Electra ha hecho público que su demostrador tecnológico, conocido como EL-2 Goldfinch ha realizado su primer vuelo con despegue corto desde una superficie «no preparada».
Electra es de las pocas empresas del sector de la «movilidad aérea avanzada» que recurre a una aeronave de ala fija en lugar de a multirrotores, y a un sistema de propulsión híbrido-eléctrico.
La aeronave de Electra.Aero volaba por primera vez en noviembre de 2023 y hacía sus primeros despegues ultracortos, desde pista convencional de asfalto, en junio de 2024. Y ahora acaba de anunciar los primeros despegues ultra cortos desde pistas no preparadas, y tan cortas como menos de 91m. De hecho, según notas de prensa anteriores, podría despegar en 52m y aterrizar en 35m.
Recurre al truco de soplar la capa límite con una propulsión distribuida para potenciar las características STOL del avión. Y, precisamente por eso de recurrir a un ala fija en vez de a la configuración de drone gigante, y por renunciar al uso exclusivo de baterías y a los desplazamientos urbanos, es por lo que creemos que puede ser viable en un futuro relativamente cercano.
Electra ha completado con éxito los vuelos de prueba fuera de pista de su avión demostrador de tecnología híbrida-eléctrica de despegue y aterrizaje cortos (eSTOL) EL-2 Goldfinch desde un campo de hierba cercano a las instalaciones de Electra en Manassas, VA.
Los vuelos demostraron la eficacia del avión eSTOL para operar desde campos austeros de menos de 300 pies (~91.5m)mínimamente preparados. El avión realizó una serie de despegues y aterrizajes desde una zona de hierba y demostró el máximo rendimiento de ascenso a 32 grados que se utilizaría en muchas misiones militares. Tampoco necesitó infraestructura de carga, ya que las baterías se recargan en vuelo mediante el sistema de propulsión híbrido.
La tecnología de doble uso (que puede usarse tanto como civil como militar sin cambios) es ideal para servir como un pequeño avión de transporte aéreo altamente eficiente en consumo de combustible y rentable que apoye el Empleo Ágil de Combate y las misiones expedicionarias, reduciendo al mismo tiempo la huella energética operativa. Los aviones eSTOL, pequeños, asequibles e independientes de la pista de aterrizaje, también podrían aliviar la demanda de plataformas de ala fija y helicópteros más grandes, poco numerosas y de alto rendimiento en un entorno logístico competitivo.
«Las tecnologías eSTOL de Electra aumentan el número de lugares de aterrizaje disponibles en órdenes de magnitud en relación con los aviones tradicionales de ala fija, al tiempo que proporcionan mayores velocidades de crucero, menores costes y menos ruido que las soluciones de sustentación vertical. Estos primeros vuelos desde un campo demuestran los inicios de esta sólida capacidad que seguiremos desarrollando», declaró JP Stewart, Vicepresidente y Director General de Electra.
Además de las operaciones sobre hierba, la campaña de pruebas incluyó la recogida de datos acústicos para validar las capacidades de bajo ruido de las tecnologías eSTOL. El avión logró operaciones silenciosas por debajo de 55 decibelios a 500 pies de sobrevuelo, un nivel de sonido comparable al de una conversación humana. A las altitudes de crucero habituales, el avión será inaudible por encima del ruido de fondo. A medida que avance el programa de pruebas, los vuelos posteriores se realizarán en zonas aún más accidentadas y confinadas.
Electra está desarrollando el avión de producción que transportará 9 pasajeros o 2500 libras de carga (762kg) hasta 500 millas (805km) sin dejar de ofrecer las capacidades STOL, de operaciones austeras y de bajo ruido. La certificación de la aeronave y su entrada en servicio comercial según la normativa FAA Part 23 está prevista para 2028.
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.
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.
El 26 de junio os presentábamos el XRQ-73, un ala volante que estaba siendo desarrollada para DARPA por varios contratisas, siendo el principal Northrop Grumman quien, precisamente, acaba de publicar una nota de prensa con la primera foto real del aparato.
La foto del ala volante se puede descargar en HD de aquí.
SHEPARD es un programa experimental que aprovecha la arquitectura de propulsión híbrida eléctrica y algunas de las tecnologías de componentes del proyecto anterior Great Horned Owl de AFRL y IARPA. Además el programa, para reducir riesgos de desarrollo y acortar tiempos, pretende reutilizar todas las tecnologías ya conocidas y disponibles o desarrolladas para otros programas de DARPA, integrándolos para desarrollar un vehículo nuevo.
