Por qué los motores de los aviones son tan grandes, y los eVTOL tan ineficientes

Parecen dos temas totalmente independientes, pero en el fondo están íntimamente relacionados, y todos se pueden explicar con la misma simplificación matemática de cómo funciona un grupo moto-propulsor de una aeronave.

Una de las teorías más sencillas de cómo se produce el empuje en un avión, sea de motor de pistón más hélice, sea un motor a reacción, sea un turbofan, es la teoría de la cantidad de movimiento.

En esta teoría, se reemplaza todo el grupo  motopropulsor por un «disco» que tiene el área de la hélice, o del fan, y que proporciona al aire «aguas arriba» un salto de velocidad y un incremento de presión, lo que genera un empuje.

De esta manera nos permite expresar el empuje obtenido y el rendimiento del grupo motopropulsor de formas muy sencillas.

La teoría tomta tantas hipótesis tan imposibles de cumplir en la realidad, que hace que sea una teoría poco representativa de la realidad. Sin emabargo es MUY simple, y nos da una cota superior del rendimiento del grupo motopropulsor. Esta cota superior del rendimiento sería el rendimiento teórico máximo. Por eso nos permite comparar de forma sencilla y rápida distintas configuraciones, y sabemos que si una configuración es mala con esta teoría —que es en exceso benévola—, en la realidad la configuración será malísima.

No vamos a entrar a desarrollarla, puesto que hay muchos apuntes en internet que la explican, incluso en la Wikipedia, y  nos vamos a quedar sólo con las ecuaciones que nos interesan, la de la tracción generada por el grupo motopropulsor (T), y la del rendimiento (potencia util/potencia generada).

T=2·ro·S·(V+vi)·vi

Siendo T la tracción, ro la densidad del aire, S la superficie del disco, V la velocidad de la corriente libre y vi la velocidad que se induce al aire en el disco.

De la primera deducimos que:

  • Cuanta más densidad de aire, mejor (y por tanto tendremos problemas los días de mucho calor o a gran altitud no solo porque el término de la densidad del aire aparece en la expresión de la sustentación, sino porque también aparece en el de la tracción).
  • Cuanto más grande sea el disco de la hélice (o del fan), más tracción tenemos. Pero esto nos limitará la velocidad en aviones de hélice muy rápidos, al alcanzar antes la velocidad supersónica en punta de pala que en una hélice de menor radio.
  • Cuanto mayor es el salto de velocidades antes del disco y después del disco, más tracción tenemos también.

R=1/(1+(vi/V))

Y ahora vamos a por la ecuación del rendimiento. Lo que nos dice es que cuanto mayor sea el salto de velocidades entre la corriente libre (o aguas arriba) y la velocidad que se imprime al aire en el disco, menor será el rendimiento.

Así que para conseguir mucho empuje con un gran rendimiento, hay que mover mucha cantidad de aire (disco con superficie muy grande), dándole un salto de velocidad lo más pequeño posible.

Así pues…

  • Los aviones de hélice que vuelan relativamente lentos tendrán palas de hélices largas (pero cuanto más rapido tenga que volar el avión, más habrá que recortar la pala)
  • Los aviones de turbofan procuran dar un salto pequeño de velocidad a mucha cantidad de aire, con motores de muy alto índice de derivación
  • En tamaño radio control, un helicóptero será más eficiente que un multicóptero, que suelen tener muchas hélices pero pequeñas y su área total rara vez alcanza la del helicóptero de misma masa.
  • Todos los eVTOL que han optado por configuraciones con un disco pequeño (o suma de discos pequeños, porque casi todos usan mútiples hélices pequeñas) serán mucho menos eficientes que cualquier ala rotatoria tradicional, sea helicóptero sea autogiro
Ya archi-conocida imagen explicando cómo varía la eficiencia del un VTOL volando a punto fijo en función de la carga del disco, proveniente del libro de la NASA: The History of the XV-15 Tilt Rotor Research Aircraft: From Concept to Flight (PDF)

Y, dicho sea de paso, esto también explica por qué los resultados sobre viento producido aguas abajo de los rotores de los eVTOL medidos por la FAA, calculados por la CAA  y esperados por la EASA sean incluso mayores que en los  helicópteros.

