Niñas en el campo

Caso práctico

Imaginando el futuro de los vuelos

TE celebró el 150 cumpleaños de Orville Wright con una mirada a la tecnología que permite la innovación en el diseño de la aviación.

Autor

Matt McAlonis, miembro del área de Ingeniería, área aeroespacial

Como pioneros en la aviación, Orville y su hermano mayor Wilbur fueron los primeros en construir y pilotar un avión de propulsión mecánica: el famoso "biplano" de dos alas. Aunque hemos recorrido un largo camino desde los biplanos de tela, el espíritu de determinación y los altos estándares de ingeniería de los hermanos Wright siguen guiando a los visionarios de la aviación de hoy en día, mientras continuamos enfrentándonos a complejos desafíos y haciendo avances en el campo del vuelo.

 

Resurgimiento de la pandemia mundial

La reciente pandemia mundial afectó de manera excepcional a las industrias aéreas comerciales y de apoyo. Según datos de Cirium, la flota mundial de aviones comerciales en enero de 2020 era de casi 25,000 aviones; cuatro meses después, dos tercios de ellos estaban en tierra. Las estrategias para hacer frente a este reto han sido las siguientes:


1. Proporcionar inspección y mantenimiento adicionales para devolver al servicio miles de aeronaves en tierra. Los aviones que no han volado durante mucho tiempo deben ser inspeccionados para detectar la corrosión, la intemperie, el polvo, los habitantes no deseados, como los insectos y los pájaros que anidan, y otros factores ambientales que afectan a las aeronaves estacionadas.1
 

2. Optimizar el entorno de la cabina para promover la salud de los pasajeros significa utilizar tecnologías establecidas y nuevas, como procesos de saneamiento mejorados en las zonas de pasajeros entre vuelos; seguir utilizando filtros de aire de partículas de alta eficiencia (HEPA) de calidad hospitalaria para mezclar aproximadamente un 50 % de aire filtrado con un 50 % de aire exterior durante hasta 30 cambios de aire por hora; y también emplear nuevos modelos de datos para optimizar los asientos y las zonas de respiración de los pasajeros.2

Con el regreso de más viajeros a los cielos, no solo estamos viendo un aumento en el mantenimiento de la flota y en las expectativas de los pasajeros por un entorno de cabina más limpio, sino también una industria que está deseando una mayor innovación. 

Evolución de la conectividad de los pasajeros

En 1903, los hermanos Wright lograron el primer vuelo en avión motorizado, sostenido y controlado.  En aquel entonces, la gran noticia era simplemente mantenerse en el aire. 

Hoy en día, los pasajeros esperan tener acceso a las noticias y mucho más con una conectividad perfecta a Internet, las redes sociales y el entretenimiento a bordo (IFE). La conexión de pasajeros requiere:
 

1. Construir aviones con sistemas "back-end" que admitan interfaces alámbricas e inalámbricas para que los pasajeros puedan utilizar su propio dispositivo, independientemente del sistema operativo.
 

2. Admite un mayor ancho de banda mediante el uso de cables y cableado de alta velocidad, incluidos los cables de fibra óptica que permiten velocidades de gigahercios para permitir la transmisión de video.

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El vuelo sónico se une a los avances en sostenibilidad

Casi 20 años después del último vuelo del Concorde, el renacimiento de los aviones supersónicos de pasajeros que permiten viajar el doble de rápido se cruza con la creciente preocupación por el impacto del transporte aéreo en el medioambiente. Los innovadores de la aviación de hoy están respondiendo con avances de ingeniería de diseño y sostenibilidad que apuntan a objetivos de cero carbono e incluyen:


1. Formular combustibles de aviación sostenibles, como los biocombustibles y el queroseno sintético, para reducir las emisiones de carbono y crear "cielos más verdes". 
 

2. Aligerar el peso de los aviones mediante el uso de materiales innovadores y sistemas electrónicos miniaturizados que ayudan a reducir el peso y a disminuir el costo y el consumo de combustible. Por cada kilogramo de combustible para aviones ahorrado, se eliminan 3.16 kilogramos de emisiones de CO2.4

Desarrollos de vuelos eléctricos

Así como los vehículos eléctricos están revolucionando la industria del automóvil, los aviones eléctricos pueden impulsar la sostenibilidad y permitir la comodidad de los viajes aéreos. Volar por encima de las ciudades y los barrios periféricos evita los embotellamientos y el uso de helicópteros eléctricos reduce considerablemente el ruido y las emisiones de CO2. 

Pero el diseño de "taxis aéreos" prácticos para la movilidad aérea urbana/avanzada (UAM/AAM) o de vehículos eléctricos de despegue y aterrizaje vertical (eVTOL) plantea un nuevo y complejo conjunto de retos que incluyen:
 

1. Navegar a tan solo 150 metros (500 pies) de altura en saltos de 50 millas a través de un paisaje urbano impone nuevas exigencias al control del tráfico aéreo, los sensores, el procesamiento de datos y la conectividad. La transferencia de tecnologías de la industria aeronáutica de defensa, como las placas base de tejido de conmutación de alta velocidad y las interconexiones ópticas, puede proporcionar el inmenso ancho de banda necesario para la navegación autónoma de los UAM.
 

2. La carga de las baterías de las aeronaves eVTOL y UAM/AAM debe realizarse en minutos y no en horas para que los vuelos eléctricos comerciales sean económicamente viables. Los cables, contactores e interruptores especiales pueden manejar altos voltajes, amperajes y temperaturas que se encuentran durante la carga rápida. La reducción del peso de la batería, la densidad de energía y la carga rápida están maduras para la innovación. Los diseños y las fórmulas de las baterías se están desarrollando para proporcionar la máxima potencia en los despegues y aterrizajes sin añadir un peso excesivo al fuselaje, un equilibrio entre peso y potencia bien conocido por los hermanos Wright.
 

Según la edición EVTOL de febrero/marzo de 2021 de la revista digital Avionics, las compañías de movilidad aérea recaudaron $1.3 mil millones en inversión privada adicional en 2020, un aumento del 80 % con respecto a 2019.5

Hasta el infinito y más allá

Recientemente, fuimos testigos de una era completamente nueva en la aviación con la aparición de los vuelos espaciales comerciales. Será emocionante ver cómo evoluciona esta nueva área de la aviación y cómo podemos continuar innovando a medida que la industria continúa creciendo.
 

A pesar de los recientes desafíos, la innovación en la aviación continúa con el tipo de visión audaz para conectar las aeronaves con tecnologías más eficientes y sostenibles que harían sentir orgullosos a los hermanos Wright.