Evolución desde el programa anterior XRQ-72A a XRQ-73
Más allá de que la propulsión es híbrida-eléctrica, como un «Prius con alas», no han trascendido más detalles de la misma. Sí se sabe que su predecesor contaba con un par de motores que actuaban como generadores y que movían cuatro motores situados sobre el ala, lo que hacía que el diseño no tuviera nada de furtivo, aunque las hélices entubadas sí sugieren un diseño silencioso.
El contratista principal para SHEPARD es Northrop Grumman Corporation. Scaled Composites, es un proveedor importante, junto con Cornerstone Research Group, Brayton Energy, PC Krause and Associates y EaglePicher Technologies.
La presencia de los contratistas garantizan el uso extensivo de materiales compuestos, así como larga experiencia en alas volantes.
El equipo de DARPA incluye miembros del Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea (AFRL), la Oficina de Investigación Naval (ONR) y nuestros combatientes.
Se espera que el avión XRQ-73, clasificado como un UAS de Grupo 3 con un peso aproximado de 1,250 libras (567.5kg), realice su primer vuelo a finales de 2024.
Nota de prensa de Grumman
REDONDO BEACH, California – 10 de julio de 2024 – Northrop Grumman Corporation (NYSE: NOC) ha anunciado el diseño y la construcción del Series Hybrid Electric Propulsion AiRcraft Demonstration (SHEPARD). El sistema aéreo no tripulado desarrollado para DARPA recibió recientemente la designación oficial de XRQ-73.
Construido en colaboración con Scaled Composites, una filial de Northrop Grumman, el SHEPARD XRQ-73 es un programa «X-prime» de DARPA que aprovecha la arquitectura híbrida eléctrica y las tecnologías de componentes para madurar rápidamente un nuevo diseño de aeronave centrado en misiones con arquitectura de propulsión y clase de potencia para el Departamento de Defensa.
El programa de demostración de propulsión de aeronaves híbridas eléctricas conocido como SHEPARD ha recibido su designación oficial de avión experimental: XRQ-73.
SHEPARD es un programa experimental que aprovecha la arquitectura de propulsión híbrida eléctrica y algunas de las tecnologías de componentes del proyecto anterior Great Horned Owl de AFRL y IARPA. Además el programa, para reducir riesgos de desarrollo y acortar tiempos, pretende reutilizar todas las tecnologías ya conocidas y disponibles o desarrolladas para otros programas de DARPA, integrándolos para desarrollar un vehículo nuevo.
Evolución desde el programa anterior XRQ-72A a XRQ-73
El diseño es de ala volante, muy similar a los ya conocidos, con puntas de plano con un diedro marcadamente distinto al del resto del ala, posiblemente para mejorar estabilidad y control. Aunque en una imagen más antigua, sobre estas líneas, cuenta con cuatro entradas de aire (o una grande con muchos dientes de sierra), mientras que la última imagen de la nota de prensa más reciente, la primera de esta entrada, muestra dos tomas de aire claramente diferenciadas.
Más allá de que la propulsión es híbrida-eléctrica, como un «Prius con alas», no han trascendido más detalles de la misma. Sí se sabe que su predecesor contaba con un par de motores que actuaban como generadores y que movían cuatro motores situados sobre el ala, lo que hacía que el diseño no tuviera nada de furtivo, aunque las hélices entubadas sí sugieren un diseño silencioso.
El contratista principal para SHEPARD es Northrop Grumman Corporation. Scaled Composites, es un proveedor importante, junto con Cornerstone Research Group, Brayton Energy, PC Krause and Associates y EaglePicher Technologies.
La presencia de los contratistas garantizan el uso extensivo de materiales compuestos, así como larga experiencia en alas volantes.
El equipo de DARPA incluye miembros del Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea (AFRL), la Oficina de Investigación Naval (ONR) y nuestros combatientes.
Se espera que el avión XRQ-73, clasificado como un UAS de Grupo 3 con un peso aproximado de 1,250 libras (567.5kg), realice su primer vuelo a finales de 2024.
Ecopulse, es un avión Daher modificado para contar con motopropulsión híbrida y distribuida
La aviación eléctrica y la híbrida vienen apareciendo con cierta frecuencia en estas páginas desde hace unos años. En este caso se trata de un prototipo fabricado por Airbus, Daher y Safran, sobre un avión turbohélice de Daher.