La FAA ha medido la estela de tres eVTOL: el viento generado es cercano al del huracán

Como parte del esfuerzo de la Administración Federal de Aviación (FAA) para establecer directrices de diseño de vertipuertos para instalaciones destinadas a aceptar aeronaves de movilidad aérea urbana, eVTOLs, y helicópteros de clase especial, es cada vez más importante determinar los factores de riesgo relacionados con su operación y cómo mitigarlos.

El flujo de aire generado por los rotores/propulsores de la aeronave durante el despegue y aterrizaje, conocido como DWOW, siglas de DownWash and OutWash, puede representar riesgos significativos para las personas y la propiedad en las cercanías de las operaciones de la aeronave. El downwash es el flujo vertical y descendente de aire producido por los rotores/propulsores, mientras que el outwash es el flujo lateral, radial y hacia afuera que ocurre cuando el aire descendente es deflectado al entrar en contacto con la superficie de aterrizaje.

Los impactos negativos de DWOW pueden verse exacerbados en ubicaciones de vertipuertos en áreas urbanas donde se proponen operaciones de alto volumen y alto ritmo debido a las densas poblaciones y el mayor tráfico en esas áreas. Sin embargo, la investigación actual sobre los efectos y la mitigación de DWOW es limitada. Este informe (Electric Vertical Takeoff and Landing (eVTOL) Downwash and Outwash Surveys) describe la recolección y análisis de datos de DWOW de aeronaves VTOL y la necesidad de mitigar los riesgos asociados.

La forma más confiable de obtener datos de DWOW de eVTOL es a través de ensayos de aeronaves a escala real. Esta investigación midió el DWOW de tres prototipos de aeronaves eVTOL, no identificados, para determinar su velocidad máxima en varias ubicaciones de un vertipuerto.

Se utilizó una red de sensores a nivel del suelo y una red vertical de anemómetros tridimensionales para recopilar las velocidades del viento. Los ensayos se realizaron en diferentes momentos y ubicaciones, y se llevaron a cabo bajo condiciones meteorológicas visuales diurnas. Los pilotos de las aeronaves realizaron varias maniobras preestablecidas y características de la operación normal de estas aeronaves (aproximaciones, vuelos a punto fijo…) dentro de los límites establecidos para ellas en este tipo de «helipuerto especial». Sin embargo, la FAA señala: “En el momento de las pruebas, los perfiles de vuelo de las aeronaves estaban limitados debido a la naturaleza experimental de las aeronaves y su etapa temprana de desarrollo”.

Las tres aeronaves estudiadas, todas prototipos de aeronaves en desarrollo, variaban en configuración, número de sistemas de propulsión, palas por unidad de propulsión y peso máximo de despegue, siendo este siempre inferior a 6500 libras (2950 kg). Solo uno de los tres fue pilotado a bordo, mientras que los otros dos fueron operados remotamente.

El análisis de los resultados incluyó velocidades instantáneas máximas, medias en movimiento y desviaciones estándar en movimiento basadas en un período de tiempo de 3 segundos, y un percentil 95 en movimiento durante 3 segundos. Las mediciones fueron comparadas con modelados y simulaciones del método de partículas vórtices viscosos, cuando fue posible.

“El flujo de aire descendente y de salida (DWOW) de los aviones eVTOL puede representar riesgos significativos para las personas y la propiedad y debe ser tenido en cuenta en el diseño de los vertipuertos”, señala la FAA.

Utilizando tres prototipos de aeronaves eVTOL no identificadas proporcionadas por sus fabricantes, el estudio de la FAA encontró que la velocidad máxima instantánea del flujo de aire generado por los rotores o propulsores fue de casi 100 mph (86 kt/160 km/h) a una distancia de 41 pies (12 m) del centro del área de despegue y aterrizaje.

