Alguna vez te has preguntado ¿Cómo serán los aviones del futuro?

Si los viajeros del tiempo de 1968 se encontraran hoy en el aeropuerto, verían muchos cambios que los sorprenderían. Pero los aviones resultarían sorprendentemente familiares. A pesar de las importantes mejoras en materiales, motores y aviónica que hicieron de 2017 el año más seguro en la historia de la aviación , los aviones comerciales siguen siendo estructuralmente similares a los de la década de 1960. De hecho, el Boeing 737, uno de los aviones de pasajeros más vendidos de la historia en sus múltiples versiones, despegó por primera vez en 1967.

Esto se debe a que la aviación comercial prioriza la seguridad, favoreciendo soluciones probadas, y a que otros avances (por ejemplo, en materiales y motores) significan que el diseño tradicional sigue siendo relevante. Sin embargo, mientras la industria busca desesperadamente formas de reducir las emisiones de carbono, enfrenta un desafío ligeramente más serio que otras industrias, precisamente porque sus tecnologías centrales son muy difíciles de abandonar. Quizás sea hora de probar algo nuevo. Entonces, ¿cómo serán los viajes aéreos dentro de 50 años?

El futuro de los aviones de pasajeros

A lo largo de los años, ha habido varios intentos de cambiar el paradigma del diseño de aviones. La década de 1970 prometió un futuro de viajes supersónicos que nunca se hizo realidad, excepto por los limitados vuelos del Concorde. La idea de un avión de “alas combinadas” similar al bombardero furtivo Northrop B-2 ha sido promocionada en ocasiones, pero hasta ahora sin mucho éxito.

Una combinación de razones técnicas y financieras obligó a la industria aeronáutica a abandonar estas propuestas bastante extrañas y centrarse en los diseños más canónicos que son la norma hoy en día. ¿Continuarán los próximos 50 años el camino lento y constante del último medio siglo? ¿Veremos nuevamente el rápido avance tecnológico que caracterizó a la aviación entre el final de la Primera Guerra Mundial y los alunizajes del Apolo ? No se deje engañar por la aparente falta de avances espectaculares. Algunos cambios importantes están a la vuelta de la esquina.

Aviones electricos

Es probable que la mayoría de los vuelos de corta distancia se vuelvan eléctricos en las próximas décadas, y esto cambiará la forma en que pensamos sobre los viajes aéreos. Unos motores eléctricos más pequeños permitirían un empuje distribuido similar al utilizado en el prototipo X-57 de la NASA. Los niveles de ruido más bajos y los costos operativos más bajos permitirán que los aviones eléctricos vuelen mucho más cerca de los lugares donde la gente vive y trabaja.

De hecho, varios proyectos de aviones eléctricos de última generación pretenden no sólo sustituir el transporte terrestre entre ciudades, como pretenden hacer los conceptos Zunum y Eviation de 9 a 12 pasajeros, sino también dentro de ellas. Los taxis voladores serán una realidad muy pronto, pero aún está por ver si los conceptos futuristas de Vahana y CityAirbus realmente representan el futuro. En cualquier caso, los vuelos puerta a puerta no son prerrogativa exclusiva de los aviones eléctricos.

Aunque no es un concepto nuevo, el uso de helicópteros, es decir, aviones que pueden pasar de una configuración de sustentación vertical a una de ala fija, hasta ahora se ha limitado en gran medida al ejército estadounidense.

Sin embargo, el fabricante italiano de helicópteros Leonardo está preparando actualmente el lanzamiento comercial del modelo civil AW609 que, de tener éxito, podría transformar la aviación ejecutiva y regional. El AW609 combina los elementos de diseño de aviones y helicópteros.

Muchas empresas están desarrollando sistemas de propulsión eléctrica para taxis aéreos, aviones de cercanías y vehículos eléctricos de despegue y aterrizaje vertical (eVTOL), muchos de los cuales son autónomos. Por ejemplo, el fabricante de motores eléctricos MagniX está trabajando con el proveedor de baterías H55 para convertir los aviones del operador de hidroaviones Harbour Air, con sede en Vancouver, en una flota totalmente eléctrica. Y la empresa israelí Eviation ha desarrollado Alice, el primer avión de pasajeros totalmente eléctrico del mundo con tecnología de batería similar a la de un teléfono móvil y una autonomía de vuelo de ~800 km.

