Rolls-Royce y easyJet han confirmado hoy, mediante nota de prensa, que han establecido un nuevo hito en la aviación realizando las primeras pruebas modernas con hidrógeno en un motor a reacción.
La prueba se llevó a cabo al aire libre en una instalación de ensayos del ministerio de defensa británico en Boscombe Down, utilizando un motor adaptado, el turbohélice Rolls-Royce AE 2100-A.
Tras el análisis de esta primera prueba de concepto en tierra, la asociación planea una serie de pruebas adicionales que conduzcan a una prueba en tierra a gran escala de un motor a reacción Rolls-Royce Pearl 15.
Ambas compañías se han propuesto demostrar que el hidrógeno puede suministrar energía de manera segura y eficiente a los motores de aviación civil y ya están planeando una segunda serie de pruebas, con la ambición a más largo plazo de realizar pruebas de vuelo.
La asociación está inspirada en la campaña global Race to Zero respaldada por la ONU a la que ambas compañías se han suscrito, comprometiéndose a lograr cero emisiones netas de carbono para 2050.
Los generadores de torbellinos, en inglés vortex generator, o VG, son unos dispositivos que se pegan en el borde de ataque para asegurarse de que la capa límite no se desprende. Hablamos de ellos detenidamente cuando hablamos de hipersustentadores, por eso sólo os resumimos cómo funciona.
La capa límite laminar tiene menos energía que la turbulenta, por ello se desprende antes del perfil, y éste entra en pérdida antes. Por eso, durante las fases de vuelo lento (despegue y aterrizaje) conviene asegurarse de que la capa límite queda adherida al ala, tanto por retrasar la pérdida como para asegurar un buen mando aerodinámico.
Sin embargo, una vez en crucero, la capa límite laminar ofrece la ventaja de tener una menor resistencia aerodinámica que la turbulenta. Por eso, una vez en crucero, los generadores de torbellinos «estorban», puesto que sólo sirven para generar más resistencia aerodinámica.
¿Y si los hicieran retráctiles? De este modo podrían ser beneficiosos en despegue y aterrizaje y no estorbar en vuelo. Esto se traduce en menor consumo de combustible en vuelo, esto es menos gasto para las aerolíneas, y hoy día se lee «es más verde».
Y ese es el estudio que están realizando Boeing y la NASA sobre el Ecodemostrator. Han montado sobre el avión de ensayos de Boeing los Shape Memory Alloy Reconfigurable Technology Vortex Generators, o SMART VG. Básicamente unos generadores de torbellinos retráctiles, gracias a una aleación con memoria.
Las aleaciones con memoria cambian su forma en función de excitaciones externas, bien sean corrientes eléctricas o bien temperaturas. NASA ha empleado una aleación llamada nitinol, que cambia su forma en función de la temperatura a la que está sometida. De este modo, y como en tierra siempre hace más calor que a la altitud de crucero, el muelle de nitinol actúa sobre los VG, que se despliegan o retraen en función de la temperatura. Y aunque se plantea como un procedimiento automático, nada impide poner un botón en cabina para poder controlar la temperatura de esta articulación y, por tanto, tener también control manual sobre los VG. De hecho, durante esta segunda campaña de ensayos, porque ya se probó el concepto en 2019, se han ensayado ambas configuraciones: la automática, y la que incorpora unas resistencias eléctricas para calentar los resortes de nitinol.
La Royal Air Force, Airbus, la agencia de Apoyo y Equipos de Defensa del Ministerio de Defensa del Reino Unido, la empresa británica de arrendamiento de aviones AirTanker y el fabricante de motores Rolls-Royce, con el combustible suministrado por Air BP, han llevado a cabo el primer vuelo del mundo 100 % con combustible de aviación sostenible (SAF) alimentando ambos motores utilizando un avión militar en servicio. También es el primer vuelo 100% SAF de cualquier tipo de avión realizado en el espacio aéreo del Reino Unido.
Voyager en Brize Norton, UK
El avión era la variante británica del MRTT, elVoyager. Despegó el miércoles sobre RAF Brize Norton en Oxfordshire, Inglaterra, propulsado completamente con combustible de aviación 100% sostenible en ambos motores, allanando el camino para una gama de posibilidades para el futuro de volar aviones militares.
Fieles a nuestro propósito de ‘ser pioneros en la industria aeroespacial’, hemos apoyado con mucho gusto a la Royal Air Force en este histórico vuelo de prueba con combustible sostenible. Felicito a nuestro cliente del Reino Unido por este logro que ayuda a allanar el camino para una reducción sostenible de las emisiones de carbono de nuestras flotas de aviones militares. Los ingenieros de Airbus han hecho una contribución significativa a esta misión de la RAF al proporcionar experiencia en el terreno en las últimas semanas y asegurar los permisos de vuelo militares necesarios del Ministerio de Defensa”.
