[Vídeo] Cub-Crafters presenta sus slats soplados por motores eléctricos

Los más fieles seguidores ya saben cómo funciona un ala, cómo entra en pérdida, y cómo funciona un hipersustentador, así que haremos un breve resumen.

Para que el ala funcione necesitamos que el flujo de aire se adhiera a la superficie. Si se desprende, el ala entra en pérdida. Además el ala vuela porque se genera una circulación entorno a la misma, así que si soplamos el aire sobre el ala para aumentar esa circulación, hacemos aumentar la sustentación.

Los slats normales simplemente permiten que el aire pase del intradós (parte inferior del ala) al extradós (la superior), soplando la capa límite y haciendo que no se desprenda, y así retrasar la entrada en pérdida.

Los slats, que han llamado Electric Lift Augmenting Slats (ELAS) , que presenta Cub Crafters no sólo permiten eso, sino que además al tener muchos pequeños motores eléctricos distribuidos a lo largo de su envergadura permiten acelerar el aire y por tanto aumentar la circulación, y por ello la sustentación.

Dicen desde Cub Crafters que esta solución permite multiplicar el coeficiente de sustentación por un factor que varía entre 1.5 y 4.

Como inconveniente, aumenta la resistencia de la aeronave. Sería interesante saber si durante el curcero permanecen en funcionamient, formando así parte de un sistema de propulsión eléctrica distribuida más el motor convencional, y el efecto que tiene sobre el consumo, tal vez al soplar la capa limite de forma constante se necesite menos potencia para volar y se contrarreste el exceso de resistencia con un menor consumo. Pero esto tan solo es una hipótesis, sería interesante estudiar más a fondo las prestaciones del avión con este dispositivo.

No es la primera empresa que recurre a soplar la capa límite desde el borde, y ya sabemos que puede hacer que un avión del tamaño de un 737 despegue como una Storch. También podemos recordar por ejemplo el Catalina Cuatrimotor, el Antonov An-2 con nueve motores, las Cessnas con soplado de la capa límite, el nuevo avión de DARPA y otros sistemas que energizan la capa límite, como los aviones con propulsión distribuida, o el turbo-wing, que fuerza la circulación desde el flap en lugar desde el slat.

Imagen de la patente
Imagen de la patente
Imagen de la patente

En cualquier caso, estamos deseando ver vídeos de los aviones de Cub Crafter utilizando este dispositivo para realizar espectaculares tomas y despegues ultra cortos.

ELAS según Carbon Crafters

Electric Lift Augmenting Slats (ELAS) es el resultado de combinar slats de vanguardia y una serie hélices entubadas eléctricas (electric ducted fans o EDF) que aceleran el aire en el intersticio entre el slat y el perfil aerodinámico del ala.

El concepto ELAS proporciona: impulso eléctrico similar a los JATO (Jet Assisted Takeoff) en el despegue y el ascenso, reducción de la velocidad de descenso y aterrizaje, ángulos de aproximación más pronunciados y mejores márgenes y prestaciones a baja velocidad.

ELAS puede agregarse a una existente (retrofits) o incorporarse a un diseño nuevo. Incluso se puede diseñar como retráctil cuando no está en uso.

En lugar de que los EDF se usen únicamente para agregar empuje, como los conceptos habituales de propulsión distribuida, ELAS también proporciona un aumento dramático en la sustentación al aumentar la velocidad del aire sobre la superficie superior del ala, una forma de hiper sustentador de soplado de capa límite.

Este diseño, que combina un slat clásico con el concepto de propulsión distintos distribuida y energizado de la capa límite con el flujo de los motores, se basa en anteriores diseños de probada eficacia, como el ala de acanalada Custer, aviones como los Boeing YC-14 y NASA QSRA y los últimos avances de propulsión distribuida.

Además, ELAS puede proporcionar un mejor control de aeronaves a baja velocidad a través del aumento de la sustentación máxima y el ángulo de pérdida, y la distribución de potencia diferencial. El control de la distribución de energía tiene el potencial de reducir la pérdida de control (LoC) durante los períodos críticos de baja velocidad y brindar mejores cualidades de manejo durante las ráfagas.