Cuenta con un turbohélice tradicional, más seis motores distribuidos a lo largo de la envergadura del ala y una batería de gran capacidad. La distribución de los motores en el ala recuerda a la que han usado en el Antonov 2, o en la Cub híbrida-eléctrica.
La instalación de hélices en el borde marginal nos hace sospechar que también desean ensayar a contrarrestar el torbellino de punta de ala, reduciendo así la resistencia aerodinámica. La nota de prensa nos deja ver otra utilidad que van a ensayar en esta aeronave, que es el control de la misma mediante el empuje asimétrico de los motores. Esto puede favorecer un menor consumo, pues no sería necesario «pisar pedal» para contrarrestar el par del motor, manteniendo así el estabilizador y el timón de dirección sin deflectar, reduciendo la resistencia aerodinámica del conjunto durante el vuelo. Adicionalmente, si permitiera un control efectivo de la aeronave podría, a su vez, permitir desarrollar superficies de control más pequeñas, reduciendo a su vez aún más la resistencia aerodinámica.
También va a permitir ensayar en sí el concepto de propulsión híbrida, aunque Airbus ya tiene experiencia en ello.
En este primer vuelo, el despegue se ha realizado con el motor turbohélice. Los motores eléctricos no se han encendido hasta encontrarse a una altitud de vuelo de seguridad, como es de esperar en estos primeros ensayos, donde se comienza probando el encendido y apagado de los motores, su alimentación y otros parámetros relacionados con la seguridad. En siguientes ensayos se espera que realicen los despegues con todos los motores en marcha.
Por lo pronto el avión ha realizado su primer vuelo, esperaremos impacientes los resutlados de la campaña de ensayos.
Detalle del ala, con la propulsión distribuida y las lanas que permiten observar el comportamiento del aire
El demostrador EcoPulse realiza su primer vuelo con las baterías a bordo.
EcoPulse es un avión demostrador de propulsión híbrida distribuida desarrollado en colaboración por Airbus, Daher y Safran. Diseñado para aprender y perfeccionar los componentes tecnológicos de los sistemas de propulsión híbrido-eléctrica para aviones futuros, EcoPulse alcanzó un hito cuando el demostrador despegó en su primer vuelo de prueba.
Después de un par de años viajando regularmente entre Tarbes y Toulouse para supervisar el desarrollo de EcoPulse, el líder del proyecto, William Llobregat, se encontró de nuevo en el lugar en noviembre de 2023 con su equipo y los de Daher y Safran. ¿La ocasión? El primer vuelo de prueba de EcoPulse. «Este proyecto se lanzó en 2019», dice Llobregat, un arquitecto de propulsión de próxima generación. «Es realmente emocionante haber llegado a la etapa concreta del proyecto donde estamos probando en vuelo las tecnologías que hemos desarrollado».
El primer vuelo marca el comienzo de una campaña de pruebas de vuelo de ocho meses de los sistemas de propulsión híbrido distribuido y las tecnologías asociadas, dirigida por Daher. Un sistema de propulsión híbrido-eléctrico combina una batería de alta tensión con una turbomáquina equipada con un generador eléctrico, y el aspecto distribuido significa que hay múltiples «módulos» de propulsión distribuidos a lo largo de las alas.
La hibridación es un área de inversión importante para Airbus, ya que las estimaciones muestran que podría reducir la huella ambiental de una aeronave hasta en un 5%. El primer vuelo de EcoPulse, con el sistema de propulsión híbrido funcional a bordo, marca así un paso importante y concreto en el avance de la hoja de ruta de electrificación de la compañía.
Un hito para el vuelo híbrido-eléctrico
EcoPulse despegó para su vuelo de prueba inaugural desde el pintoresco Aeropuerto de Tarbes-Lourdes-Pyrénées, ubicado al pie de la cordillera de los Pirineos en el suroeste de Francia. Dos pilotos de ensayos de Daher estaban a bordo del demostrador, un avión turbohélice modificado Daher TBM 900. Mientras el despegue y el aterrizaje utilizaron el motor de propulsión tradicional, el sistema de propulsión híbrida se activó a altitud de crucero, donde los pilotos pasaron alrededor de 20 minutos realizando secuencias de pruebas en la batería mientras esta alimentaba el vuelo.
