CONFERENCIAS SAM 19: eVTOL, Estado del Arte y Avances

Guillermo Villabrille Prades, Director dePrades I+D. Habló sobre eVTOL en la conferencia SAM 19. Esta ponencia forma parte de las conferencias Sustainable Air Mobility que tuvieron lugar en Madrid el pasado 12 de junio de 2019 en las 1ª Conferencias de Movilidad Aérea Sostenible que se celebran en España. El objetivo de estas conferencias es poner en contacto a toda la cadena de valor de la movilidad sostenible, no sólo la aérea, sino también la terrestre, y las infraestructuras y superestructuras necesarias para que se desarrolle, comprendiendo toda una serie de estructuras físicas y ciberfísicas, instalaciones y dispositivos en los que se puede vertebrar.

Esta conferencia trata del estado del arte (o de la técnica) en el que se encuentra las aeronaves del sector de la Movilidad Aérea Sostenible, mostrando cuáles son las carencias en materia de seguridad, legislación, cálculo y desarrollo, para después explicar las propuestas y alternativas que desde mi empresa Prades I+D, y mi Start Up Gyrobike, se pueden ofrecer, con el desarrollo de aeronaves, sistemas de navegación y teorías matemáticas para perfeccionar los sistemas existentes no solo en este campo, sino en otros sectores mucho más cercanos a la Ingeniería Civil.

Estamos en un momento de la historia en el cual, si lc comparamos con la época de los descubrimientos geográficos, veremos muchas similitudes, ya que éstos fueron posibles por:

• Avances en la seguridad e las naves que permitieron hacer viajes cada vez más lejanos.
• Avances en los instrumentos de navegación (Cuadrante, Astrolabio) necesarios para resolver el problema de la determinación de la longitud con la nave en movimiento, ya que la latitud era mucho más fácil de determinar.
• Financiación de las expediciones, imprescindible para su consecución.

Pero antes de continuar, definamos qué es una eVTOL: Electric Vertical Take Off and Landing o aeronave de despegue y aterrizaje vertical. La diferencia con los helicópteros es que pretenden ser significativamente más silenciosas, más accesibles (de comprar y mantener) y más ecológicas.

Para tener una clasificación rigurosa de las distintas eVTOL, es recomendable consultar la página web de la Vertical Flight Society, que se puede visitar en el siguiente enlace: http://evtol.news/aircraft/gyrobike/

Como decía al principio, las aeronaves necesitan más autonomía y seguridad para poder desempeñar las misiones para las que han sido diseñadas. En este momento se está avanzando en los sistemas de almacenamiento con baterías cada vez con mayor capacidad, pero de momento no tienen la suficiente densidad energética para garantizar vuelos de larga duración. Para suplir esta carencia hemos diseñado una aeronave híbrida que utiliza los gases comprimidos de la turbina para mover el disco rotor, mientras que con los motores eléctricos se impulsan dos ducted fan (motores eléctricos envueltos en conductos) que proporcionan el empuje adicional para despegar y aterrizar de forma vertical, siendo además orientables para vuelo recto y nivelado. Estamos trabajando además en un sistema con hidrógeno líquido y pilas de combustible, para aumentar el nivel de sostenibilidad del dispositivo.

En cuanto a la seguridad, nuestro prototipo permite la autorrotación en caso de pérdida de energía o fallo en el sistema propulsor, teniendo un sistema de recogida, conducción y compresión de aire (Ram-air) que aumenta la eficacia de freno aerodinámico del rotor (sistema para-rotor) lo que permite reducir el tamaño del disco rotor hasta una medida muy compacta y manejable.

Para el sistema de navegación, nuestro estudio de varios años sobre sistemas de navegación para aeronaves pilotadas remotamente nos facilita el desarrollo de nuevos sistemas más fiables y robustos, pues durante los años en los que estuvimos diseñando y calculando tanto las aeronaves como los sistemas de navegación, descubrimos una nueva teoría de mecánica de fluidos con la que se obtienen soluciones exactas en el problema de cuerpos sumergidos en fluidos en movimiento. Este tipo de soluciones se pueden aplicar a cálculos aerodinámicos e hidrodinámicos que pueden resolver muchos de los problemas de ingeniería para los que hasta ahora se dispone de métodos numéricos aproximados que nos dan solo una idea del comportamiento de los fluidos.

El reducido peso de las dos aeronaves que hemos diseñado (Gyrobike y Gyropack) junto con su maniobrabilidad, hacen que su utilidad sea muy indicada en servicios de mantenimiento, inspección, emergencias, y en resumen, en cualquier campo donde pueda ser útil un dron, con la ventaja de poder llevar un piloto que pueda realizar no sólo las inspecciones, sino las reparaciones y mantenimiento de las infraestructuras monitorizadas. Puede desempeñar un papel complementario o sustitutorio de los drones, dado su bajo coste de adquisición y mantenimiento.

Y por último, destacar que para uso recreativo y como aeronave unipersonal, el desarrollo e implantación de este tipo de aeronaves sobre una red de aerovías verdes paralela a la red de vías verdes existentes, puede dar lugar a nuevos modelos de negocio y nichos de mercado para Start up y empresas relacionadas con las infraestructuras y superestructuras necesarias, como pueden ser empresas constructoras, sector restauración y hostelería, despliegue de sistemas de telecomunicaciones y 5G. De esta manera, la importancia que tiene la financiación en el desarrollo de estas aeronaves puede verse muy favorecida por el hecho de que su reducido coste de fabricación, certificación y facilidad de implantación hagan que los inversores y empresas interesadas puedan apostar por este nuevo tipo de solución.

La ponencia completa está disponible en: https://www.linkedin.com/feed/update/urn:li:activity:6547035325980639232/