NEWSLETTER
ALERTAS
Plataformas de combate eléctricas (III). Aéreas
La movilidad eléctrica ha alcanzado a los medios aéreos. Cada vez son más las compañías que presentan sus prototipos de vehículos aéreos 100% eléctricos llamados a revolucionar la movilidad urbana. Y es precisamente este carácter disruptivo el que hace que la industria de defensa también ponga sus ojos sobre estos sistemas.
En la actualidad ya se emplean sistemas aéreos puramente eléctricos en operaciones de combate. Nos referimos a los UAV, sistemas no tripulados de pequeño tamaño que comenzaron siendo empleados para tareas de vigilancia y que en la actualidad, con un incremento en su porte y capacidades, ya son capaces de efectuar acciones ofensivas o tareas logísticas pesadas.
Es precisamente en este campo diferenciador entre sistemas tripulados y no tripulados donde encontramos la frontera que está a punto de ser traspasada. Los desarrollos conceptuales de aeronaves de gran porte con un alto nivel de electrificación empiezan a ser una realidad, pudiendo encontrarse los primeros prototipos realizando vuelos de prueba.
Ala rotatoria.
Los UAV han supuesto un antes y un después en la manera en la que se puede llegar a entender la movilidad aérea eléctrica. Gracias al desarrollo de las tecnologías asociadas a los UAV de ala rotatoria, no solo en propulsión, si otras soluciones tecnológicas orientadas a la navegación y estabilidad, encontramos un campo de posibilidades muy amplio.
En esta línea, destaca el interés que el Pentágono ha mostrado recientemente por el Midnight eVTOL de la estadounidense Archer Aviation, con el encargo de seis de estas aeronaves para la US Air Force por un valor de 142 millones de dólares. El Midnight eVTOL puede transportar a cuatro personas, con una velocidad punta de 240 km/h y hasta 100 kilómetros de autonomía.
Si bien su despegue y aterrizaje es vertical, una vez en el aire, sus rotores frontales pueden variar su vector a horizontal para incrementar la velocidad de avance, de manera similar al V-22 Osprey. Esto le otorga una gran versatilidad a la hora de seleccionar las plataformas o puntos de despegue y toma. En un inicio, estas aeronaves estarán destinadas a labores logísticas, transporte y rescate de personal. Los descendientes de estas aeronaves podrán realizar acciones más pesadas y decisivas, por lo que no nos encontramos ante un hito tecnológico de gran relevancia en la industria aeroespacial.
Ala fija.
Ingenieros del MIT están trabajando en un motor eléctrico de 1 MW, comparable en peso y tamaño a los motores actuales de avión, con potencial para electrificar aeronaves más grandes. Este motor utiliza un sistema híbrido o turboeléctrico, representando un paso clave hacia la descarbonización en la industria aérea.
Por su parte, Airbus avanza en su programa ZEROe, que busca reducir las emisiones de carbono en la aviación mediante el uso de hidrógeno como fuente primaria de energía. Recientemente, la empresa ha logrado encender con éxito su primer motor eléctrico de pila de combustible de hidrógeno, marcando un hito crucial para el programa. El objetivo es desarrollar un avión propulsado exclusivamente por hidrógeno, sin emisiones, para que esté operativo para el año 2030. El éxito inicial llevará a pruebas en tierra en un Airbus A380, con la posibilidad de vuelos de prueba en 2026, dependiendo de los avances satisfactorios.
Aunque parece lógico pensar que esta tecnología podría ser compatible para el desarrollo de futuros aviones de transporte militar, los cazas parecen estar excluidos de este campo, al menos por el momento. Un ejemplo lo encontramos en el Tempest, el avión de combate de sexta generación del Reino Unido.
BAE Systems evalúa opciones eléctricas con el potencial de un sistema de propulsión híbrido o completamente eléctrico para el Tempest. Aunque la viabilidad de un jet totalmente eléctrico es cuestionable debido al estado incipiente del vuelo eléctrico, el Tempest sí incorporará baterías avanzadas para alimentar sistemas de armas láser y medidas defensivas.
Rolls-Royce ha sido la encargada de desarrollar la tecnología eléctrica para el Tempest, con el foco en la eficiencia y potencia. La compañía ha diseñado un generador de arranque eléctrico integrado en el núcleo del motor de turbina de gas, conocido como el programa demostrador E2SG. Este generador proporcionará la energía eléctrica necesaria para sistemas a bordo, armas, sensores y comunicaciones, con énfasis en la gestión térmica integrada y demostradores avanzados de sistemas de energía y propulsión eléctrica.
Retos tecnológicos
Las plataformas de combate aéreo eléctricas se benefician de avances tecnológicos notables en diferentes campos. Motores eléctricos de alta potencia, baterías de última generación y materiales avanzados contribuyen a la creación de aeronaves de alto rendimiento. Avances tecnológicos complementarios, como la miniaturización de componentes electrónicos y el desarrollo de sistemas eficientes de almacenamiento de energía mediante nanotecnología son pilares fundamentales que han allanado el camino hacia el surgimiento de estas aeronaves.
A pesar de estos avances, la transición a plataformas de combate aéreo eléctricas no está exenta de desafíos, principalmente relacionados con la autonomía y tiempo de carga. La densidad energética de las baterías y la eficiencia de los sistemas de propulsión son las dos principales líneas de esfuerzo en las que la ingeniería está centrada. A mayor eficiencia energética y densidad de las baterías, mayor será la autonomía y capacidad de carga de las aeronaves.
Otro factor de gran impacto es la temperatura. El rendimiento máximo de una batería de litio se alcanza a 25º C, con un rango de trabajo estándar de 0ºC a 50ºC, suficiente para operar en las zonas ecuatoriales y tropicales del planeta. Sin embargo, su rendimiento, y por lo tanto el de la plataforma que alimenta, se puede ver afectado en latitudes y zonas con temperaturas extremas, llegando incluso a poder no funcionar.
Con temperaturas muy altas, el principal problema será la disminución de su vida útil a casi la mitad. Por el contrario, las bajas temperaturas reducen el rendimiento de las baterías debido a su descarga. Por debajo de 0º C, el rendimiento de una batería puede llegar a disminuir un 30%, pudiendo llegar a dejar de funcionar por debajo de -25ºC, un factor de gran impacto para vuelos de gran altitud. Por ello, parece que la solución en una primera instancia deba pasar por el empleo de pilas de hidrógeno.
Conclusiones
La adopción de sistemas eléctricos en el combate aéreo no solo ofrece beneficios medioambientales, sino que también conlleva ventajas operativas sustanciales. La simplicidad de los sistemas eléctricos reduce los requisitos de mantenimiento, lo que, a su vez, aumenta la disponibilidad operativa y disminuye los costos a largo plazo.
Además, al carecer de motores ruidosos de combustión interna, operan en un nivel de sigilo sin precedentes. Esta característica se traduce en una ventaja táctica significativa, especialmente en misiones de reconocimiento y operaciones especiales. La capacidad para aproximarse sin ser detectado puede cambiar radicalmente el concepto de empleo de los medios aéreos.
El ascenso de las plataformas de combate aéreo 100% eléctricas marca un cambio paradigmático en la guerra aérea. Más allá de la sostenibilidad, estas aeronaves prometen una mejora sustancial en la eficiencia operativa y táctica. A medida que los desafíos tecnológicos se superan y las inversiones continúan, es probable que veamos una adopción más generalizada de esta tecnología en el campo militar. Estamos presenciando el despegue hacia un futuro donde la electricidad impulsa no solo la movilidad urbana, sino también el combate en los cielos.