Incluso a 100 pies (30.5 m) del centro del área de despegue, se registraron velocidades de 60 mph (100km/h), agrega la FAA, y la velocidad más alta en el percentil 95 en un período de tres segundos fue de 84 mph (135 km/h) a 23 pies (7 m) del centro. Los datos del percentil 95 en movimiento para uno de los tres eVTOLs – un modelo pilotado remotamente – muestran una cifra de casi 64 mph (103 km/h) a 126 pies (38.5 m) del centro del área de despegue.

El informe, para una mejor comprensión de los resultados, los compara con la escala de Beaufort.

La guía de la FAA indica que la mayoría de los accidentes relacionados con estos vientos causados por el rotor pueden evitarse si se mantienen distancias de seguridad tales en las que el viento causado por el rotor sea de 30-40kt (55.5-74 km/h). Así pues, El DWOW de las aeronaves eVTOL en el área de seguridad definida en la guía para el diseño de vertipuertos, y más allá, supera la mayoría de los umbrales de seguridad de velocidad contrados en la guía de la FAA, afirma el informe.

El flujo de alta velocidad de DWOW generado por las aeronaves eVTOL podría fácilmente ir más allá del área de seguridad de un vertipuerto, crear riesgos de seguridad para personas, aeronaves, equipos e infraestructura, tanto dentro como fuera del sitio.

Los fabricantes de eVTOL proponen operaciones eVTOL de alto volumen y alta frecuencia en áreas urbanas, lo que tiene un mayor potencial de impactar a los transeúntes con DWOW que los helicópteros tradicionales en helipuertos

Los resultados sugieren que el deseo de la industria de eVTOL de establecer áreas de aterrizaje en estructuras existentes, como garajes o cubiertas de algunos edificios, es poco probable que sea factible.

El estudio de la FAA respalda una investigación previa realizada por la Autoridad de Aviación Civil del Reino Unido, en la que se utilizaron técnicas computacionales avanzadas para predecir velocidades de aire muy similares en la salida a las que se midieron. Y también son similares a las que esperan en Europa, a la vista de las zonas de seguridad definidas y la velocidad del aire que deben soportar, según Prototype Technical Design Specifications for Vertiports.

Los nuevos diseños de rotores múltiples y las complejidades de las interacciones entre estela a estela, estela a fuselaje y estela al suelo – que también variaban con la velocidad, el rumbo y la altitud – resultaron en “campos de flujo de DWOW no uniformes y de alta velocidad que pueden fácilmente ir más allá del área de seguridad de un vertipuerto”, dice, lo que justifica más investigación.

En un entorno real, esos campos de flujo también podrían verse impactados por estructuras en el suelo que no estaban presentes en el estudio.

Adicionalmente, cabe reflexionar acerca del ruido real que van a generar esos vientos. Una segunda derivada a tener en cuenta es que se han propuesto drones de tamaño similar a estos eVTOL para combatir incendios en edificios, pero si los vientos generados son de esta magnitud, podría no tener ningún sentido su desarrollo.

[Vídeos] Volocopter estrena su eVTOL en Versalles, sin pasajeros, el último día de los Juegos Olímpicos

Volocopter en el Trianón de Versalles, en el mismo punto desde donde despegó el primer Montgolfier

Dice el refranero español que a falta de pan, buenas son tortas. Y algo así han debido pensar los de Volocopter. Aquello de los taxis voladores autónomos llevando a los espectadores a los Juegos Olímpicos de París, con sus rotores movidos por motores eléctricos zumbando sobre el paisaje urbano marcando el comienzo de lo que llaman la nueva movilidad urbana o la movilidad aérea urbana, ha quedado en un vuelo sin pasajeros, pero con equipaje.

El director general de Aeropuertos de París, Augustin de Romanet, dijo el jueves que no se había conseguido la certificación de la Agencia Europea de Seguridad Aérea (EASA) a tiempo para los Juegos, así que nada de vuelos comerciales. Eso sí, el domingo 11 de agosto se realizó un vuelo de prueba, marcando el último día de los Juegos Olímpicos de 2024 con una demostración al amanecer sobre los resplandecientes terrenos del palacio de Versalles, despegando desde el mismo punto que lo hiciera el globo de Montgolfier en 1783, frente a las cinco rutas olímpicas, incluido un aterrizaje en una plataforma en el río Sena.

