La compañía británica ARC Aerosystem ha presentado su último proyecto, un «avión eVTOL» que revolucionará el mercado, el LINX P9.
Las imágenes generadas por ordenador podrían corresponderse a un helicóptero compuesto, de hecho su imagen es similar a la del X3 de Airbus Helicopters, con un rotor principal, un ala para descargar al rotor durante el vuelo de avance, y posiblemente así poder reducir la velocidad de giro del mismo aumentando la velocidad de crucero, y dos motores, con sendas hélices, uno en cada semiala.
Lo presentan como un avión de despegue vertical «al salto», cuyo rotor es más sencillo que el de un helicóptero al no estar dotado de un motor que lo mueva, ya que rota debido a las fuerzas aerodinámicas que aparecen al avance. El rotor tan sólo estaría movido por un motor eléctrico, que lo haría rotar hasta alcanzar las revoluciones por minuto que le permitan un despegue vertical.
Es decir, están presentando, por la descripción, un autogiro sin mencionar las palabras autogiro ni gyrocopter, más habitual en inglés, con un motor eléctrico que permite pre-lanzar el rotor y despegar al salto, eso sí.
Por eso no es de extrañar que prometan prestaciones casi de helicóptero, pero a un precio más bajo.
Se define como híbrido-eléctrico, con dos turbohélices. Eso sí, no cierran la puerta a utilizar SAF a corto plazo, y otras tecnologías como la eléctrica o el hidrógeno a más largo plazo.
Hasta ahora, la compañía ha desarrollado y probado en vuelo dos prototipos de drones de carga. Veremos en qué queda el desarrollo de este autogiro con ala fija que pretende revolucionar la movilidad aérea urbana.
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El Dornier Do228 de ZeroAvia ha realizado su primer vuelo en el aeropuerto de Costwold. El vuelo ha durado 10 minutos y ha consistido en carreteo, despegue, un circuito estándar al rededor del aeropuerto y aterrizaje.
El avión no ha volado única y exclusivamente con hidrógeno. En su ala izquierda se había reemplazado el turbohélice por un motor eléctrico, alimentado por pila de hidrógeno, con un paquete de baterías de litio que proporcionan energía extra para los momentos críticos del vuelo, cuando más potencia se necesita.
En su ala derecha el avión montaba su Honeywell TPE-331 de serie.
Aunque las imágenes del modelo que nos han mostrado en otras ocasiones llevaba los depósitos de hidrógeno montados de forma externa, bajo las alas alas, durante este vuelo se ha vaciado el interior del avión para instalar todos los equipos necesarios para ensayos en vuelo así como los tanques de hidrógeno, baterías y sus sistemas asociados.
Esperamos ver pronto el avión en vuelo íntegramente propulsado por hidrógeno, pues esperan que entre en servicio en 2025.
Visión artística del demostrador del airliner del futuro, con ala super esbelta y arriostrada
En el intento de lograr reducir las emisiones de la aviación, Boeing y la NASA han lanzado un proyecto de 425 millones de dólares para diseñar y fabricar un avión demostrador de lo que podría ser el avión de aerolínea del futuro.
Este avión mantiene la forma clásica de fuselaje de tubo, e incorpora un ala de gran alargamiento arriostrada. El ala de gran alargamiento reduce la resistencia inducida, y la riostra hace posible esta gran envergadura sin subir en exceso el peso de la unión al fuselaje, o encastre.
Alas de tal envergadura podrían requerir mecanismos de plegado, cual avión de portaaviones, si superasen las envergaduras para las que están diseñados actualmente los aeropuertos.
Para los que esperaban un avión del futuro con forma de ala volante, explicar que mantener la forma de tubo tiene sentido dado que en un ala volante la presurización es compleja, el tiempo de evacuación podría crecer, las posiciones de los asientos más alejadas de la línea central del avión podrían ser incómodas para los pasajeros durante distintas maniobras, además de que la logística aeroportuaria, incluidas terminales, están diseñadas para aviones de fuselaje tipo tubo. Así pues no es sorprendente que se mantenga esta configuración de tubo y ala.
