Pilotado por Gary Freeman, propietario del primer avión eléctirco de Nueva Zelanda, y de la primera empresa en operarlos, despegó el 31 de octubre del aeródromo de Omaka para aterrizar en el aeropuerto de Wellington, a 78 km del primero, en un vuelo que duró 40 minutos, según anunciaron en su cuenta de Twitter.
El primer cruce en vuelo del estrecho se hizo el 25 de agosto de 1920
Con este vuelo, Gary ha roto dos récords. Por un lado, ser la primera aeronave eléctrica que realiza este trayecto. Por otro lado, el mayor tiempo de vuelo realizado sobre el mar por una aeronave eléctrica monomotor.
Gary defiende que Nueva Zelanda es el país ideal para electrificar el vuelo, debido al gran número de vuelos cortos que se realizan, y que casi toda su electricidad procede de fuentes renovables.
Gary Freeman estima que para cruzar el estrecho de Cook empleó 12kW·h, y de ahí estima que el coste de la energía para el cruce fue de tan solo 2NZ$ (1.23€), al aterrizar le quedaba aún un 40% de batería. Según las estimaciones de Pipistrel, operar esta aeronave es un 70% más barato que su equivalente con motor de combustión.
El Pipistrel Alpha es un entrenador biplaza, especialmente optimizado para las escuelas de vuelo, y capaz de recargar sus baterías durante las fases de descenso durante las tomas y despegues, recuperando así hasta un 13% de la carga inicial de la batería. Tiene una autonomía de 1h, con 30 minutos de reserva. La potencia máxima, limitada a 1 minuto, es de 60kW (80CV), mientras que la de crucero es de 50kW (67CV). Con una envergadura de 10.5m y una longitud de 6.5, tiene un peso en vacío (includias baterías) de 368kg y un peso máximo al despegue de 472.5-550kg (según legislaciones y versión ULM o LSA). Su velocidad de pérdida con flaps es de 38kt (70km/h) y de 45kt (83km/h) en configuración limpia. La velocidad de crucero es de 85kt (157km/h), mientras que la máxima en horizontal es de 100kt (185km/h) y la VNE de 135kt (250km/h).
Llevamos escribiendo sobre aviones eléctricos casi desde que nació el blog. Ya en 2009 el malogrado Yuneec 430 apuntaba a ser el primer avión eléctrico producido en serie, para ocupar el nicho de mercado que está intentando ocupar el Alpha Trainer. Están siguiendo un desarrollo similar al que siguieran las aeronaves con motor de combustión interna, repitiendo las mismas azañas, como cruzar el Canal de la Mancha en 2015, o superar la barrera de las 200mph. Y es que los aviones eléctricos despiertan la imaginación… y el espíritu del más alto, más rápido, más lejos, y ahora más verde, nunca se fue. La aviación eléctrica puede revolucionar la acrobacia, y las escuelas de vuelo. Veremos qué ocurre con los aviones más grandes. Pero está claro que ha venido para quedarse.
La CH-750 eléctrica es un proyecto de una empresa llamada Nuncats, con sede en el aeródromo de Old Buckenham.
Tim Bridge, fundador de Nuncats, dice que en el mundo más de dos millones de personas viven en áreas rurales incomunicadas y por tanto con mal acceso, o sin él, a hospitales y otros servicios de primera necesidad. Cree que un avión que puede aterrizar, virtualmente, en casi cualquier sitio y que no dependa del suministro de combustible, pudiéndose cargar en los distintos puntos que enlaza, podría ser una línea de vida para estas comunidades, permitiendo su acceso a todos estos servicios.
Esperan lograr con el motor eléctrico y las baterías las mismas prestaciones que con el motor estándar de 100hp, aunque de momento su autonomía es de tan solo media hora, lo que lo haría útil solo para enlaces cortos, y dependiente de una red de carga extensa.
Nuncats también espera que el sector de la aviación ligera, pilotos, escuelas… se interesen en un futuro por su proyecto, para convertir las aeronaves ligeras existentes a eléctricas.
Chris Heintz desarrolló su exitoso CH-701jeep del cielo, avión de despegue y aterrizaje corto o STOL, como avión de fabricación amateur. Desde su creación Zenith ha apoyado que se motorice con variedad de plantas de potencia, desde el Continental O-100 al, ahora, casi ubicuo Rotax 912. De hecho Heintz fue de los primeros, si no el primero, en instalar un 912 en norteamética. Y por eso Zenair se ha involucrado en el proyecto, de hecho el propio presidente Sebastien Heintz ha mostrado su apoyo a este proyecto británico.