Dirk Hoke, CEO de la compañía, esperaba que el presidente francés Emmanuel Macron fuera su primer pasajero. Nosotros, ya sabéis, no somos tan optimistas.

Volocoper

Vídeo: Electra.Aero realiza su primer despegue corto desde una pista «no preparada»

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».

El prototipo es biplaza. Sin embargo, el objetivo de Electra son las aeronaves para vuelos regionales de entre 80 y 800km, aunque las contempla como de doble uso, y las ve muy atractivas para el mercado militar. Y a los militares también les interesa estudiar su uso, como demuestra el contrato de 1.6 millones de dólares que firmaron en abril con el US Army.

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.

La configuración recuerda a la del, ya cancelado por la NASAX-57, al An-2 con nueve motores o al ala soplada de Cub Crafters. Las ventajas son las mismas. Al forzar la circulación sobre el ala aumenta mucho la sustentación y por tanto permite realizar vuelos muy lentos, despegando y aterrizando en espacios confinados y en distancias muy cortas.

Vamos con la nota de prensa

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.

A medida que se acerca la certificación, los eVTOL se enfrentan a un creciente escepticismo

  • Tras la oleada inicial, escasean las inversiones
  • Los conceptos híbrido y eCTOL podrían superar los inconvenientes del eVTOL

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 certificarpeligrosas en su operación urbana… La 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:

  1. El mejor transporte público eléctrico para una ciudad es el metro/ferrocarril urbano
  2. 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 es que igual, al final, todo aquello de las tecnologías disruptivas no era más que una fanfarronada.

En esta ocasión, un medio especializado como es Aviation Week ha hecho un análisis desde un punto de vista económico y de inversiones, que es el que como técnicos menos controlamos, que nos parece bastante creíble —y viene a decir lo mismo que venimos diciendo años—, y nos gustaría compartirlo con vosotros. Os lo traducimos debajo.

A medida que se acerca la certificación, las start-up de eVTOL se enfrentan a un creciente escepticismo.

A medida que el sector de la movilidad aérea avanzada avanza hacia la homologación de los primeros taxis aéreos eléctricos de despegue y aterrizaje vertical, crece el escepticismo sobre la viabilidad comercial a corto plazo de esta nueva clase de vehículos.

Muchas de las promesas y proyecciones realizadas en las presentaciones a inversores hace varios años han resultado ser tremendamente optimistas. Los plazos se han desplazado a la derecha, los costes de los vehículos y de explotación se han revisado al alza y, en algunos casos, las especificaciones de rendimiento se han desplazado a la baja. Todo esto se refleja en un panorama de inversión que prácticamente se ha agotado, con muy poco dinero nuevo entrando en la industria procedente de mercados de capital públicos o privados.

El cambio de actitud del mercado se refleja en las escasas cotizaciones de las acciones de los fabricantes de sistemas eléctricos de despegue y aterrizaje vertical (eVTOL) que salieron a bolsa en 2021. Lilium y Vertical Aerospace —ambas con dificultades financieras— llevan meses por debajo del dólar, con una caída de más del 90% respecto a sus precios de salida a bolsa. A Archer Aviation, Eve Air Mobility y Joby Aviation les ha ido algo mejor, cotizando entre 3 y 5 dólares a finales de junio, pero en todos los casos los inversores se enfrentan a grandes pérdidas sobre el papel.

En consecuencia, pocos inversores están dispuestos a invertir en movilidad aérea avanzada. Si bien las empresas emergentes que ya han salido a bolsa han tenido cierto éxito recaudando dinero de los accionistas existentes, la situación plantea un serio desafío para multitud de empresas que se perdieron la oleada de inversión inicial.

La pregunta que me hago es si este mercado se va a corregir en exceso. Es decepcionante. He hablado con mucha gente que estaba entusiasmada con eVTOL, y ahora no quieren tocar la aviación. . . . Mi temor es que este apogeo de financiación e innovación, que el sector ha vivido durante la última media década más o menos, podría agotarse si la industria juega mal sus cartas.