También podemos observar en el modelo que la flecha del ala, la inclinación hacia atrás de la misma, es menor, de lo que se infiere unas menores velocidades de crucero. Por la forma del ala y la posición de los motores en él se abre la posibilidad a nuevas motorizaciones, desde turbofanes de más alto índice de derivación a turbohélices avanzados o incluso conceptos de rotor abierto.
– La NASA, Boeing y sus socios tienen como objetivo reducir el uso de combustible y las emisiones hasta en un 30 % en aviones de pasillo único
– Los avances en tecnología sostenible son cruciales para alcanzar el objetivo de la aviación civil de tener cero emisiones netas de carbono para 2050
La NASA seleccionó a Boeing para liderar el desarrollo y las pruebas de vuelo de un demostrador tecnológico del concepto Transonic Truss-Braced Wing (TTBW).
Las tecnologías demostradas y probadas como parte del programa Demostrador de vuelo sostenible (SFD) proporcionarán información imprescindible para los diseños futuros , que podrían conducir a avances aerodinámicos y de eficiencia de combustible.
Cuando se combina con los avances esperados en los sistemas de propulsión, los materiales y la arquitectura de los sistemas, un avión de pasillo único con una configuración TTBW podría reducir el consumo de combustible y las emisiones hasta en un 30 % en relación con los aviones de pasillo único más eficientes de la actualidad, dependiendo del perfil del vuelo. El programa SFD tiene como objetivo promover el compromiso de la industria de la aviación civil de alcanzar cero emisiones netas de carbono para 2050, así como los objetivos establecidos en el Plan de Acción Climática de la Aviación de EE. UU. de la Casa Blanca.
Las alas ultra esbeltas arriostradas de gran alargamiento, podrían eventualmente acomodar motores más avanzados, cuyo uso ahora queda restringido por la falta de espacio debajo del ala en las configuraciones actuales. Para el vehículo de demostración, Boeing utilizará elementos de vehículos existentes y los integrará con componentes completamente nuevos.
La financiación de la NASA a través del Acuerdo de la Ley Espacial SFD asciende a 425 millones de dólares. El programa SFD también aprovechará hasta $ 725 millones en fondos de Boeing y sus socios de la industria para dar forma al programa de demostración y satisfacer las necesidades de recursos requeridas. Por separado, las inversiones internas anteriores de Boeing para las fases recientes de investigación de aviación sostenible totalizan $ 110 millones.
El concepto de fuselaje TTBW es el resultado de más de una década de desarrollo respaldado por la NASA, Boeing y las inversiones de la industria. Bajo programas anteriores de la NASA, incluido el programa Subsonic Ultra Green Aircraft Research de la agencia, Boeing realizó extensas pruebas en túneles de viento y modelado digital para avanzar en el diseño del TTBW. Los primeros estudios conceptuales comenzaron bajo el programa de Aviación Ambientalmente Responsable de la NASA.
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No es la primera vez que criticamos los eVTOL, o que recogemos lo que otros medios han publicado sobre su viabilidad o su cerficabilidad. Hoy vamos a intentar resumir los datos económicos que han publicado en distintos artículos Leehan News y Aviation Week.
La movilidad aérea urbana sigue dando de qué hablar. Cada vez hay más aeronaves que se aproximan a la certificación. Y por fin parece que aparecen voces críticas con este “nuevo” medio de transporte en los medios especializados. Algunos, como Leeham News, han sido críticos siempre. Otros han publicado muchas notas de prensa pero sin hacer ninguna crítica a la misma, y ahora parece que empiezan a analizar números. Vamos a intentar resumir todos esos números que han ido haciendo en estos medios. Todo el artículo, y las críticas de estos medios podrían resumirse en una sola pregunta: ¿Si tan alta es la demanda de este tipo de servicios, por qué no se está cubriendo ya con helicópteros ligeros?¿Son realistas son los planes comerciales de sus operadores?
Lilium, que tiene como objetivo redefinir el transporte aéreo urbano y regional, en especial cubriendo rutas que están “desatendidas”. Espera que su Lilium Jet para seis pasajeros pueda ofrecer un precio de 2.25$/asiento-milla mientras opera 10 h. por día. Muchos aviones de fuselaje ancho tienen suerte si logran este nivel de utilización, y Lilium planea hacerlo con vuelos mucho más cortos (el alcance de su avión es de 155 millas).
