Este artículo ha sido escrito por DaVinci Aviation, una start-up que ha estado trabajando en un nuevo diseño de jet empresarial. DaVinci Aviation está buscando socios para llevar su idea a la siguiente fase de desarrollo y agradecen su ayuda. No dude en ponerse en contacto con ellos directamente mediante el siguiente formulario. Si desea presentar su idea de inicio a la comunidad, por favor póngase en contacto con nosotros aquí.
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EL 21st ¡TODAVÍA NO ESTÁ AQUÍ!
El transporte aéreo es quizás una de las industrias que están más bajo escrutinio por su impacto en el medio ambiente, con razón o no, para el caso. El calentamiento global está impulsando a los gobiernos del mundo a definir y hacer cumplir políticas de “cero emisiones netas”. En la aviación, esas políticas están siendo aplicadas por regulaciones cada vez más estrictas que forjarán la próxima generación de aeronaves y sistemas de propulsión para la aviación comercial. Por lo tanto, la aviación verde parece ser la próxima obligación de la humanidad con la oportunidad de negocio que la acompaña.
De hecho, en los últimos años, más y más emprendedores, nuevas empresas, inversores y la propia gran industria se han lanzado a esta carrera para ofrecer una aviación más ecológica. Por un lado, innumerables (y aún contando) pequeños conceptos de vehículos aéreos eléctricos con muchas pequeñas hélices distribuidas por todos lados han sido propuestos por tantos emprendedores y sus nuevas empresas para entregar la UAM (Urban Air Mobility).
Dados los desafíos de la regulación faltante, por no hablar de los de la infraestructura faltante (ambos todavía un largo camino por recorrer) y de las operaciones seguras en áreas densamente pobladas, se siente un poco como la UAM es una necesidad recién inventada para brindar transporte aéreo electrificado. una oportunidad al menos a escala urbana, la única de la que podrían ser capaces las baterías con sus limitaciones actuales. No obstante, los inversores invierten cantidades nada despreciables de efectivo en este tipo de startups.
Por otro lado, los grandes fabricantes de aviones y las instituciones de investigación han iniciado (desde hace mucho) estudios de nuevas configuraciones exóticas de aviones de transporte en la búsqueda de aviones más eficientes (es decir, menos demandantes de combustible).
Y al mismo tiempo, junto con los grandes fabricantes de motores, están tratando de descubrir cómo integrar nuevos sistemas de propulsión híbridos dentro de las estructuras de los aviones actuales sin sacrificar demasiado volumen y peso para la carga útil.
¿LA ELECTRIFICACIÓN HACERÁ QUE LA AVIACIÓN SEA MÁS VERDE?
Para volar de manera más eficiente (y por lo tanto más respetuosa con el medio ambiente), el peso de la aeronave es, al final, uno de los factores más importantes y debe mantenerse bajo. Realmente no está claro desde la perspectiva actual la cantidad de hardware adicional en los conceptos actuales de propulsión eléctrica e híbrida, como:
- motores eléctricos (principalmente de hierro y cobre),
- telares de alto voltaje,
- dispositivos de disipación de calor,
- convertidores de potencia
- generadores de gas para recarga de baterías en vuelo,
- Peso de las baterías (por cada kilogramo de queroseno se requieren ~ 11 kg de baterías para generar el mismo empuje utilizable durante la misma duración),
- que no se disipa con el agotamiento (opuesto al peso del combustible)
puede hacer que un avión eléctrico sea eficiente en absoluto.
Digamos que estábamos a punto de resolver los problemas de peso y volumen del hardware que acabamos de mencionar y de obtener un aumento de la densidad de energía en un factor de 13 (actualmente ~ 300Wh / kg - requerido para reemplazar el combustible en vuelos de largo alcance: ~ 4000Wh / kg) de las baterías. ¿Podríamos electrificar la aviación de inmediato?
La siguiente pregunta es: ¿desde dónde recargaríamos una gran cantidad (¿millones?) De baterías? Hoy en día, en el mejor de los casos, podríamos conectarlos a las redes de energía eléctrica, que en su mayoría funcionan con combustibles fósiles y nucleares.