Kevin Noertker, cofundador y consejero delegado de Ampaire, empresa de propulsión híbrida

Con el sentimiento del mercado agriado por los eVTOL, algunos actores de la industria esperan que la atención se traslade a tecnologías como la propulsión híbrida y los vehículos eléctricos convencionales de despegue y aterrizaje (eCTOL) —aeronaves de ala fija—, que podrían ofrecer un caso de negocio más viable a corto plazo. La propulsión híbrida puede lograr una autonomía muy superior a la de los eléctricos de batería y permitir verdaderos servicios de movilidad aérea regional. Del mismo modo, los eCTOL pueden ofrecer las reducciones de ruido y emisiones de los eVTOL, pero con un argumento comercial probado y menos obstáculos en términos de espacio aéreo, infraestructura y normativa.

Un tema clave del escepticismo son las limitadas capacidades de las baterías existentes, así como su lento ritmo de mejora.

Cuando se empieza a hacer algo comercial, es imposible hacerlo sólo con propulsión eléctrica porque la autonomía será demasiado baja. ¿De verdad la gente se va a gastar 5 o 6 millones de euros [5,4 o 6,4 millones de dólares] por un avión que le va a transportar 50 km [31 mi.]? Creo que es una propuesta comercial muy mala.

Jean Botti, cofundador y director técnico de la empresa francesa VoltAero

Jean-Christophe Lambert, un antiguo ingeniero que participó en el proyecto de avión eléctrico E-Fan de Airbus y que ahora dirige Ascendance Flight Technologies, otra startup francesa de eVTOL híbridos, se hizo eco de esos sentimientos.

Cruzamos el Canal de la Mancha en 2015 con nuestro E-Fan [Airbus], y hoy, en 2024, nuestras baterías sólo han mejorado en torno a un 20% desde entonces, por lo que el ritmo de mejora ni siquiera se acerca a lo que necesitamos. Un kg [2,2 lb.] de combustible equivale a 15-25 kg de baterías, así que si tienes 100 kg de combustible, necesitas 5 toneladas de baterías. Lo que se necesita es un aumento del 2500% de la densidad energética, pero sólo estamos mejorando un 5% más o menos cada pocos años. Así que no es sólo cuestión de tiempo: no ocurrirá pronto. Las baterías por sí solas no van a ser una forma escalable de descarbonizar la aviación.

Jean-Christophe Lambert

Los retos a los que se enfrenta la aviación con baterías eléctricas son innumerables. Los requisitos de reservas obligatorias de las operaciones comerciales mermarán la ya escasa autonomía operativa de los eVTOL, lo que restringirá aún más su uso. Otros problemas, como el funcionamiento a temperaturas extremadamente cálidas —Archer y Joby tienen previsto poner en marcha servicios el año que viene en los Emiratos Árabes Unidos— entrañan riesgos de degradación de las baterías. La carga requiere acceso a electricidad verde e infraestructuras específicas, que pueden no estar disponibles en los aeropuertos más pequeños. Además, la carga entre viajes aumenta el tiempo de espera, lo que pone en peligro la utilización prometida de la que dependen los modelos de negocio de movilidad aérea urbana.

Por estas razones, Electra.aero, con sede en Manassas (Virginia), se ha centrado en el desarrollo de un avión híbrido eléctrico de despegue y aterrizaje cortos (eSTOL) que requiere una infraestructura terrestre mínima y puede realizar misiones regionales útiles de hasta 500 millas náuticas, el doble del alcance prometido por Eviation, que está desarrollando un avión totalmente eléctrico para nueve pasajeros.

Si sólo se utilizan baterías, la autonomía es muy reducida. Con un avión de sólo baterías, estás hablando de 50-100 millas en el extremo superior antes de que el avión empiece a complicarse enormemente. Pero si se utiliza el sistema híbrido de turbina, se puede tener una turbina del tamaño adecuado para la velocidad de crucero y utilizar las baterías para el impulso adicional que se necesita en el despegue y el aterrizaje, o en una situación de emergencia si falla la turbina. . . . Es mucho más eficiente que depender únicamente de las baterías. Nuestra filosofía es conservadora. Construir aviones y crear un mercado al mismo tiempo es muy arriesgado. Nosotros no lo hacemos. Empezamos construyendo el avión para un mercado conocido, que tiene una capacidad que facilitará futuros mercados.