Las hipótesis de Volocopter para su VoloCity de dos pasajeros son igualmente poco realistas. El eVTOL de 18 rotores, diseñado para vuelos urbanos cortos, tiene un alcance de poco más de 20 millas y costes de asiento-milla similares a los del Lilium Jet. Su utilización anual estimada es de 3000 h por año, comparable a un avión de pasajeros de pasillo único.
Otro eVTOL de los que parece que van a ser certificados en breve y que se puede tomar en serio es el Joby S4, un avión para cuatro pasajeros con una velocidad de 200 mph y un alcance de 150 millas. El precio anticipado por asiento y milla de Joby es de aproximadamente 3$ con una utilización anual de 2500 horas, más que un avión regional típico.
Otra startup, Archer, fue noticia en noviembre cuando United Airlines anunció planes para lanzar su primera ruta eVTOL en Nueva York en 2025, uniendo el Aeropuerto Internacional Newark Liberty y el centro de Manhattan utilizando su nuevo avión Midnight.
¿Por qué estos planes comerciales iniciales incluyen niveles de utilización tan elevados? Porque ese nivel de utilización tan alto es indispensable para que el negocio sea viable, si no es improbable que se amorticen los altos precios de los eVTOL que, a razón de 2-4 M$, son sustancialmente más altos que los helicópteros convencionales. ¡Un Robinson R44 –cuatriplaza- cuesta menos 0.5M$! Si hay tanta demanda acumulada de este servicio, ¿por qué no se cubre el mundo con taxis aéreos R44?
La situación huele a lo que el director gerente de AeroDynamic Advisory, Richard Aboulafi, llama la espiral de vida insostenible: alguien ofrece un producto o servicio con costos unitarios increíblemente bajos. Estos costos bajos se basan en tasas de producción increíblemente altas o suposiciones de utilización increíblemente altas. Estos números increíblemente altos de utilización/producción se basan a su vez en costos unitarios increíblemente bajos. Vamos, maquillar números para demostrar que un negocio inviable sí lo es.
El concepto de trasladar pasajeros de centros urbanos concurridos a aeropuertos no es nuevo. ¡Si ya se pensó en poner una terminal multimodal con autogiros incluidos en el Madrid de los años 30! New York Airways conectó el centro de Manhattan con JohnF. Kennedy, Newark, Teterboro Airport y White Plains Airport desde 1956 hasta 1979 antes de que los accidentes los llevaran a la bancarrota. También en Bruselas podíamos ver en el centro mismo de la ciudad un helipuerto para conexiones rápidas entre ciudades cercanas.
Después de un paréntesis de 40 años, este servicio resurgió recientemente gracias a Blade, que transporta a 12000 pasajeros al año entre el centro de la ciudad y los aeropuertos JFK y Newark con helicópteros convencionales. El valor añadido de este servicio es convincente. Reemplaza un viaje de 2h y 100$ en Uber, taxi o similar por un vuelo de 5 minutos y 195$. El coste operativo directo por vuelo es de aproximadamente$ 500$, (de los cuales 200$ son tasas).
Blade planea hacer la transición de helicópteros convencionales a eVTOL. Su gerencia anticipa que la nueva tecnología inicialmente permitirá una modesta reducción en los costos de vuelo en rutas clave y espera mayores ahorros con el tiempo a medida que se reduzcan los costos de la batería. Ese mismo vuelo Midtown-JFK tendrá costos operativos directos de $430, una reducción del 14%. Esto no es lo suficientemente revolucionario como para respaldar el crecimiento del mercado eVTOL previsto a decenas de miles de millones de dólares para 2030 ni permite los bajos costes que se anuncian para los pasajeros. Tan sólo permite reemplazar los helicópteros que ya prestan un servicio equivalente. Pero, aunque el coste operativo por vuelo sea más bajo, el coste de adquisición de la aeronave es muy superior. El punto de equilibrio es delicado.
Hoy día 30 de noviembre se ha celebrado el primer día del Airbus Summit 2022, durante el que se han presentado distintas novedades sobre los desarrollos de la compañía.
El sistema de propulsión se está considerando como una de las posibles soluciones para equipar su avión de cero emisiones que preveen que entrará en servicio en 2035.