Michael Schoellhorn, CEO de Airbus Defence and Space
El vuelo de 90 minutos, pilotado por un equipo combinado de prueba de vuelo de Airbus, la RAF y Rolls-Royce, replicó una salida de reabastecimiento de combustible aire-aire y fue presenciado por representantes senior de la RAF y de la industria.
La RAF dijo que demostró el potencial de su futura capacidad operativa, asegurando la capacidad de contribuir a la defensa del Reino Unido donde y cuando sea necesario.
Desde la perspectiva de la tripulación, la operación del SAF fue ‘transparente’, lo que significa que no se observaron diferencias operativas. El Plan de Pruebas fue exhaustivo y robusto y nos ha permitido comparar SAF con JET1 culminando en un vuelo sin una sola gota de combustible fósil. El trabajo en equipo fue un factor clave, armonizando la experiencia de Airbus, Rolls-Royce y la RAF. Nos sentimos muy orgullosos de ser una pequeña parte de este gran paso hacia la aviación sostenible”.
piloto de pruebas experimentales y capitán del vuelo Jesús Ruiz
El SAF o biocombustible avanzado de última generación no es un combustible de origen fósil, sino que viene de materiales como residuos de cocina, plantas, y otras fuentes que se consideran sostenibles y renovables. Ese caracter sostenible y renovable hace que en lugar de ser un ciclo abierto de consumo sea lo más parecido a un ciclo cerrado. Si queréis saber más sobre él, tenemos un artículo dedicado en exclusiva para él que explica los distintos tipos de SAF que existen, como se extraen, etc: SAF (Sustainable Aviation Fuel) SC (Sin Complejos) o ¿qué es el SAF?.
Vídeo de uno de los primeros vuelos del helicóptero eléctrico eR44
Si somos escépticos respecto a la aviación eléctrica, tanto más si ésta es de ala rotatoria. Hemos discutido en otras ocasiones acerca de la problemática de la baja densidad energética de las baterías y de los problemas para su recarga o incluso su cambio por otras en caliente. Aun así, entendemos que hay aplicaciones interesantes para este tipo de aeronaves, asumiendo que el alcance será relativamente limitado, más aún si tenemos en cuenta las reservas legales de autonomía, para poder desviarse a un alternativo en caso de problemas por ejemplo. Reduciéndose, por tanto, estas aplicaciones a aquellas en las que se realicen vuelos cortos entre puntos conocidos y concretos, donde les esperen con las baterías de recambio: uniones entre islas, traslados entre hospitales, o vuelos cortos entre aeródromos cercanos en regiones donde más vale un vuelo corto que muchas horas por caminos intransitables.
No obstante, el desarrollo del R44 eléctrico nos parece interesante por la aproximación que hacen, a través de un suplemento al certificado de tipo, en lugar de un desarrollo completo desde cero.
Tier 1 engineering ha optado por no desarrollar desde la nada un vehículo eléctrico, ahorrándose el tener que hacer el diseño completo y certificación de la célula, más el motor, baterías y sistemas de control, y se han centrado tan sólo en la parte eléctrica. Por ello han tomado una aeronave probada y fiable y han procedido a modificarla, electrificándola. Esta aproximación no sólo busca ahorrar costes y tiempos de desarrollo, sino que –en caso de que funcione y tenga éxito- puede venderse para reacondicionar muchos de los helicópteros que ya están en vuelo, abriendo un mercado entero basado en células ya existentes que se pueden comprar a un precio relativamente económico, de segunda mano.
El sistema promete un funcionamiento en cabina más silencioso que el tradicional de motor de combustión, así como reducir las vibraciones, y un mantenimiento mucho más sencillo, tanto por la reducción de vibraciones como por la simplificación del sistema motor respecto a los de combustión.
Tier 1 Engineering, en cooperación con su colaborador Lung Biotechnology PBC, ha anunciado que completó con éxito un vuelo de 39km entre el Aeropuerto Regional Jacqueline Cochran, cerca de Coachella, y el Aeropuerto Internacional de Palm Springs el 29 de octubre de 2022 a las 1100 PST, el primer vuelo en helicóptero entre aeródromos únicamente con energía eléctrica.
Glen Dromgoole, presidente de Tier 1 Engineering, dijo: “El progreso en el desarrollo de la propulsión totalmente eléctrica es similar a otros períodos de avance significativo en la aviación. Los primeros aviones volaban distancias cortas y muchas personas tenían miedo de viajar en las nuevas máquinas voladoras. Al comienzo de la era del jet, existía un escepticismo generalizado sobre la viabilidad comercial del nuevo motor de turbina. El vuelo histórico de hoy demuestra el potencial de los helicópteros totalmente eléctricos y estamos encantados con este logro”.