Ventajas…

  • Las aeronaves pequeñas equipadas con ELAS pueden despegar y aproximarse/aterrizar con perfiles similares a los de un helicóptero.
  • Se puede instalar en vuna aeronave existente o integrarse en aeronaves de nuevo diseño
  • Costos recurrentes y de adquisición más bajos que eVTOL
  • Ente un 50% -100% más de alcance y con más carga útil que eVTOL comparable.
  • No se requiere tecnología de baterías de última generación
  • Utiliza teología lista para usar.

Bombardier finaliza la primera fase de ensayos de su Blended Wing Body «EcoJet», y anuncia un segundo prototipo

Desde hace un tiempo venimos siguiendo este desarrollo de Bombardier, llamado EcoJet, un Blended Wing Body, o BWB.

Bombardier comenzó sus investigaciones en 2018. Y ha terminado la campaña de ensayos con su primer prototipo a escala pequeña, y anuncia ya una segunda campaña de ensayos con una aeronave dos veces más grande.

No es el primer constructor que se apunta a este concepto, aunque sí es el primero que lo propone como reactor de negocios en lugar de como avión de pasajeros.

Con el EcoJet, Bombardier pretende probar distintas soluciones que reduzcan el consumo, con la participación de las universidades y actores industriales canadienses.

Esta configuración reduce mucho la resistencia, y por tanto el consumo. Y Bombardier pretende ensayar la propulsión híbrida con él. Rechazan la idea de la aviación eléctirca pura por el consabido problema de densidad energética de las baterías.

La posición de los motores, si bien tradicional en los reactores de negocios, tiene varias ventajas, como poder intercambiar con relativa facilidad el tipo de motor sin gran impacto en la estructura, o poder jugar con el concepto de ingestión de la capa límite para reducir más la resistencia.

Esperan, con el estudio de este demostrador, definir el avión de negocios del futuro.

La transición a unos aviones de bajas emisiones de CO₂ esperan lograrla basándose en cuatro puntos.

  • Tecnología: nuevas configuraciones de la aeronave, la introducción del hidrógeno y del combustible sostenible para aviación (SAF), la propulsión híbrida o el reciclaje.
  • Operaciones e infraestructura: no todas las mejoras pueden realizarse en las aeronaves. Se pueden realizar muchas mejoras en la forma de operar las aeronaves así como en las infraestructuras donde operan o con las que se le dan apoyo. Las innovaciones en los aeropuertos, en las rutas, en el mantenimiento y el servicio de las aeronaves se ensayaran en las nuevas instalaciones de Bombardier de Toronto Pearson International Airport, Mississauga.
  • SAF: Bombardier está trabajando en la implementación de este tipo de combustibles.
  • Medidas basadas en el Mercado de emisiones.

PteroDynamics X-P4 Transwing un VTOL con ala plegable a lo portaaviones

Son muchos los diseños de UAV capaces de despegar y aterrizar verticalmente y volar como un avión de ala fija. Son muchos los conceptos que se han probado para solucionar este problema, desde los tail-sitter a los rotores basculantes o simplemente los que combinan en una misma célula los rotores del multirrotor y el ala fija, y arrastran la resistencia de los rotores parados durante su vuelo horizontal.

PteroDynamics ha optado por una solución de rotor y ala basculante original. Ha tomado la configuración de ala plegable que patentó en su día Fairey, que permite plegar las alas a lo largo del fuselaje con una sola articulación, cuyo eje está en una dirección oblicua, y hace que su borde de ataque quede hacia arriba, y ha mezclado esta solución con cuatro rotores que doblan como propulsores durante el vuelo horizontal y el vuelo vertical, facilitando la transición entre ambos modos.

El mecanismo de Fairey es muy similar al de Grumman, solo que en el último caso el borde de ataque queda orientado hacia abajo, por lo que no se puede modificar para crear aeronaves VTOL.

Nuevo avión X de Darpa: X-65 Control of Revolutionary Aircraft with Novel Effectors (CRANE)

DARPA ha presentado en sus redes sociales su nuevo avión experimental, que han llamado X-65 CRANE, el mismo que anunció en enero que lo construiría Aurora.