Militky-Brditschka Elektroflieger No. 1, primer avión eléctrico tripulado
Cada vez se habla más de la aviación eléctrica y de la aviación de hidrógeno. Y en Sandglass nos gusta hablar del futuro… y bucear en el pasado buscando a los pioneros que se atrevieron a intentarlo cuando se podía considerar casi imposible. E igual que encontramos al pionero del hidrógeno, hemos encontrado al pionero de los eléctricos.
Según el Libro Guinness de los Récords, el primer vuelo de un avión eléctrico tripulado se produjo el 21 de octubre de 1973, en Wels, Austria. El avión era un motovelero Brditschka HB-3 con un motor eléctrico, rebautizado como MB-E1 (Militky-Brditschka Elektroflieger nº1), matriculado como OE-9023.
Fred Militky era un reputado aeromodelista, muy conocido, diseñó a finales de los años 50 el Graupner Silentius, el primer modelo de vuelo libre con motor eléctrico. Y en 1973 presentó el Graupner Hi Fly, el primer avión de radio control eléctrico.
Heinrich Brditschka tenía una compañía de aviones de verdad. Una de sus aeronaves más conocidas es, posiblemente, el moto velero en el que se basó el MB-E1.
En 1973 se propusieron probar con un demostrador tecnológico que era posible el vuelo con aviones tripulados eléctricos. Para ello escogieron una aeronave a la que cambiar la motorización. Uno de los primeros problemas que se encontraron fue, como hoy día, el gran peso de las baterías. Un problema aún más grave que hoy día, puesto que las utilizadas eran de Ni-Cd. Precisamente por ese límite de peso no es de extrañar que escogieran como aeronave a motorizar un motovelero, al fin y al cabo son aeronaves que funcionan con motores poco potentes y por tanto necesitan menos cantidad de baterías para funcionar más tiempo. De hecho el HB-3 tenía un pequeño motor de menos de 50CV. ¡Y en caso de quedarse sin carga siempre podían volar a vela!.
El HB-3 había sido diseñado en 1970 por Brditschka y Fritz Raab. Motorizado con un Rotax 642 de 41HP (30.6kW), tenía una envergadura de 12 metros y una longitud de 7. El peso en vacío era de 255kg y el máximo al despegue de 372kg. Tenía una configuración poco habitual, con hélice impulsora montada detrás de la cabina, pero en lugar de en la típica posición de pilón sobre elevado, era el fuselaje el que recibía un gran aligeramiento para hacerla hueco.
Militky reemplazó el motor de dos tiempos original del HB-3 por un motor Bosch KM77 de 8kw, alimentado por baterías de Ni-Cd de Varta, que le daban una autonomía máxima de 15 minutos.
El primer vuelo se realizó el 21 de octubre de 1973, y duró 9 minutos, alcanzando una altitud máxima de unos 300m (1000ft) sobre el suelo. Muchos vuelos de hasta 15 minutos de duración siguieron a este, demostrando que era posible diseñar y fabricar aviones eléctricos.
Con el logro del proyecto MB-E1 ha sido posible demostrar que una aeronave más pesada que el aire puede volar con energía eléctrica. Depende de los fabricantes de baterías que sean capaces de producir mejores baterías, más ligeras, y hacer posible el acceso al vuelo eléctrico a un público más amplio, al menos en el campo del vuelo amateur
Visión artística de un A-330 descargando agua con retardante
En el mundo entero, y en Europa concretamente, los incendios forestales son cada vez más frecuentes y violentos. El cambio climático hace que los eventos meteorológicos sean cada vez más extremos, sean las lluvias, sean las tormentas, los aumentos de temperatura y las sequías.
Con más calor, menos humedad, un terreno con menos agua y más seco, y tormentas de viento más intensas, tenemos unas condiciones de contorno que favorecen en extremo los grandes fuegos. Y la colaboración europea se ha visto indispensable para poder combatirlos. Precisamente por ello en 2013 la Unión Europea publicó la decisión nº 1313, en la que se define el marco europeo para la colaboración en protección civil.
Y por el aumento de los incendios, más el marco de colaboración europeo así como el incremento de inversiones en proyectos ecológicos e inspirados por los grandes aviones cisternas estadounidenses (como el B-747 o el DC-10), nació esta idea, de la colaboración de David Joubert, de Kepplair Evolution, piloto de aerolínea, y de Dominique Legendre, profesor del Instituto de Mecánica de Fluidos de Tolouse.
Estudiando las publicaciones del Servicio Forestal Estadounidense acerca de los patrones de descarga en función de las distintas aeronaves, altitudes de vuelo y tipos de dispensadores de agua o agua más retardante, Dominique Legendre y otros autoresdeterminaron el modelo que permite relacionar la velocidad de vuelo del avión, el tamaño de las compuertas de descarga, y el nivel de cobertura en el suelo. A partir de este modelo han desarrollado NASCA, un software propio para predecir la distribución, y por tanto la eficacia, de las descargas.
