Países Bajos ha publicado una hoja de ruta para descarbonizar sus vuelos. Vamos a intentar resumirla y comentarla.
Introducción
Situación actual
En 2020 el Reino de Países Bajos (Aruba, Curazao, San Martín y los Países Bajos) estableció unos objetivos para descarbonizar la aviación. Por ejemplo se marcó 2030 para que todas las operaciones terrestres estuvieran electrificadas, incluidos los vehículos de remolque. Para 2050 todos los vuelos de menos de 500km de radio que partieran de su territorio deberán ser también eléctricos.
Por las infraestructuras disponibles, es más factible realizarlo en el territorio continental. Sin embargo, teniendo en cuenta que el alcance de los aviones eléctricos de entre 9 y 19 pasajeros, para 2030, apenas será de unos cientos de kilómetros, los vuelos de enlace entre islas parecen ser los más idóneos para ser electrificados. Además se cree que podría abaratar los costes de los vuelos, así como mejorar la fiabilidad de los motores, y por tanto aumentar la disponibilidad de las aeronaves y bajar también los gastos de mantenimiento.
El primer A-380 montará un motor de GE y depósitos criogénicos con hidrógeno
Airbus, General Electric y Safran han anunciado hoy que modificarán el A-380 número de serie 001 como banco de ensayos para motores de hidrógeno.
Instalarán en la zona trasera del fuselaje un ala embrionaria en cuya punta irá instalado un motor GE Passport turbofan. Este motor deberá ser modificado para aceptar el hidrógeno como combustible. Será alimentado desde cuatro depósitos criogénicos, situados dentro del fuselaje.
El objetivo de los tres socios es demostrar que esta aviación es viable y poner en servicio un avión cero emisiones en 2035.
Vista desde la parte trasera izquierda del A380 en la que se ve el motor y los depósitos criogénicos
El hidrógeno aparece de tarde en tarde en este blog, y en el mundo de la aviación, como promesa de futuro para solventar las emisiones del sector. De hecho, el primer avión a hidrógeno voló hace ya 66 años. Los análisis nos dicen que es seguro, y que tan solo hace falta que la economía de escala lo haga viable, que haya un ecosistema del hidrógeno suficientemente amplio e implantado como para que la logística asociada al mismo sea económica y viable. Y parece ser que esa logística, esa posibilidad de producir hidrógeno a gran escala, transportarlo, distribuirlo… será posible en un futuro cercano, teniendo en cuenta el creciente interés de todas las industrias, aviación, naval, automoción y ferrocariles, por el hidrógeno.
El objetivo del programa es probar en tierra y en vuelo un motor de combustión directa alimentado por hidrógeno, con vistas a la puesta en servicio de un avión con cero emisiones en 2035. La demostración se basará en un A380 que funciona como banco de pruebas en vuelo y que está equipado con depósitos de hidrógeno líquido preparados en las plantas de Airbus en Francia y Alemania. Airbus también definirá los requisitos del sistema de propulsión de hidrógeno, supervisará las pruebas en vuelo, y proporcionará la plataforma del A380 para probar el motor de combustión de hidrógeno en la fase de crucero.
CFM International (CFM está compuesto por Safran y General Electric) modificará la cámara de combustión, el sistema de combustible y el sistema de control de un motor turbofán GE PassportTM que funcionará con hidrógeno. El motor, ensamblado en EE. UU., se seleccionó para este programa por su tamaño físico, su turbomáquina avanzada y su flujo de combustible. Se montará a lo largo del fuselaje trasero del banco de pruebas para controlar así las emisiones del motor, incluyendo las estelas de condensación, de forma separada a las emisiones de los motores que propulsan la aeronave. CFM llevará a cabo un programa intensivo de pruebas en tierra antes de iniciar las pruebas en vuelo del A380.
Presentación del demostrador ZEROe
Este es el paso más importante que ha dado Airbus para adentrarse en una nueva era de vuelos propulsados por hidrógeno desde que presentamos nuestros conceptos ZEROe en septiembre de 2020. Esta alianza internacional, que combina la experiencia de fabricantes de motores estadounidenses y europeos para avanzar en la tecnología de combustión de hidrógeno, envía un mensaje inequívoco del compromiso adquirido por nuestro sector de hacer realidad los vuelos con cero emisiones.
Sabine Klauke, Chief Technical Officer de Airbus
La combustión de hidrógeno es una de las tecnologías base que estamos desarrollando y consolidando dentro del programa CFM RISE. Uniendo las capacidades y la experiencia de CFM, de nuestras empresas matrices y de Airbus, hemos creado el equipo perfecto para demostrar satisfactoriamente un sistema de propulsión de hidrógeno.
Gaël Méheust, Presidente y CEO de CFM International
CFM y Airbus comparten su compromiso como firmantes del objetivo del Grupo de Acción para el Transporte Aéreo en octubre de 2021 de lograr un sector de la aviación con cero emisiones netas de carbono para 2050. Para cumplirlo, se proponen desarrollar y poner a prueba la tecnología necesaria para que estas aeronaves de cero emisiones sean una realidad dentro del ambicioso calendario que se ha definido.
Airbus ha mantenido una larga relación con CFM y sus empresas matrices, GE Aviation y Safran Aircraft Engines y, juntos, los socios cuentan con un excelente historial de productos de alto rendimiento que satisfacen las necesidades de las aerolíneas clientes.
Para saber más, esta presentación de 1h de duración, en la que Airbus ha hecho público este demostrador.
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