Y luego, ¿de dónde obtendríamos todos los minerales para construir tantas baterías y reemplazarlas a medida que se agoten (la vida útil de la batería es de unos pocos años)?
Para volar realmente verde con baterías, primero se debe resolver otro conjunto de problemas importantes:
- Crear la infraestructura global para recargar baterías a partir de fuentes de energía renovables (viento, sol, agua…). Quemar algún tipo de combustible en una planta de energía, generar energía eléctrica, almacenarla en baterías y luego reclamarla desde la propia batería es un proceso menos eficiente que quemar combustible directamente en la cámara de combustión de un motor.
- Encuentre una manera de extraer y procesar los minerales para las baterías a gran escala para impulsar la aviación (y la automoción para el caso) en una forma de "emisión neta cero".
- Encuentre una manera de reciclar eficazmente los materiales de construcción de las baterías agotadas. Fallar en este último desafío pronto crearía un problema de contaminación global adicional tan abrumador como los propios desechos plásticos.
Honestamente, no vemos a nadie, ni a los gobiernos ni a los fanáticos de la electrificación, abordando estos inmensos desafíos, todavía.
Aunque todos esos problemas podrían resolverse algún día para permitir una aviación más ecológica, desde la perspectiva actual no habrá ninguna aplicación práctica a mano en el corto plazo, y tal vez, dadas las proporciones de los muchos desafíos técnicos y políticos, ganó. No lo será durante los próximos quince o veinte años. Y si esto es un golpe para el medio ambiente, también lo es para las oportunidades de negocio.
AHORA EXISTE UNA OPORTUNIDAD PARA LA AVIACIÓN VERDE Y PARA LOS NEGOCIOS
En esta prisa, nadie parece haberse dado cuenta de que hay una rama completa de la aviación, la aviación comercial, donde ahora mismo hay disponible una oportunidad oculta pero enorme para volar de manera más ecológica, cumpliendo así nuestra obligación con nuestro planeta de origen y obtener grandes ganancias en el mundo. Mismo tiempo.
El de la aviación comercial es un mercado bastante rentable para los fabricantes activos de este segmento.
Estos son algunos, pero muy buenos ejemplos en los últimos diez años de cómo esos fabricantes pudieron disfrutar de un flujo de pedidos altamente satisfactorio desde la fecha de entrada en servicio de sus nuevos productos.
En general, el mercado de los BJ ha sido muy dinámico durante la última década y se espera que crezca aún más en el futuro, especialmente si las autoridades de China ponen sus espacios aéreos a disposición de la aviación privada.
Por último, pero no menos importante, si el efecto inmediato de la pandemia ha afectado a toda la industria aeronáutica también a través de las cadenas de suministro, la reacción de las personas y corporaciones adineradas a este momento de COVID es considerar la aviación privada como una forma de evitar las grandes multitudes. aeronaves comerciales y terminales aeroportuarias.
Por otro lado, este mercado está totalmente ocupado por un grupo de empresas, que por reputación de marca y tecnología podríamos llamar a los Ferrari y Porsche de la aviación. No han dejado nicho en ningún segmento.
¿Dónde está entonces esta oportunidad de comenzar a hacer la aviación más ecológica ahora y de obtener ganancias con ella?
AREAS DE INNOVACIÓN RADICAL
Puede resultar sorprendente, pero la mayoría de los elementos aerodinámicos y estructurales de un jet de negocios moderno no han cambiado mucho desde la introducción del primer jet privado en los años sesenta del siglo pasado. Algunos de los puntos de venta más importantes de un BJ, como el piso de la cabina ininterrumpido y la altura de la cabina, impulsan el diseño de la aeronave de tal manera que existen ineficiencias inherentes (estructural y aerodinámicamente) de ese tipo de diseño.