La energía híbrida es otra forma. En 2020, el Eel híbrido-eléctrico de la startup estadounidense Ampaire completó un vuelo de prueba de 550 km con un motor eléctrico en el morro y un motor de combustión convencional en la parte trasera. Y luego está el hidrógeno, que tiene un gran potencial si se puede producir a partir de fuentes bajas en carbono en lugar de combustibles fósiles. Airbus está invirtiendo mucho en la tecnología necesaria para propulsar aviones con hidrógeno producido a partir de fuentes de energía renovables, con la esperanza de utilizarlo algún día para impulsar aviones gigantes que viajan largas distancias sin emisiones de CO2. Boeing también está probando su propio avión propulsado por hidrógeno.

En busca de la velocidad

Hay un área en la que la aviación comercial parece haber retrocedido, no avanzado. Solía ​​ser posible cruzar el Atlántico en vuelos supersónicos, pero hoy en día incluso aquellos con los bolsillos más profundos se ven obligados a conformarse con velocidades subsónicas. Algunas nuevas empresas están trabajando para solucionar este problema.

Boom Supersonic, una startup cuyos inversores incluyen la incubadora Y Combinator de Silicon Valley y Japan Airlines, está desarrollando un avión comercial que se espera que vuele a Mach 2,2 y cueste menos que el Concorde.

Aerion AS2 es otro proyecto de avión civil supersónico destinado al mercado de servicios empresariales. Aunque todavía se encuentra en la etapa de desarrollo, ya cuenta con un pedido de 2.400 millones de dólares del operador de aviones fraccionados Flexjet para 20 de sus aviones Mach 1,5 AS2. Pero incluso estas velocidades palidecen frente a las velocidades hipersónicas predichas por algunos programas de investigación ambiciosos.

Spaceliner, un proyecto liderado por DLR, el Instituto Alemán de Investigación Aeroespacial, viajará hasta el borde del espacio para volar 25 veces más rápido que la velocidad del sonido. De esta manera, sería posible volar desde Londres a Australia, por ejemplo, en unos 90 minutos.

“Muy a menudo en la industria aeroespacial el desafío no es tecnológico, sino financiero u operativo”, dice Rolf Henke, miembro de la junta directiva de investigación aeroespacial del DLR, el Instituto Alemán de Investigación Aeroespacial, que vuela desde los años 30, pero hace falta alguien. dispuesto a correr el riesgo e invertir enormes sumas de dinero”.

¿Qué tan real es la revolución de los aviones hipersónicos? ¿Llegaremos al punto en el que las últimas tecnologías coexistirán?

Concepto de “ala mixta”

Una de las propuestas de los ingenieros es el “cuerpo de ala combinada”, que ya he mencionado varias veces. Esta forma completamente nueva del avión es similar al diseño de “ala volante” utilizado en aviones militares como el icónico bombardero B-2 , pero el ala combinada tiene más volumen en la sección central. Tanto Boeing como Airbus están trabajando en la idea, al igual que un tercer actor, JetZero, con sede en California, que se ha fijado el ambicioso objetivo de poner en servicio un avión de ala mixta ya en 2030.

“Nos tomamos muy en serio el camino hacia cero emisiones en aviones grandes, y un fuselaje de alas mixtas puede proporcionar un 50% menos de consumo de combustible y emisiones”, dijo Tom O’Leary, cofundador y director ejecutivo de JetZero. “Es un tremendo avance con respecto a lo que la industria está acostumbrada”.

Al ser una especie de híbrido entre un ala voladora y un “tubo y ala” tradicional, un ala combinada permite que todo el avión genere sustentación minimizando la resistencia. La NASA afirma que esta forma “ayuda a aumentar la economía de combustible y crea un área de carga útil más grande (carga o pasajeros) en la parte central de la carrocería del avión”. La agencia lo probó en uno de sus aviones experimentales, el X-48 . Durante unos 120 vuelos de prueba entre 2007 y 2012, dos aviones no tripulados X-48 teledirigidos demostraron la viabilidad del concepto.

Según O’Leary, hay un problema técnico importante que frena a los fabricantes. “Es la presión en el fuselaje no cilíndrico”, dice, señalando el hecho de que un avión con forma de tubo es más capaz de manejar los constantes ciclos de expansión y contracción que ocurren durante cada vuelo. “Si piensas en ‘tubo y ala’, divides la carga: el tubo recibe la carga de presión y las alas reciben la carga de flexión. Pero el ala híbrida esencialmente las combina. Sólo ahora podemos hacer eso con materiales compuestos que sean ligero y fuerte”. Esta forma radicalmente nueva dará como resultado un interior de avión que se ve y se siente completamente diferente al de los aviones de fuselaje ancho actuales. JetZero espera tener sus aviones en servicio en 2030.