Modelo de distribución de las descargas en el suelo, según el Servicio Forestal EstadounidenseModelo matemático que predice la distribución anterior
Y basado en ello desarrollaron un sistema semi-presurizado, la descarga se produce en parte gracias a la gravedad, en parte gracias a la presión del sistema, del que han construido un prototipo a escala 1:3 para probar el concepto.
Sistema KIOS
Este sistema ha sido bautizado como KIOS, y ha sido pensado para que su instalación sea modular, permitiendo que el avión no sea transformado tan solo en avión apagafuegos, sino también en carguero, avión hospital… Entendemos que, debido a la modularidad que pretenden para la aeronave, el sistema se basa en un sistema paletizado basado en los estándares de carga aérea, lo que permite que las modificaciones estructurales a la aeronave sean las menores posibles, además de estar ya validadas por otras conversiones a avión carguero. Las cisternas del sistema KIOS irían distribuidas lo más próximas posibles al centro de gravedad, mientras el sistema de descarga se situaría al final del carenado ventral, conocido como belly fairing. Esta disposición se debe a la dificultad de posicionar las compuertas de descarga directamente debajo de los depósitos, por ser donde se sitúa el tren de aterrizaje principal, y otros sistemas.
Esquema del sistema KIOS instalado en el A330, con los tanques distribuidos entorno al centro de gravedad
La capacidad total de agua sería de unos 35000 (según su web)-40000 (según entrevista en Le Figaro) litros, casi seis veces más que la capacidad de carga de losCL-215T/415. La descarga de agua se produciría con un caudal constante, y se podría elegir entre niveles de cobertura en el suelo que variarían entre 0.4 y 3.2 l/m2. La recarga, obviamente, sería siempre en tierra, en algún aeropuerto, y Keppler Evolution dice que se haría en menos de 15 minutos. La falta de capacidad de carga in situ y el gran tamaño de la aeronave hacen que ésta dependa de la existencia de grandes aeropuertos desde los que operar, lo que la aleja del incendio, pero a cambio cubre mayores superficies y tiene una mayor velocidad de crucero, lo que, en teoría, le permitiría llegar al incendio en tiempos equiparables a los de las aeronaves anfibias que cargan en las cercanías del fuego.
Según la compañía, esta aeronave no pretende reemplazar las flotas nacionales de aeronaves apagafuegos, sino complementarlas, cubriendo en europa el nicho de aviones cisterna de grandes dimensiones, y creando una flota europea que se desplazara allí donde fuera necesario.
La alta velocidad de crucero permitiría a la aeronave desplazarse de forma rápida a cualquiera de los países europeos que necesitara la ayuda, y su capacidad interna le permitiría desplazar además todo el equipo necesario. Además su modularidad le permitiría ser configurado para evacuaciones de personas, anti incendios, hospital volante… y atender así con flexibilidad a la emergencia que se estuviera produciendo.
Según David Joubert, el precio de compra de un A-330 de segunda mano supondría de 3 a 8 millones de euros, y otros 15 o 20 convertirlo en apagafuegos, mientras que cada Dash-8 comprado recientemente en Francia ha costado 66 millones cada uno. La Direction Générale de la Sécurité Civile et de la Gestion des Crises ha sido contactada por Le Figaro y ha declarado que las aeronaves como los anfibios Canadair o los Dash 8 se adecuan mejor a la orografía europea, y que los grandes aviones cisternas son mas adecuados para las grandes extensiones de terreno, como en los incendios forestales de Florida. Lo cierto es que el 747 de Evergreen no tuvo mucho éxito en los incendios de la sierra de Poyatos, Cuenca, de 2009.
Otras de las ventajas económicas que publica la compañía en su web tiene que ver con el entrenamiento de los pilotos. Los pilotos de los aviones anfibios no solo tienen que entrenar constantemente por la baja cota (~40m sobre el suelo) a la que vuelan durante los incendios, sino también para practicar la carga de agua en superficies de agua confinadas, o en el mar. El A-330 operaría a cotas más altas (+100m sobre el suelo), y al recargar en tierra, evita la necesidad de este entrenamiento constante durante todo el año.
Kepplair Evolution dice que, contando con la financiación adecuada, el primer avión convertido podría estar volando en 2024.
La idea original era modificar un Airbus A-310, sin embargo, dada la antigüedad de la flota y la bajada de precios de los A-330 de segunda mano por la crisis generada por la covid-19 en la aviación, así como la valía que ha demostrado el MRTT, ha supuesto la evolución del proyecto hacia este otro avión, más moderno y económico de operar.
