turísticos. La aerolínea recién lanzada está respaldada por inversores como la aerolínea danesa Nordic Seaplanes. Surcar Airlines apuesta por liderar la electrificación de la aviación para permitir vuelos cero emisiones en Canarias. Al ser pionera en vuelos turísticos ecológicos, la compañía tiene como objetivo inspirar e impulsar a otros operadores a adoptar prácticas sostenibles, acelerando la transición hacia un futuro más limpio para toda la industria.

Surcar Airlines iniciará operaciones con aeronaves de propulsión convencional; el siguiente paso será cambiar a motores eléctricos de hidrógeno para eliminar todas las emisiones en vuelo, proporcionando enormes reducciones adicionales en los impactos sobre el clima y la calidad del aire.

ZeroAvia está en vías de obtener la certificación en los próximos dos o tres años del motor ZA600 de 600 kW para aviones de 9 a 19 asientos y tiene un Memorando de Entendimiento con De Havilland de Canadá, titular del certificado de tipo del Twin Otter.

La Unión Europea tiene como objetivo una reducción del 55 por ciento en las emisiones de gases de efecto invernadero para 2030, y el Plan Nacional de Energía y Clima de España tiene como objetivo lograr un sistema de transporte completamente neutral en carbono para 2050. Esta acción política se refleja en las actitudes de los consumidores. Según una encuesta realizada por el Banco Europeo de Inversiones, tres cuartas partes de los europeos planean volar con menos frecuencia en el futuro por motivos medioambientales. Ofrecer vuelos limpios es un imperativo estratégico para la industria de la aviación.

Zeroavioa termina la campaña inicial de ensayos de certificación

ZeroAvia anunció en julio de 2023 la finalización de su campaña inicial de ensayos de vuelo del prototipo ZA600 en el aeropuerto de Cotswold en el Reino Unido. El décimo vuelo de la serie inicial se completó la semana del 12 de julio y se llevó a cabo una prueba de vuelo de crucero, preparando así los primeros vuelos de mayor longitud, entre aeródromos distintos, de la próxima etapa de ensayos.

En el transcurso de los últimos seis meses, ZeroAvia ha probado secuencialmente diferentes áreas de rendimiento, ampliando poco a poco y de forma segura la envolvente de vuelo, aunque por seguridad sólo uno de los dos motores fue sustituido por un ZA600, permaneciendo el del otro ala sin cambiar, el turbohélice de serie.

De manera crítica, a lo largo de todas las fases de prueba, la generación de energía de la celda de combustible y el sistema de propulsión eléctrica, que son los componentes centrales del nuevo motor de cero emisiones, tuvieron un desempeño a la altura de las expectativas o por encima de ellas. El motor eléctrico de hidrógeno ha igualado la potencia del motor convencional de combustible fósil en el ala opuesta, con los pilotos capaces de volar con empuje generado solo por el sistema experimental de propulsión limpia en ciertas pruebas.

Airbus e Hidrógeno en el Paris Air Show (Le Bourget)

Publicado el por Sandglass Patrol

Llevamos un tiempo siguiendo las noticias que nos va dejando poco a poco Airbus sobre sus desarrollos basados en hidrógeno y, como no, en el Paris Air Show tenía que un par de ellas.

Una de ellas es que los ensayos iniciados por Airbus, Ariane Group y Safran han probado con éxito el concepto de un sistema de hidrógeno capaz de alimentar una turbina de gas aeronáutica. Airbus aportaba su experiencia con aviones, Safran con motores y Ariane con el manejo de hidrógeno líquido como combustible, como el usado en sus cohetes.

El proyecto fue llamado HyPERION (acrónimo francés de hidrógeno para propulsión de aviación ambientalmente responsable).

El estudio abarcó todo el proceso desde la salida del combustible de los tanques hasta la expulsión de los gases encendidos. La definición del circuito de distribución se basó en gran medida en la experiencia de ArianeGroup sobre el comportamiento del hidrógeno líquido como combustible en los lanzadores Ariane.

Se llevaron a cabo varios programas de prueba en el marco del proyecto HyPERION: pruebas de combustión de hidrógeno realizadas en estrecha colaboración con el laboratorio aeroespacial francés ONERA, pruebas de compatibilidad en los materiales metálicos y pruebas en un primer sistema de acondicionamiento de hidrógeno (control de presión y temperatura).