J.P. Stewart, Vicepresidente y Director General de Electra

Aunque un sistema de propulsión híbrido no tiene las mismas reducciones de emisiones y ruido que un avión totalmente eléctrico, Stewart afirma que el ahorro en ambos sigue siendo significativo, con una reducción del 30% de las emisiones respecto a aviones convencionales de tamaño similar y «reducciones significativas» de los niveles de ruido. Al mismo tiempo, señala que los costes de explotación son un 70% inferiores a los de los diseños eVTOL.

Además de centrarse en la propulsión híbrida, algunas empresas emergentes se preguntan si las aeronaves eVTOL -incluidos los diseños tiltrotor, multicóptero y lift-plus-cruise- son demasiado complejas y costosas de certificar y mantener en comparación con los conceptos de aeronaves más tradicionales. Las empresas que desarrollan eCTOL eléctricos e híbridos, como Eviation, Heart Aerospace y Electra.aero, entre otras, consideran que electrificar aeronaves con configuración clásica de fuselaje en forma de tubo y ala fija utilizando pistas de aeropuertos existentes es una vía más rápida para descarbonizar la aviación.

Otras startups, como Ampaire, Dovetail Electric Aviation y ZeroAvia, van más allá y se centran en el desarrollo de sistemas de propulsión que puedan instalarse mediante suplemento de certificado de tipo en aviones pequeños ya existentes, una estrategia que pretende ser más económica y pragmática que la certificación de un eCTOL desde cero.

Andre Borschberg, cofundador y presidente ejecutivo de H55, una start-up suiza que desarrolla sistemas de propulsión eléctrica para pequeños aviones regionales y entrenadores, afirma que las start-ups de eVTOL han restado importancia al reto de certificar un avión eVTOL, al tiempo que han perdido de vista la importancia crítica de lograr una comercialización a corto plazo para ampliar el sector.

Somos muy selectivos con los grupos con los que trabajamos, favoreciendo los proyectos que tienen posibilidades de certificarse más rápidamente —su empresa está involucrada en electrificar el entrenador Bristell B23, el Piper Archer, el De Havilland Canada Dash 8 y el De Havilland Canada Beaver—.

Si tuviera que clasificarlos [por orden de probabilidad de comercialización], diría que en primer lugar están la aviación ligera y la aviación de ala fija que utilizan diseños existentes, aunque no estén totalmente optimizados, después vendrían los nuevos diseños, pero de ala fija -por ejemplo, soluciones de propulsión distribuida tipo eSTOL- y, por último, los eVTOL, que tardarán mucho más en despegar. Así es como creemos que acabará evolucionando el sector».

Andre Borschberg, cofundador y presidente ejecutivo de H55

Kevin Noertker, de Ampaire, que desarrolla sistemas de propulsión híbridos para pequeños aviones regionales como el Cessna Caravan, se muestra igualmente escéptico sobre las oportunidades de mercado a corto plazo de los eVTOL. Noertker advierte de que la creciente desilusión entre los inversores significa que incluso las startups que se fijan objetivos pragmáticos tendrán dificultades para recaudar el efectivo necesario para financiar sus programas.

Por eso nos centramos en desarrollar algo no especulativo. No estamos construyendo un avión nuevo, sino un sistema de propulsión. Y en lugar de optar por un sistema totalmente eléctrico o de hidrógeno, que plantea fenomenales problemas de infraestructura y una economía cuestionable, nos decantamos por un híbrido eléctrico.

Se recaudaron miles de millones de dólares sobre la base de compromisos explícitos o implícitos sobre el tamaño del mercado, los plazos y la economía. Ahora estamos viendo las repercusiones y, por desgracia, está afectando a todo el sector

Kevin Noertker, de Ampaire