Dentro de los numerosos estudios que hay para encontrar una solución para los aviones del futuro, ésta es la última de Airbus,dentro de sus iniciativas ZEROe: un avión con una estructura de fuselaje convencional, ala alta, y seis góndolas autocontenidas: motor eléctrico, movido por una pila de hidrógeno, más el depósito para este gas, el equipo auxiliar, el sistema de refrigeración, y el paquete electrónico que ayuda a controlar y regular todo.
Recurre por tanto a una de las configuraciones que discutimos cuando analizamos el hidrógeno como combustible, con los depósitos cilíndricos alargados bajo el ala, pero aprovechando esta góndola para colocar el motor, dándole una apariencia más convencional que otros que hemos visto en los que motores y depósitos están en góndolas separadas.
La solución de la pila de hidrógeno no se ha escalado a gran tamaño, y con esta propuesta Airbus pretende distribuir la tecnología de pila de combustible que ya existe y escalarlo mediante la vieja táctica de poner más motores. La instalación en góndolas permite escalar el sistema agregando o eliminando góndolas, y además facilita el mantenimiento o incluso el repostaje.
La configuración adoptada por Airbus es la que hemos venido viendo en otros proyectos en las últimas entradas, como en las propuestas de CleanSky, la de Embraer, o el británico HERA, la llamada Propulsión distribuida.
Antes de continuar con este concepto, vamos a explicar otro. La fuerza con la que se mueve un reactor hacia adelante se llama empuje. El empuje se puede expresar como el gasto másico de aire que pasa por el motor multiplicado por la velocidad del aire. El rendimiento del motor está relacionado con el incremetno de velocidad que se le da al aire. Cuanto mayor es el incremento, menor rendimiento, así para aumentar el empuje de forma eficiente lo único que queda es aumentar el gasto másico que atraviesa el motor. Por eso los motores de los aviones tiene cada vez diámetros más grandes, con carenados enormes, o incluso sin carenados (concepto Open rotor o Propfan).
La propulsión distribuida busca precisamente esto. Muchos motores eléctricos moviendo muchas hélices o muchos ventiladores, para lograr el mismo efecto que en los actuales motores con un motor enorme. ¿por qué no mover ahora con un motor de combustión muchos ventiladores o hélices? Porque las transmisiones mecánicas tienen muchas pérdidas. Pero con el motor eléctrico queda solucionado.
Así pues parece que después de haber vivido una reducción paulatina de la cantidad de motores, hasta tal punto que hemos vivido la muerte de los grandes cuatrimotores, parece que el futuro pasa por la vuelta a los aviones con muchos motores.
Sin embargo, si se ha pasado de cuatro motores a tan solo dos por motivos de economía de mantenimiento, ¿por qué multiplicar ahora el número de motores?
En el caso de los motores de hélices instalados para soplar sobre las alas se nos ocurren varios motivos.
Este tipo de instalación permite soplar la capa límite, energizándola, haciendo que permanezca adherida más tiempo, y de este modo asegurando despegues más cortos y mayores ángulos de ataque. Esto favorece que la pista sea más corta, y un ángulo de subida más pronunciado, que minimiza el impacto sonoro sobre las poblaciones.
Otra de las ventajas que se tiene al utilizar hélices de pequeño diámetro es que los fenómenos de compresibilidad de punta de pala asociados con las altas velocidades de giro y altos cruceros tardan más en aparecer.
En el caso de los ventiladores entubados una de las ventajas es, como con las hélices, un funcionamiento más silencioso, y por su instalación es posible que hagan llegar menos ruido a al cabina, teniendo en cuenta que normalmente aparecen instalados te dal manera que la propia ala podría apantallar el ruido en cabina.
A la pregunta de por qué reducir el número de motores por ahorrar en mantenimiento y ahora volver a aumentarlos, se nos ocurren dos posibles respuestas:
En general la fiabilidad de los motores eléctricos es altísima, y el número de averías escaso, así pues es posible que el coste del mantenimiento pase a un plano secundario frente a las ventajas
O bien, la pista nos la da una de las frases que aparece en la nota de prensa de Airbus, es una forma rápida de escalar estas soluciones a aeronaves de mayor tamaño, demostradores tecnológicos de momento, sin la necesidad de desarrollar grandes motores eléctricos y que a su vez pesen poco para reemplazar a los actuales.
Además al ser motores de pequeño tamaño es más sencillo producirlos, así que tal vez el coste de bajo mantenimiento de motor eléctrico más coste ahorrado por producir motores de tamaño pequeño, que necesitan instalaciones más sencillas y menos utillaje y equipo de soporte, sea suficiente como para terminar resultando más económico que grandes motores.