HyPERION ha permitido avances significativos en la definición de sistemas de propulsión de hidrógeno para aeronaves comerciales, dando un alto grado de seguridad, y en la identificación de las distintas tecnologías que aún quedan por desarrollar.

Suponemos que, precisamente, todos estos ensayos con resultados positivos son los que han llevado a Airbus a definir su próximo ensayo, probando un motor de hidrógeno en vuelo.

Pero el primer ensayo va a ser una aproximación conservadora y poco espectacular, nada de cambiar un motor bajo un plano y mantener un motor convencional bajo otro plano. De todos los motores que se podrían sustituir en un avión, se va a sustituir el de menor tamaño: el de la unidad auxiliar de potencia o APU. Suficiente como para poder ganar experiencia real en vuelo de gestión de riesgos, de alimentación de motores y alimentación de los mismos con hidrógeno, pero sin necesidad de utilizar depósitos de gran tamaño, y escogiendo el motor menos crítico de todos.

En los aviones de pasajeros convencionales, la APU, un pequeño motor adicional que funciona con combustible para aviones tradicional, proporciona la energía necesaria para realizar una serie de funciones de la aeronave no relacionadas con proporcionar empuje para volar: aire acondicionado, iluminación a bordo, energía eléctrica para aviónica… Con este nuevo demostrador tecnológico, liderado desde sus instalaciones en España, Airbus UpNext sustituirá la APU actual de un A330 por un sistema de pila de combustible de hidrógeno que generará electricidad. Conocido como HyPower, el demostrador de celdas de combustible de hidrógeno también tiene como objetivo reducir las emisiones de CO2, óxidos de nitrógeno (NOx) y los niveles de ruido asociados con una APU tradicional.

Fuentes

Airbus [-1-] y [-2-]

Airbus y su ala biomimética en el Paris Air Show (Le Bourget)

Publicado el por Sandglass Patrol
El ala eXtra performance comenzó con el proyecto Albatross

La naturaleza es una gran fuente de inspiración para los ingenieros. Y Airbus comenzó a investigar con el proyecto Albatross ya hace unos años una punta de ala que actuara como las plumas terminales de las alas de las rapaces. Superó con éxito las pruebas de túnel de viento, y ahora ha estado presente en el Paris Air Show 2023.

En el Paris Air Lab, un pabellón especial dedicado a la tecnología sostenible, es donde Airbus ha presentado este modelo a gran escala del ala eXtra Performance.

Es de sobra conocido que los torbellinos de punta de ala causan la resistencia inducida, y que hay muchas estrategias para lograr mitigar esta resistencia, como modificar la punta de ala con distintos tipos de winglets, cortando la punta de ala en planta dándole forma de flecha invertida, cortando la punta del ala en alzado en los llamados Hoerner tips, e incluso probando formas mucho más originales, como aquellos Spiroid Wingtip… Y por supuesto, con alas de gran alargamiento.

Cuanto mayor es el alargamiento del ala, más se parece el comportamiento de éste al ala teórico de envergadura infinita, donde los efectos de borde se pueden despreciar y se puede considerar el perfil en dos dimensiones, y por tanto no existen los efectos de fuera de plano que introducen los torbellinos de punta de ala y hacen aumentar la resistencia inducida inclinando hacia atrás la resultante de la sustentación. Vale, tal vez es hora de definir el alargamiento del ala: es un número adimensional que nos indica cómo de larga es el ala respecto a su anchura. En alas rectangulares es la envergadura divido entre la cuerda. En general se expresa como AR=b^2/S, siendo b la envergadura y S la superficie alar, o AR=b/cma, siendo b la envergadura y cma la cuerda media aerodinámica.

Que el ala sea tan esbelta, y tan larga, no solo trae ventajas. Tambien trae inconvenientes. Como una bailarina girando sobre sus pies con los brazos extendidos o retraídos cambia su velocidad de rotación, la longitud del ala hace cambiar la velocidad de alabeo. Así que cuanto más largas, menos maniobrabilidad en alabeo. Además cuanto más largas mayor es el momento que inducen en el encastre (la unión del ala al fuselaje), por aquella ley de la palanca que cuanto más alejes la fuerza del punto de aplicación más momento tienes.

Así pues las alas de los albatros, que son de gran alargamiento, lo que les permite volar grandes distancias sin cansarse, aportan una solución a los aviones comerciales, en los que la maniobrabilidad no es tan importante como en un caza y donde prima el consumo en viajes a larga distancia. Pero si se estudian más a fondo aportan más soluciones.

