Motores electrónicos de aviación, despegue vertical y más allá

El futuro de la aviación general (motores eléctricos, despegue vertical y más)

La aviación general tuvo que lidiar con múltiples desafíos durante la pandemia de Covid-19. Pero la buena noticia es que la industria se mantuvo resistente y se acercó al futuro con un alto grado de optimismo. La feria comercial AERO de este año mostrará los planes de la industria en varios frentes. Un enfoque clave de General Aviation es utilizar la tecnología para ofrecer soluciones sostenibles y de alta calidad.

La feria comercial AERO contará con varias tecnologías de aviación, como taxis aéreos, drones, helicópteros, motores eléctricos, despegue vertical, etc. Los principales fabricantes de aviones, incluidos Textron Aviation, Rolls-Royce, Cirrus Aircraft y Diamond Aircraft, han confirmado su asistencia. Aquí, nos enfocamos en el futuro de la aviación general con atención específica a los motores electrónicos y al despegue y aterrizaje vertical eléctrico (eVTOL).

Despegue de aterrizaje vertical

1. Despegue y aterrizaje vertical eléctrico (eVTOL)

Un número creciente de fabricantes de aeronaves y empresas de ingeniería en todo el mundo están explorando formas de construir aeronaves eléctricas de despegue y aterrizaje vertical (eVTOL). Estos eVTOL serán propulsados ​​por paquetes de baterías y conectados a una pista de aterrizaje a través de una cuerda.

La principal atracción de estos VTOL es que pueden despegar y aterrizar verticalmente. A diferencia de los aviones de ala fija, los eVTOL no necesitarán una pista para realizar despegues. Además, su capacidad de despegue vertical les permite operar desde prácticamente cualquier lugar sin barreras. Son más silenciosos que sus homólogos convencionales porque tienen menos piezas móviles.

Entonces, ¿qué es eVTOL?

Es una tecnología que permite el despegue y aterrizaje vertical en aviones y helicópteros. Esta tecnología ofrece una ventaja sobre los helicópteros tradicionales en cuanto a menor ruido, mayor capacidad, seguridad y asequibilidad. Todo esto se debe a su sistema de propulsión eléctrica.

Elementos de la tecnología eVTOL

La tecnología eVTOL puede ser utilizada por aviones GA. Aquí hay 6 elementos de la aeronave eVTOL. La aeronave eVTOL será propulsada por tecnología de propulsión eléctrica, y de ahí su nombre; los elementos críticos de tales aeronaves son:

  • Sistema de propulsión eléctrica
    Este sistema utiliza energía eléctrica para mover la hélice o las palas del rotor de una aeronave. La electricidad necesaria podría provenir de un paquete de baterías, celdas solares, celdas de combustible avanzadas o una nueva generación de motores de turbina de gas.
  • Capacidad de despegue y aterrizaje vertical (VTOL)
    Esta capacidad significa que dichas aeronaves no necesitan una pista para despegar y la capacidad de aterrizar en cualquier superficie plana, como tejados, aceras, campos, etc.
  • Sin partes móviles
    El eVTOL estará propulsado por propulsión eléctrica, con menos piezas móviles. Por lo tanto, es menos probable que sufran fallas mecánicas que los aviones tradicionales de ala fija.
  • Operación silenciosa
    Otro beneficio esencial del avión eVTOL; es que su falta de partes móviles hace que su funcionamiento sea casi silencioso (a diferencia de los aviones tradicionales de ala fija).
  • sistema de almacenamiento de energía
    Este sistema de almacenamiento puede ser un paquete de baterías, un supercondensador avanzado o una pila de combustible. Sin embargo, la aeronave deberá contar con un sistema de almacenamiento de energía para mantener la potencia de su propulsión eléctrica durante el crucero y otras fases del vuelo.
  • Estructura de avión
    El avión eVTOL no necesitará una cabina presurizada porque no alcanzará demasiada altitud para verse afectado por los cambios atmosféricos. Tendrá una estructura de material compuesto o composite-metal para reducir el peso y mejorar el rendimiento.

Además de los aviones tradicionales de ala fija, hay varios otros tipos de aviones eVTOL actualmente en investigación y desarrollo, incluidos los vehículos aéreos autónomos eVTOL (eVTOL AAV), los aviones eléctricos híbridos (HEA) y los aviones eléctricos de pila de combustible.

Taxis aéreos

2. Taxis Aéreos

Uno de los aviones eVTOL más prometedores es el taxi aéreo, que es económico y accesible para los consumidores. La aeronave puede viajar a velocidades de hasta 200 mph (320 km/h) o más. Según algunas estimaciones, el mercado de estos taxis aéreos podría superar el billón de dólares para 1.

Entonces, ¿qué son los taxis aéreos?

Un taxi aéreo, también llamado "coche volador", es un avión VTOL eléctrico que proporciona transporte aéreo personal de corta distancia. En términos simples, es un auto volador diseñado para despegar y aterrizar verticalmente. El vehículo tendrá bajos niveles de ruido y emisiones de gases de efecto invernadero reducidas, y costos operativos mínimos debido a todo su sistema de propulsión eléctrica.

¿Cómo funcionan los taxis aéreos?

El taxi aéreo es un avión VTOL que se puede pilotar de forma remota o mediante un sistema de conducción autónoma. Puede despegar y aterrizar verticalmente usando propulsión eléctrica con solo tocar un botón. Además, es un avión respetuoso con el medio ambiente y con cero emisiones que proporciona un transporte silencioso para personas o grupos en distancias cortas.