Vuelos supersónicos

Casi media docena de empresas compiten por ser las primeras en ofrecer viajes supersónicos al público, un interés interesante en un momento en el que gran parte de la inversión y la innovación en el transporte se centran en desarrollar opciones más limpias y respetuosas con el clima que utilizan menos combustible o Tecnologías de propulsión alternativas, como baterías o hidrógeno.

Boom Supersonic, con sede en Denver, planea presentar su avión de pasajeros supersónico llamado Overture en 2029. Se espera que el avión tenga capacidad para entre 64 y 80 pasajeros, según Blake Scholl, director ejecutivo de la compañía. Viajará a Mach 1,7, que es 1,7 veces la velocidad del sonido, más del doble de rápido que un avión de pasajeros convencional.

Los analistas de la industria dicen que el capital de riesgo y la idea de que los aviones comerciales supersónicos parecen una buena idea han contribuido en gran medida a la reactivación del proyecto.

Las compañías dicen que su nueva generación de aviones supersónicos tendrá una huella de carbono menor, en gran parte porque serán propulsados ​​por combustible para aviones respetuoso con el medio ambiente. Este combustible se elabora a partir de productos agrícolas, incluida la soja y las grasas animales. Pero los críticos dicen que la promesa ignora algunas realidades importantes. Por ejemplo, no hay suficiente combustible de aviación ecológico para los aviones que existen hoy en día. Y lo que existe es más caro: según algunas estimaciones, entre dos y cuatro veces más caro que los combustibles fósiles.

Y sea cual sea el combustible, la realidad es que los aviones supersónicos siempre utilizarán más. Para 2022, los aviones supersónicos podrían utilizar entre siete y nueve veces más combustible que los aviones comerciales convencionales y transportar menos pasajeros, según un estudio del Consejo Internacional de Transporte Limpio. Pero la NASA dice que los viajes supersónicos, al menos inicialmente, representarán una fracción muy pequeña de las emisiones totales de CO2 y una fracción muy pequeña de la aviación comercial. Aún así, dado que las aerolíneas se han comprometido a alcanzar cero emisiones netas de carbono para 2050, algunos dicen que es difícil ver cómo los aviones supersónicos encajan en ese marco.

Los analistas, sin embargo, tienen sus dudas, dada la dificultad que supone para las aerolíneas comerciales mantenerse a flote. Los aviones supersónicos transportarán menos pasajeros y consumirán más combustible. Si este combustible es un combustible para aviones respetuoso con el medio ambiente, los costes aumentarán aún más.

Hermeus, con sede en Atlanta, es solo una de las empresas que exploran la posibilidad de construir un avión comercial de pasajeros hipersónico aún más rápido. Mientras que los aviones supersónicos viajan más rápido que la velocidad del sonido, los aviones hipersónicos viajan a cinco o más veces esa velocidad.

El avión Halcyon de la compañía viajará a Mach 5, o cinco veces la velocidad del sonido. Pero la compañía es abierta sobre los desafíos tecnológicos que enfrenta al desarrollar un avión tan rápido. Hoy en día, según su portavoz, las posibilidades de que Halcyon despegue es inferior al 50%, pero esperan que esas probabilidades mejoren con el tiempo.

Pero incluso entonces, Hermeus -y todas las startups- tendrán que convencer al público para que crea en su proyecto y hacer frente a las crecientes preocupaciones sobre el impacto de los viajes aéreos en el medio ambiente. Esta puede ser una tarea difícil.

El optimismo y el entusiasmo rodean el resurgimiento de los viajes supersónicos y la tecnología continúa avanzando. Los vuelos supersónicos abren infinitas oportunidades para la investigación y la innovación, marcando el comienzo de una nueva era de los viajes aéreos.

Conclusiones

Entonces, si bien es posible que tengamos que esperar un poco más para volar los aviones futuristas del mañana, aún podemos concentrarnos en los materiales y procesos que permiten los aviones descarbonizados de hoy. Abróchense los cinturones, el viaje apenas comienza.

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