Los albatros pueden «bloquear» las alas en la posición de crucero, y sin embargo cuando tienen una ráfaga el ala flexa y no se comporta de forma rígida, evitando transladar esa carga de ráfaga, ese momento, al fuselaje. Pues ese es el invento que llevan probando los de Airbus desde hace algún tiempo. Lo llaman punta de ala con bisagra semi-rígida.

¿Y cómo funciona? Pues más o menos como los viejos slats de Handely Page, con un muelle, o resorte, o material con una rigidez tal que permita a la punta de ala deflectarse más o menos en función de la carga que presione sobre ella. En los slats automáticos desarrollados por Handely Page hace cien años, los slats iban unidos a un resorte, de tal modo que mientras la presión aerodinámica sobre el slat fuera pequeña éste iba desplegado, permitiendo el paso del intradós al extradós, mientras que al aumentar la velocidad del avión aumentaba la presión sobre el slat, haciendo que se retrajera de forma automática. Pues con un mecanismo similar, pero en vez de linal, rotatorio, podemos hacer que la rigidez de la bisagra permita a la punta de ala adaptarse, y en función de la ráfaga que reciba el ala se plegara más o menos. Y no solo eso, en función de la velocidad de vuelo la punta de ala tendrá más o menos diedro.

El uso de una sección exterior articulada con una articulación semiaeroelástica permite que un avión de tamaño A320 aumente su envergadura en un tercio, aumentando el alargamiento en un 50 %, lo que reduce la resistencia, aumenta la eficiencia y ofrece un ahorro potencial de combustible del 5 al 10 %.

Pero al ser las puntas de las alas plegables, permitirán que un A320 con este ala de alto alargamiento encaje en una «caja» de aeropuerto estándar cuando está estacionado en una puerta.

El ala también tiene un borde de salida multifuncional, con superficies aerodinámicas que combinan funciones de hipersustentadores, alerones y spoilers. En esto, el ala está más cerca de las plumas ultraeficientes de un pájaro.

Ahora se está construyendo una versión a escala 1:3 del ala que montaría un avión de pasillo único en el Centro Nacional de Compuestos (NCC) en el Reino Unido, que se acoplará a un avión de negocios de Cessna para probar el concepto en vuelo en 2024.

Fuentes: el blog de Sandglass y Royar Aeronautic Society

Alas arriostradas de gran alargamiento: X-66, el nuevo avión experimental de la NASA

Publicado el por Sandglass Patrol

Ya sabéis que en la aviación se han dado las carreras del más rápido, más alto, más lejos. Después vino la de más gente/más carga. Y en los últimos años hemos venido hablando del más verde.

Y en Estados Unidos, Boeing y la NASA están trabajando desde hace tiempo en los aviones de las próximas generaciones, y el que parecía que iba a llevar las de ganar era el avión transónico con alas de gran alargamiento arriostradas, que tanto recuerda a los diseños de Hurel-Dublois.

Y, hoy, por fin, después de haberlo visto probar en túnel de viento y haber protagonizado muchas notas de prensa, y después de que en enero nos aseguraran de que se iba a construir el prototipo, hemos conocido el nombre con el que construirá la NASA este avión experimental: X-66.

Como hemos hablado mucho de este diseño lo resumimos, podéis ampliar la información en los enlaces que hemos dejado párrafos atrás:

La idea es crear un avión que tenga muy baja resistencia aerodinámica. Para ello se apuesta por unas alas de muy alto alargamiento (la relación de la envergadura al cuadrado y la superficie alar, que nos da un índice que mide cómo de larga es el ala respecto a su ancho). Pero para hacer este tipo de ala con una estructura en voladizo, sería necesario un encastre y una estructura alar muy pesados. ¿Solución? recuperar el diseño de Hurel-Dubois, con riostras carenadas que doblan su función como pequeñas alas.

Y, ahora, vamos a por la nota de prensa.

El avión experimental de próxima generación se convierte en el X-Plane más nuevo de la NASA

La NASA y Boeing han anunciado que la aeronave producida a través del proyecto de demostración de vuelo sostenible de la agencia ha sido designada por la Fuerza Aérea de EE. UU. como X-66A.