La ruta específica que se ha seguido durante el vuelo tuvo que ser aprobada por la FAA y se escogió específicamente para lograr esa aprobación.
El e-R44 utiliza una tecnología nueva de intercambio rápido de paquetes de baterías. El tiempo necesario para cambiar una batería es de 15 minutos frente a 1 hora para una recarga completa.
“Estos vuelos son los componentes básicos que sientan las bases sobre las que nuestro futuro puede seguir despegando. Estoy emocionado y honrado de ser parte de este increíble equipo, este evento histórico y promover el avance de hacer que los cielos azules sean verdes”, dijo el piloto Ric Webb, director ejecutivo del operador de helicópteros Part 135 OC Helicopters, que planea ofrecer servicios de entrega de órganos a través de el R44 eléctrico.
La Dra. Martine Rothblatt, una de las pilotos del helicóptero y directora ejecutiva de la empresa matriz United Therapeutics Corporation, dijo: “Lung Biotechnology se compromete a entregar órganos trasplantables que salvan vidas con una huella de carbono cero. Es completamente posible salvar la vida de los pacientes mientras se asegura un planeta habitable. El histórico vuelo en helicóptero eléctrico interurbano de hoy demuestra que muchas distancias de transporte de órganos son factibles con aviones eléctricos que utilizan la tecnología actual. Estamos comprometidos a lograr la certificación de la FAA para este helicóptero eléctrico y a utilizar celdas de energía más nuevas para extender nuestro alcance a cientos de millas en los próximos años”, concluyó el Dr. Rothblatt.
El e-R44, totalmente eléctrico, está diseñado para entregar órganos fabricados para trasplante por parte de United Therapeutics, la compañía de biotecnología responsable del primer trasplante del mundo de un corazón de cerdo modificado genéticamente a un paciente humano, y de crear el primer trasplante completo del mundo. tamaño de órganos bioimpresos en 3D. United Therapeutics planea utilizar aeronaves eléctricas, impulsando la aviación sostenible, para entregar órganos trasplantables en largas distancias a aeropuertos y luego utilizar los helicópteros eléctricos y eVTOL para los viajes más cortos, como desde los aeropuertos hasta los hospitales de trasplantes. En octubre de 2021, Unither Bioelectronics, una subsidiaria de United Therapeutics, logró la primera entrega del mundo de un pulmón para trasplante mediante un dron eléctrico entre dos hospitales en el centro de Toronto.
Acerca de Lung Biotechnology
Lung Biotechnology y su empresa matriz United Therapeutics demostraron previamente la entrega exitosa de un pulmón que salva vidas para trasplante mediante un dron eléctrico en octubre de 2021, produjeron el primer corazón porcino genéticamente modificado trasplantado a un humano a principios de 2022 y produjeron el primer corazón genéticamente- riñón porcino modificado para trasplante a donantes de órganos humanos con muerte cerebral a fines de 2021. Las compañías han ayudado a salvar la vida de más de 250 pacientes al extender la viabilidad de los pulmones trasplantados que inicialmente se consideraron inadecuados a través de sus instalaciones de perfusión pulmonar ex vivo en Silver Spring, Maryland y en el campus de Mayo Clinic en Jacksonville, Florida.
Con una carga del 29 % de SAF mezclado con queroseno convencional, misma mezcla que usara el A400M, el C295 realizó un exitoso primer vuelo en Sevilla el miércoles 19 de octubre a las 9:00.
Como en el A400M, el objetivo es llegar en un futuro al 100% de SAF alimentando ambos motores.
Hasta un 50% de mezcla, el avión y los motores no necesitan ninguna modificación. Para aumentar hasta un 100% hay que utilizar alguno de los tipos de SAF que solventa el problema de la falta de aromáticos.
Durante la Fiesta Nacional de España, el 12 de octubre, los C-101 del Ejército del Aire español, que forman parte de la Patrulla Águila, volaron con una mezcla de SAF a bordo.
Este hito es fruto de las actividades y pruebas realizadas en Madrid y Albacete por el grupo de trabajo SAF de BACSI liderado por el Ejército del Aire en colaboración con Airbus, Repsol e ITP Aero.
BACSI es la iniciativa Base Aérea Conectada, Sostenible e Inteligente que tiene como objetivo aumentar la eficacia, productividad, eficiencia y sostenibilidad del Ejército del Aire español a través de la innovación, incluidos los desarrollos tecnológicos relacionados con el combustible de aviación sostenible.
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