Airbus comenzará las pruebas en tierra y en vuelo de esta arquitectura de motor de pila de combustible a bordo de su avión de demostración ZEROe a mediados de ésta década. El avión de prueba de vuelo A380 MSN1 para nuevas tecnologías de hidrógeno se está modificando actualmente para transportar tanques de hidrógeno líquido y sus sistemas de distribución asociados.
Las celdas de combustible son una solución potencial para ayudarnos a lograr nuestra ambición de cero emisiones y estamos enfocados en desarrollar y probar esta tecnología para comprender si es factible y viable para la entrada en servicio de un avión de cero emisiones en 2035. A escala, y si se alcanzaron los objetivos tecnológicos, los motores de pila de combustible podrían impulsar un avión de cien pasajeros con un alcance de aproximadamente 1000 millas náuticas. Al continuar invirtiendo en esta tecnología, nos brindamos opciones adicionales que informarán nuestras decisiones sobre la arquitectura de nuestro futuro avión ZEROe, cuyo desarrollo pretendemos lanzar en el período 2027-2028.
Glenn Llewellyn, VP Zero-Emission Aircraft, Airbus
El avión en el que se ensayará
El avión en el que se ensayará no nos es del todo desconocido. Es el mismo A380 que ya presentáramos, que va a servir como banco de ensayos para la tecnología que rodea al hidrógeno, desde el motor a los depósitos criogénicos.
El A380 fue la elección obvia como banco de ensayos. Tiene mucho espacio interno y es sencillo acomodar no solo los nuevos sistemas, sino todos los asociados con los ensayos en vuelo. Además, el MSN001 ya tiene de por sí mucha instrumentación de ensayos en vuelo ya instalada y lista.
La instalación en el costado trasero del motor permite que al motor el aire le llegue «limpio», sin perturbaciones previas, y se espera que el flujo aguas abajo del motor y su hélice no causen problemas de control ni interferencias con la cola.
Estructuralmente, habrá que reforzar dos cuadernas y todo el espacio comprendido entre ellas, para la instalación del soporte extra para ensayar motores.
Tanto los depósitos de hidrógeno como las líneas de suministro del motor estarán aisladas del resto del fuselaje mediante una campana parabólica de 10m de largo y 4 de ancho, que se fabricará en fibra de carbono en Nantes. Esta campana no estará presurizada, siendo su presión la misma que la presión atmosférica que haya fuera del avión, y aislará todas las rutas de suministro de hidrógeno del resto del avión.
Estos depósitos almacenan el hidrógeno a -253ºC y nada tienen que ver con los actuales para queroseno. Su forma debe ser, idealmente, esférica, o al menos cilíndrica con casquetes hemiesféricos en sus exremos. Airbus no solo debe ensayar su fabricación y funcionamiento, sino que su uso le obligará a replantearse totalmente su ubicación. Actualmente el combustible viaja en las alas. En los aviones de ensayos viajará cerca de la sección 19, la que sujeta el empenaje. Pero en los aviones de producción podría ir ubicado en la parte trasera del fuselaje, a lo largo de los largueros del ala, en depósitos subalares o en forma de espina dorsal a lo largo del avión. ¡No hay nada definido y es un nuevo reto a solucionar desde cero!
La pila de hidrógeno
El santo grial de la propulsión es proporcionar energía a los motores sin emisiones. Uno de los candidatos más prometedores es la pila de combustible de hidrógeno. Básicamente consiste en realizar la reacción de oxidación del hidrógeno pero sin combustión, obteniendo así la energía en forma de corriente eléctrica en lugar de calor. Al utilizar hidrógeno como combustible, en lugar de un hidrocarburo, el resultado de su oxidación es tan sólo de agua, en lugar de dióxido de carbono y agua, que darían los hidrocarburos.
Las pilas de combustible no son nuevas, llevan entre nosotros desde 1838, cuando fueron inventadas por Sir William Grove. El primer avión de pila de hidrógeno voló en Ocaña en 2008. El reto es múltiple: producir hidrógeno a escala industrial, hacer que la alimentación de motor con hidrógeno sea segura, lograr un ecosistema de producción, distribución, almacenamiento y suministro de hidrógeno… en definitiva, llevar a una escala industrial lo que se ha demostrado que es viable a escala de ensayo. Por ello Airbus se está concentrando en el desarrollo de estas céldas, que apiladas dan la potencia necesaria, de pila de hidrógeno.