Características de los Taxis Aéreos

Actualmente, hay varios tipos de taxis aéreos en investigación y desarrollo, incluidos los aviones VTOL, los aviones híbridos eléctricos y los aviones eléctricos de pila de combustible. Sin embargo, sigue siendo visible qué tipo de transporte aéreo será el más popular entre los consumidores. También hay coches voladores y vehículos aéreos autónomos (AAV) o drones que transportan pasajeros humanos distintos de los taxis aéreos. La elección entre los consumidores depende de factores como el costo, la comodidad y la conveniencia.

  • Seguridad: La aeronave VTOL debe ser segura para transportar pasajeros en todo su alcance sin infligir ningún daño que resulte en lesiones o muerte. Además, no debe comprometer la seguridad de las personas en vehículos aéreos o en tierra, como en ciudades pobladas y aeropuertos.
  • Rendimiento: La aeronave VTOL debe cumplir con requisitos de rendimiento como velocidad, capacidad y alcance para satisfacer las necesidades de los pasajeros. También debe recargar sus baterías rápidamente para reanudar el vuelo dentro de un período corto después del aterrizaje.
  • Carga: Las baterías de la aeronave eVTOL deben poder cambiarse fácilmente. Esta funcionalidad puede incluir un sistema de carga inalámbrico o carga magnético-inductiva que acelera el proceso a través de una corta distancia entre dos bobinas.
  • EN LA MINA: La infraestructura de taxis aéreos deberá cubrir los sitios de despegue y aterrizaje y las estaciones de intercambio de baterías recargables para rutas de alta densidad.
  • Controles, Operación e Integración: El taxi aéreo debe tener un sistema de control de vuelo remoto y autónomo para garantizar la seguridad continua del vuelo. Además, debe integrarse con la infraestructura existente, como la red eléctrica, las carreteras y las redes de transporte.

 

Las principales ventajas del transporte de aeronaves pequeñas (SATS)

Los transportes de aviones pequeños tienen muchas ventajas, pero centrémonos en las principales. aquí hay seis beneficios de SATS;

  • No hay necesidad de nuevas carreteras o vías férreas
    Las principales ventajas de SATS son que reducirá la necesidad de construir nuevas carreteras y vías férreas. Además, puede mejorar la conectividad regional al proporcionar un medio de transporte rápido y eficiente entre áreas fuera del alcance de los vehículos motorizados. En otras palabras, los taxis aéreos podrían eventualmente convertirse en una alternativa segura al transporte por carretera y ferrocarril, al mismo tiempo que tienen menos impacto ambiental en comparación con los aviones comerciales.
  • El precio del vuelo
    La baja capacidad y velocidad no permite que estos aviones transporten un gran número de pasajeros (por lo tanto, serían inasequibles), pero es perfecto para aquellos que desean viajar a un menor costo.
  • El impacto ambiental
    Dentro de la categoría Airtaxi, el efecto del transporte de aviones pequeños en el medio ambiente es mucho menor que el de un avión grande, lo que lo hace más sostenible, especialmente para distancias cortas.
  • El tiempo de espera en los aeropuertos
    Aunque la mayoría de los SATS vuelan entre 50 y 300 kilómetros por hora, suelen despegar y aterrizar en pequeños aeropuertos, generalmente sin esperar al despegue ni al aterrizaje.
  • La flexibilidad del vuelo.
    La versatilidad de los SATS los hace muy atractivos porque se pueden adaptar para servir a diferentes propósitos. Se pueden utilizar como aeronaves privadas, taxis aéreos y helicópteros ambulancia. Por lo tanto, es ideal para empresas que requieren diferentes tipos de transporte.
  • El riesgo
    Los aviones pequeños son mucho menos riesgosos que los aviones grandes o helicópteros que pierden combustible, fuerza mayor y más seguridad para todos los pasajeros.
Transporte de aeronaves pequeñas SATS

 

3. Exploración de los beneficios de los motores electrónicos

En los aviones eVTOL, se instalan motores eléctricos en lugar de los motores de combustión tradicionales. Esto se debe a que los motores eléctricos son más ligeros y más baratos de fabricar. Además, el avión eVTOL está equipado con baterías de respaldo que garantizan que pueda volar durante un breve período de tiempo sin detenerse para recargar.

Estos son los principales beneficios de los motores eléctricos:

  • Reducción de ruido. El ruido es un inconveniente importante de los SATS, pero un motor electrónico no produce ningún ruido, lo que les permite volar más silenciosamente y con un menor impacto ambiental.
  • Variedad de usos. Además de usarse como SATS, los motores eléctricos también se pueden usar para diferentes propósitos, como el transporte de mercancías por el aire (de manera similar a los drones), aeronaves y dispositivos de elevación (para hogares u oficinas).
  • Menor consumo de energía. Al ser motores de propulsión eléctrica, su consumo energético es muy inferior al de los motores de turbina y pistón. Además, son más eficientes con el tiempo.
  • Mayor rango de acción. Por ser motores eléctricos, los SATS podrán volar durante 8 horas o más, dependiendo del tamaño y modelo de la aeronave.
  • Costo más bajo. Dado que el precio es uno de los mayores obstáculos para la comercialización, estos motores electrónicos pueden reducir los costos operativos porque no requieren muchas piezas y pueden producirse en masa.

Conclusión sobre el futuro de la aviación general

La tecnología eVTOL, los motores electrónicos y los taxis aéreos son tecnologías prometedoras que definen el futuro de la aviación general. Estas tecnologías se encuentran en etapas avanzadas de desarrollo por parte de los principales actores de la industria. Su adopción anunciará una nueva era en la industria de la aviación general, y nuestro equipo aquí en Experimental Aviation estará a la vanguardia de esta tecnología apoyando a nuestros clientes con cada avance adicional.