Bueno, imagina por un momento que puedes llevar a un mercado lleno de productos “copiados al carbón” apenas distinguibles entre sí, un avión que con sus líneas elegantes pero futuristas parece surgir directamente de una película de ciencia ficción. E imagina que este avión puede ofrecer
- mejorado hasta en un 30 +% de alcance de aire específico (cuántas millas vuela un avión por libra de combustible quemado) con respecto a los aviones existentes
- reducción de las emisiones de CO2 en consecuencia
- proporcionar a los pasajeros más comodidad y comodidades en la cabina que los diseños existentes
- para crear una oportunidad de negocio de 500 + m $ / año en el segmento de mercado de los jets de negocios
- y ser un precursor de la remodelación de la aviación comercial también
- el potencial para acomodar cualquier tipo de sistemas de propulsión futuros (totalmente eléctricos, híbridos, de hidrógeno ...) en caso de que estén disponibles y sean realmente más eficientes que los actuales.
En DaVinci Aviation partimos con estos objetivos en mente. Reconsideramos desde cero los elementos de los diseños actuales y reinventamos el jet de negocios para convertirlo en un tipo de avión verdaderamente respetuoso con el medio ambiente del siglo XXI.
Creemos que hemos tenido éxito en este proceso y nuestras proyecciones de rendimiento, basadas en nuestro trabajo de ingeniería, muestran una ventaja significativa de nuestro concepto, con el avión en dos segmentos de mercado a la vez (jets comerciales ligeros y medianos).
Podemos ofrecer un fuselaje más ecológico por diseño, es decir, menor consumo (y por lo tanto emisiones) a una velocidad de crucero igual o mayor que los aviones existentes en los dos segmentos de mercado anteriores.
A la luz de la creciente conciencia ambiental de individuos y gobiernos, una aeronave más ecológica significa una mayor aceptación por parte del público en general, agencias de certificación, líderes políticos, empresarios y corporaciones que se preocupan por el medio ambiente.
EL CAMINO A SEGUIR
Hemos desarrollado un diseño en la etapa de concepto. El diseño conceptual es una práctica común y fundamental en cada gran fabricante de aviones para establecer la solidez de un concepto tanto desde el punto de vista de la ingeniería como del marketing antes de pasar a la exigente fase de diseño preliminar. Esto es lo que podríamos lograr con nuestros propios recursos.
Los siguientes pasos son fundamentales y, sin embargo, no requieren mucho tiempo y dinero: se requiere una verificación más detallada de nuestros resultados para confirmar nuestras predicciones y consolidar el potencial del concepto, por ejemplo, en misiones especiales como la ambulancia aérea. Para lograr este objetivo, deben crearse modelos virtuales aerodinámicos y estructurales de la aeronave. El modelo aerodinámico se ejecutaría en un túnel de viento virtual (matemático) para predecir la resistencia aerodinámica y otras características de estabilidad de la configuración propuesta con mayor precisión. El modelo de disposición estructural proporcionaría una descripción general de la viabilidad estructural, la disposición general de los elementos de la aeronave, la tecnología de materiales requerida y una estimación más precisa del peso en vacío de la aeronave. El esfuerzo económico de esta fase podría ser del orden de 250k €.
Suponiendo que el concepto pasaría el escrutinio con gran éxito, como esperamos, tendría que crearse una máquina financiera y técnica, la empresa, capaz de dar vida, certificar y comercializar el concepto.
Un proyecto como este estaría en el orden de los 500 millones de dólares en una escala de tiempo de ~ 6 años distribuidos aproximadamente de la siguiente manera:
• Diseño preliminar a PDR - 1.2 años - 70mln
• Diseño detallado a CDR -1.5 años - 90 millones de dólares
• 1 construcción de prototipo - 8 millones de dólares - se requieren 3
• Desarrollo (ingeniería y pruebas de vuelo) - 2 años - 180 millones de dólares
• Certificación (ingeniería y pruebas de vuelo) y marketing - 1.2 años - 110 millones de dólares
Estos números se aplican a un fabricante experimentado y bien organizado, es decir, un fabricante con experiencia previa en diseño, construcción, certificación y comercialización de una aeronave compleja. Sin embargo, empresas emergentes como Boom, Tesla, Blue Origin y SpaceX son la prueba viviente de que las grandes visiones no hacen que ningún objetivo sea lo suficientemente difícil como para que no se pueda lograr.