Hidrógeno en los aeropuertos
Pero la apuesta de Airbus no se limita sólo a los aviones, y pretende llevar el hidrógeno a todo el aeropuerto y sus vehículos auxiliares. Además, el hacerlo a pequeña escala le sirve ya como ensayo de lo que puede ser la gestión de hidrógeno a más grande escala.
Airbus ha firmado un acuerdo de asociación con HyPort, una empresa conjunta entre ENGIE Solutions y la Agencia Regional para la Energía y el Clima en Occitania (AREC), líder en el desarrollo de hidrógeno verde en Francia, para apoyar el desarrollo de uno de los primeros aeropuertos «de hidrógeno»del mundo, con estaciones de producción y distribución de hidrógeno. La construcción de la estación de hidrógeno en el aeropuerto de Toulouse-Blagnac se completó a principios de este año y los sistemas de producción, almacenamiento y distribución se encuentran actualmente en las pruebas finales.
La estación, que está prevista que entre en servicio a principios de 2023, tendrá una capacidad para producir alrededor de 400 kg de hidrógeno por día, lo que brindará la posibilidad de alimentar a unos 50 vehículos de transporte terrestre.
Airbus está trabajando con HyPort para poner en marcha un plan de despliegue para la expansión de estas operaciones.
La asociación también permitirá preparar un plan que describa los requisitos y brinde orientación sobre la seguridad de las operaciones, el cumplimiento normativo, la aceptación social, así como la inversión financiera necesaria para el uso generalizado de hidrógeno en los aeropuertos.
Nuestra participación en HyPort demuestra el progreso tangible que está logrando Airbus en su viaje para asegurar los futuros ecosistemas energéticos del mañana. El uso de hidrógeno para descarbonizar todo el transporte terrestre asociado al aeropuerto en el período de 2020 a 2030 allanará el camino para la disponibilidad de hidrógeno para aviones de cero emisiones para 2035.
Karine Guenan, VP ZEROe Ecosystem, Airbus
Ariane, el aliado de Airbus para aprender a gestionar una aeronave con hidrógeno
El sector que más experiencia tiene en la gestión del hidrógeno como combustible, es el espacial. Así pues es totalmente lógico y esperable que Airbus haya encontrado su aliado en Ariane Group, que lleva más de 40 años utilizando el hidrógeno como combustible en sus lanzadores.
Airbus y ArianeGroup, una empresa conjunta propiedad a partes iguales de Airbus y Safran, y líder mundial en tecnologías de propulsión espacial, trabajarán juntos para construir la primera instalación de reabastecimiento de hidrógeno líquido para aviones ZEROe en el aeropuerto de Toulouse-Blagnac. La estación estará operativa en 2025.
ArianeGroup diseñará, producirá y respaldará las operaciones del sistema de abastecimiento de hidrógeno líquido necesario para el demostrador ZEROe de Airbus mientras se embarca en su campaña de pruebas en tierra y en vuelo, que comenzará a mediados de esta década.
La elección de Airbus como socio es un voto de confianza, que reconoce medio siglo de experiencia en hidrógeno líquido para la propulsión de cohetes Ariane. Estamos orgullosos de trabajar con Airbus en estos primeros pasos hacia aviones propulsados por hidrógeno líquido. La aviación y el espacio son dos industrias pioneras. Unir nuestra experiencia es nuestra responsabilidad para enfrentar los desafíos del mañana. ArianeGroup, con sus habilidades y conocimientos únicos en el almacenamiento, prueba y uso de hidrógeno líquido, permite que nuevos sectores industriales en Europa aceleren su transición energética.
André-Hubert Roussel, CEO de ArianeGroup
Muchas de las tecnologías requeridas para un avión de cero emisiones ya están disponibles en otras industrias, y el manejo de hidrógeno líquido no es una excepción. Prepararnos para la entrada en servicio de un avión de cero emisiones en 2035 significa que debemos madurar todas las tecnologías requeridas en paralelo. Al asociarnos con ArianeGroup, aprovecharemos la reconocida experiencia en hidrógeno y otras tecnologías espaciales relevantes en la búsqueda de esta meta.
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