El programa Control of Revolutionary Aircraft with Novel Effectors (CRANE) tiene como objetivo diseñar, construir y probar en vuelo un novedoso avión experimental que elimine el control mediante superficies aerodinámicas tradicionales y lo cambie por uno basado en control activo del flujo sobre las superficies mediante soplado, Active Flow Control (AFC).

El control de flujo activo podría mejorar el rendimiento de la aeronave al eliminar las superficies articuladas, que actualmente sirven para controlar el avión, pero que aumentan el peso y la complejidad mecánica.

Eliminar las superficies de control móviles supone varias ventajas. Por un lado, reducir el peso de la aeronave, por la eliminación directa de todas las articulaciones. Por otro lado, porque el uso del AFC para el control de la aeronave hace que las superficies aerodinámicas puedan ser más pequeñas.

Y, si no hay superficies móviles, ¿cómo controlamos el avión? Llegado este caso no está de más recordar las entradas de cómo vuelan los aviones, y la de los hipersustentadores. En resumen, recordaremos que el ala genera sustentación gracias a que la circulación que se genera entorno al perfil hace que el aire que pasa por la parte superior del ala vaya más rápido que el que va por debajo, y eso causa que la presión sobre el ala sea menor que bajo él y por tanto la resultante de fuerzas permita elevar el avión.

La sustentación generada por el perfil aerodinámico depende de la propia curvatura del perfil, del ángulo de ataque de este y de la velocidad relativa de éste respecto al aire, ademas de la densidad del aire. Las superficies de control clásicas actúan sobre la curvatura del perfil, mediante articulaciones. Al variar la incidencia de la superficie de control, o al retorcer el ala como hacían en los primeros aviones mediante su torsión, cambiamos la curvatura del perfil y por tanto hacemos que un semi-ala sustente más que el otro, en el caso de los alerones, induciendo el alabeo; o que el empenaje vertical sustente en una dirección o en la contraria. Algunos de los intentos de eliminar las articulaciones, como el morphing, pretende mantener el sistema de cambiar la geometría del perfil, pero recurriendo a la flexibilidad de los materiales, en lugar de a articulaciones mecánicas.

¿Y si en vez de actuar sobre la curvatura del perfil actuáramos directamente sobre la velocidad relativa de éste con el aire? Como la sustentación depende de la velocidad relativa aire-perfil aerodinámico, ¿qué ocurre si soplamos localmente aire sobre una superfice y no sobre la otra? Pues que esa superficie sustentará más que la otra, permitiendo de este modo generar alabeos, virajes… sin necesidad de modificar la geometríad del perfil. Esto permitiría eliminar las articulaciones de los alerones, timonesy flaps, y reemplazarlos por superficies más pequeñas, menos pesadas, menos complejas de mantener, manteniendo e incluso incrementando la maniobrabilidad.

El control activo del flujo se llamaba antes control de la capa límite, lo habrán renombrado para no sonar demasiado vintage

El contrato incluye una opción de Fase 3 en la que DARPA tiene la intención de volar un avión de 7,000 libras (3180kg). Una de las principales características de la aeronave será la implementación de alas modulares, lo que permitirá probar distintas soluciones para encontrar la óptima.

En mayo de 2023, el avión recibió su designación oficial como X-65.

¿Veremos este tipo de control en el futuro caza estadounidense?

Este tipo de controles se ha ensayado en más ocasiones. Algunos de los ejemplos más recientes son el EcoDemonstrator, de NASA y Boeing, modificando el empenaje vertical de un B757; BAe System lo puso a prueba con su FLAVIIR, que evolucionó en su demostrador MAGMA, que se puede ver en vuelo aquí. Un caso extremo de aplicación de este sistema podría ser la eliminación de los flaps para sustituirlos por Turbo Wings.

Fuentes

Regent presenta una maqueta a escala real de su ekranoplano

Llevamos un tiempo siguiendo a Regent, una empresa que ha presentado un vehículo de efecto suelo que ellos llaman Sea Glider y nosotros llamamos por el más popular nombre de ekranoplano, aunque en la literatura en lengua inglesa suele encontrarse como WIG o Wing-ing-ground vehicle.