Todos los aspectos de los diferentes sistemas, desde la forma en que la aeronave responde hasta la forma en que se utilizan las fuentes de energía, fueron previamente simulados digitalmente y probados por los pilotos en tierra. Estos datos teóricos ahora pueden compararse con los datos reales de las pruebas de vuelo para ayudar a los equipos a mejorar y perfeccionar el simulador y mejorar el rendimiento de los diferentes componentes tecnológicos innovadores.
¿Qué componentes tecnológicos, podrías preguntar? Airbus, Daher y Safran dividieron las responsabilidades de desarrollar las diferentes tecnologías de EcoPulse en base a sus competencias complementarias. Las contribuciones de Airbus al demostrador son el desarrollo de la batería de alta densidad de energía que alimenta los propulsores; la integración aerodinámica y acústica del sistema de propulsión distribuido; y el desarrollo de un sistema informático de control de vuelo.
«Los demostradores tecnológicos como EcoPulse desempeñan un papel clave en el avance de la hoja de ruta de descarbonización de nuestra industria», dice Llobregat. «Los demostradores en sí no están destinados a entrar nunca en servicio, pero nos permiten evaluar, perfeccionar y validar tecnologías individuales que luego se pueden integrar en aviones futuros».
Airbus aporta su experiencia a componentes clave de EcoPulse.
De las tres principales contribuciones tecnológicas de Airbus, el sistema de batería puede ser el más innovador. Como las baterías de automóviles para vehículos eléctricos son demasiado pesadas y voluminosas para su uso en la industria aeroespacial, y las baterías ya utilizadas en aviones suelen ser de baja tensión, Airbus Defence and Space tuvo que diseñar a medida la batería de alta tensión de EcoPulse.
«El sistema de batería puede alcanzar 800 voltios de corriente continua y entregar hasta 350 kilovatios de potencia», dice Llobregat. «Estamos siendo pioneros con nuevos niveles de tensión para la industria aeroespacial y esperamos integrar esta tecnología en aviones comerciales en el futuro».
La batería es lo suficientemente potente como para impulsar hasta seis propulsores eléctricos.
Airbus también modificó la forma del avión para evaluar el impacto en el rendimiento de tener un sistema de propulsión distribuida.
«Tenemos fuentes de propulsión separadas y más pequeñas distribuidas en el ala. Esto significa que teóricamente podrías aumentar la fuerza de empuje solo en los motores exteriores o solo en los centrales. Luego podemos evaluar cómo estas diferencias afectan el rendimiento de vuelo, lo cual es información muy valiosa», explica Llobregat. «Utilizar el empuje asimétrico para controlar el avión es una tecnología totalmente nueva que solo es posible probar porque estamos utilizando un sistema eléctrico que tiene una mejor respuesta dinámica que los motores de combustible a reacción tradicionales».
La creación de un sistema informático de control de vuelo también fue responsabilidad de Airbus. El software vincula todos los sistemas de control de vuelo y los conecta a los motores eléctricos, monitorizando la propulsión.
Optimiza el empuje y minimiza el efecto de la resistencia en las puntas de las alas, y también tiene en cuenta una palanca de control adicional en la cabina, así como un botón de apagado de emergencia que devuelve inmediatamente el demostrador a un avión normal con un motor convencional.
El primer vuelo de prueba del demostrador EcoPulse con el sistema de batería a bordo Sentando las bases para el vuelo con batería
Las pruebas de vuelo del demostrador durarán hasta mediados de 2024 como máximo y comprenderán hasta 30 vuelos de prueba. ¿El objetivo final de los equipos involucrados? Que cada empresa logre sus respectivos objetivos al finalizar el proyecto. «Esta asociación entre Airbus, Daher y Safran, tres empresas francesas, funcionó tan bien porque se basó en nuestra ambición común de allanar el camino hacia la descarbonización de la industria aeroespacial europea», dice Llobregat. Como uno de los principales objetivos del proyecto de Airbus era probar una nueva configuración de batería de alta tensión en vuelo, la campaña de pruebas es el emocionante resultado de cuatro años de trabajo.
Sin embargo, el desarrollo del sistema de batería se remonta aún más atrás, con la batería EcoPulse beneficiándose de varios años de investigación y prototipado previos en Airbus y Airbus Helicopters.
Las pruebas de vuelo de este sistema de batería de última generación, ligero y compacto, con alta tensión y densidad de energía, proporcionarán datos valiosos para respaldar el objetivo de Airbus de aplicar sistemas de propulsión híbrida en futuros aviones o helicópteros.
¡Si bien EcoPulse puede ser una aeronave pequeña, su impacto potencial en la industria de la aviación es enorme!