El nuevo avión experimentla busca ensayar una posible nueva generación de aviones de pasillo único más sostenibles, el caballo de batalla de las aerolíneas de pasajeros de todo el mundo. En colaboración con la NASA, Boeing construirá, probará y volará un avión de demostración a gran escala con alas extra largas y delgadas estabilizadas por puntales, conocido como concepto Transonic Truss-Braced Wing.

“En la NASA, nuestros ojos no solo se centran en las estrellas, sino que también se fijan en el cielo. El Demostrador de Vuelo Sostenible se basa en los esfuerzos líderes mundiales de la NASA en aeronáutica y clima. El X-66A ayudará a dar forma al futuro de la aviación, una nueva era en la que los aviones serán más ecológicos, limpios y silenciosos, y creará nuevas posibilidades tanto para el público aeronáutico como para la industria estadounidense”.

administrador de la NASA, Bill Nelson

El X-66A es el primer avión X enfocado específicamente en ayudar a los Estados Unidos a lograr el objetivo de cero emisiones netas de gases de efecto invernadero de la aviación, que se articuló en el Plan de Acción Climática de la Aviación de los Estados Unidos de la Casa Blanca.

“Para alcanzar nuestro objetivo de cero emisiones netas de la aviación para 2050, necesitamos conceptos de aviones transformadores como los que estamos volando en el X-66A. Con este avión experimental, apuntamos alto para demostrar los tipos de tecnologías de ahorro de energía y reducción de emisiones que necesita la industria de la aviación”.

Bob Pearce, administrador asociado de la Dirección de Misiones de Investigación Aeronáutica de la NASA

La NASA y Boeing buscaron la designación del avión X poco después de que la agencia anunciara el premio del proyecto Demostración de Vuelo Sostenible a principios de este año. La Fuerza Aérea otorga el estado de X-plane a los programas de desarrollo que se proponen crear configuraciones revolucionarias de aeronaves experimentales. La designación es para aviones de investigación. Con pocas excepciones, los aviones X están destinados a probar diseños y tecnologías que pueden adoptarse en otros diseños de aeronaves, no sirven como prototipos para la producción completa.

“Estamos increíblemente orgullosos de esta designación, porque significa que el X-66A será el próximo de una larga lista de aeronaves experimentales utilizadas para validar diseños innovadores que han transformado la aviación. Con los aprendizajes obtenidos del diseño, la construcción y las pruebas de vuelo, tendremos la oportunidad de dar forma al futuro del vuelo y contribuir a la descarbonización de la industria aeroespacial”.

Todd Citron, director de tecnología de Boeing

Para el X-66A, la Fuerza Aérea proporcionó la designación de una aeronave que valida tecnologías para una configuración TTBW que, cuando se combina con otros avances en sistemas de propulsión, materiales y arquitectura de sistemas, podría resultar en hasta un 30 % menos consumo de combustible y emisiones reducidas en comparación con el mejor avión de su clase actual.

Debido a su uso intensivo, los aviones de pasillo único representan hoy en día casi la mitad de las emisiones de la aviación en todo el mundo. La creación de diseños y tecnologías para una versión más sostenible de este tipo de avión tiene el potencial de tener un profundo impacto en las emisiones.

La historia de la NASA con la designación del avión X se remonta a la década de 1940, cuando su agencia predecesora, el Comité Asesor Nacional para la Aeronáutica (NACA), creó conjuntamente un programa de aviones experimentales con la Fuerza Aérea y la Marina de los EE. UU. El X-66A es el último de una larga línea de aviones X de la NASA. Además, el Centro de Investigación de Vuelo Armstrong de la NASA en Edwards, California, ha brindado experiencia técnica y apoyo para varios aviones X adicionales.

Para el Demostrador de Vuelo Sostenible, la NASA tiene un Acuerdo de Ley Espacial Financiada con Boeing a través del cual la agencia invertirá $ 425 millones durante siete años, mientras que la compañía y sus socios contribuirán con el resto de los fondos, estimados en alrededor de $ 725 millones. La NASA también contribuirá con experiencia técnica e instalaciones.

El proyecto Demostrador de Vuelo Sostenible es una actividad del Programa de Sistemas de Aviación Integrados de la NASA y un elemento clave de la Asociación Nacional de Vuelo Sostenible de la agencia, que se centra en el desarrollo de nuevas tecnologías de aviación sostenibles.

Obtenga más información sobre el Demostrador de Vuelo Sostenible aquí.