Un vehículo de efecto suelo suele considerarse una especie de híbrido entre aeronave y barco. No está diseñado para volar, pero tampoco para ir con el casco por dentro del agua. Está pensado para ir muy cerca de la superficie del agua, o de la tierra, de tal modo que el ala siempre se encuentra en «efecto suelo» (un incremento de la sustentación debido a la escasa distancia entre el ala y el suelo), lo que permite que el vehículo «flote», volando a ras de suelo con un consumo menor que si volara lejos de éste, o con más carga a igual consumo.

Efecto suelo

Y este efecto de poder volar con la misma carga y menos potencia es el que quiere aprovechar Regent para hacer que un vehículo puramente eléctrico sea viable, comunicando islas.

Además de los motores eléctricos, apuestan por cambiar los flotadores tradicionales de un hidroavión por unos esquíes tipo hidrofoil (también conocido como hidroala o alíscafo).

Y, ahora, ha presentado por fin un modelo a escala completa de su modelo civil, el Regent Viceroy, después de haber ensayado con modelos a escala.

REGENT presenta una maqueta a gran escala del revolucionario Seaglider, planes para las instalaciones de fabricación

REGENT, la empresa pionera en vehículos de efecto suelo eléctricos para el transporte marítimo sostenible, ha presentado la maqueta a escala real de su diseño de transporte civil, cuya prueba de vuelo está programada para 2024. También ha anunciado sus planes para expandir su sede en Rhode Island.

Luego de los exitosos vuelos del prototipo de escala ¼ de la compañía el año pasado, la maqueta representa el próximo paso clave en la hoja de ruta para la construcción de REGENT que permitirá a los clientes comenzar a interactuar con el diseño del vehículo a escala real y pensar en la experiencia del pasajero. También permite probar distintos rutados de sistemas y formas de instalar equipos, o probar distintas soluciones para determinar la mejor forma de ensamblado.

La compañía también anunció que ha elegido EP Systems y MAGicALL como proveedores clave para las baterías y los motores.

En los últimos meses, REGENT ha anunciado la incorporación de los visionarios David Neeleman, cofundador de Breeze Airways, JetBlue y Azul Airlines, y Dennis Muilenburg, exdirector ejecutivo de The Boeing Company, a su junta de asesores

Ha anunciado inversiones estratégicas de Japan Airlines, Lockheed Martin y Yamato Holdings de Japón, y continuó aumentando su cartera de pedidos a más de 500 planeadores de una serie de compañías, incluidas Brittany Ferries, FRS (Alemania), Mesa Airlines, Ocean Flyer (Nueva Zelanda) y Mokulele Airlines, lo que ha permitido una era de hipercrecimiento para la compañía, que ya ha obtenido más de $ 50 millones en fondos desde su lanzamiento hace solo dos años.

Lockheed Martin y Regent creen en un desarrollo militar

Uno de los inversores más importantes que ha anunciado Regent es Lockheed Martin, que ha invertido en los vehículos de efecto suelo a través de Lockheed Martin Ventures.

Esta inversión iría orientada a desarrollar una versión militar del Regent Viceroy, pues los seagliders satisfacen una necesidad reconocida dentro del Departamento de Defensa de los EE. UU. de movilidad de alta velocidad y que no dependa de pistas de aterrizaje, bajo costo y baja firma en los litorales. De hecho esa descripción se corresponde con las necesidades descritas por DARPA en la definición de su Liberty Lifter.

Clientes y fecha de lanzamiento

REGENT ha vendido más de 400 seagliders hasta la fecha, a clientes globales de aviación y ferry, incluidos Mokulele Airlines, Southern Airways Express, FRS (Alemania) y Ocean Flyer (Nueva Zelanda). Con más de $ 7.9 mil millones en pedidos comerciales en todo el mundo.

Southern Airways/Mokulele Airlines será el cliente de lanzamiento de los REGENT Viceroy.

REGENT espera que sus primeros planeadores comerciales Viceroy entren en servicio a mediados de la década. (nota nuestra: eso son ¡en 2 o 3 años!)

Fuentes: Notas de prensa de REGENT