SGCG

Volver arriba

Sobre el E-Fan

2014-04-28

El avión eléctrico E-Fan de Airbus y Aero Composites Saintonge realizó su primer vuelo de demostración de cara al público hace unos días, el 25 de abril de 2014. Es un juguete interesante, sin duda: un monoplaza con estructura ligera de material compuesto y propulsión eléctrica mediante dos motores de hélice carenados.

La configuración es razonablemente convencional con mínimas idiosincrasias: monoplano; ala media a baja y aproximadamente recta (la flecha, progresiva, es mínima) con estrechamiento múltiple y diedro variable de negativo a positivo (ala de gaviota invertida) con un quiebro adicional cerca del borde marginal (los winglets); cola en «T»; y motores dispuestos simétricamente a ambos lados de la cabina.

Las baterías, de tipo LiPo, están almacenadas en el cajón de torsión del ala en las proximidades del encastre. El demostrador probado hace unos días usaba baterías comerciales normales y corrientes (off-the-shelf). Por lo que aparece en el folleto, las baterías parecen unas Kokam de la serie 216; en concreto, parecen el modelo SLPB90216216, que tiene una densidad energética de 164 W h kg⁻¹. La tensión nominal de la celda que aparece en el folleto del avión, 4 V, es compatible con la esperable de 3,7 V (que a su vez hace que cuadren los números del fabricante de las baterías) sin más que redondear a una cifra. La masa de una de estas baterías es de 900 g.

El E-Fan es una máquina pequeña: la masa en vacío es de 500 kg y la envergadura no llega a los 10 m. El folleto del fabricante no indica si la masa en vacío incluye o no las baterías (en un avión convencional no incluye el combustible), pero podemos estimar que no es del todo descabellado asumir que no las incluye, pero menos descabellado es asumir que sí. En efecto, como el avión usa 120 celdas, tenemos una energía almacenada de unos 64 MJ y una masa de baterías de 108 kg. El avión tiene una eficiencia aerodinámica en crucero igual a 16, con lo que si hubiera que levantar los 500 kg más 108 kg de baterías y unos 80 kg del piloto con algo de material adicional (un peso total de unos 6,7 kN), el empuje necesario sería de unos 420 N (el peso dividido entre la eficiencia aerodinámica). El crucero es a 160 km h⁻¹ y la autonomía es de 1 h; el producto de la rapidez de crucero, la autonomía y el empuje de los motores da unos 67 MJ, algo mayor que los 64 MJ. Esto es en condiciones poco realistas: siempre en crucero económico y asumiendo un rendimiento unitario del grupo motopropulsor. La autonomía no está dada con mucha precisión y los 64 MJ dan para unos 57 minutos en crucero económico en las condiciones de antes y unos 52 minutos si el rendimiento motopropulsor es de un impresionante 90 %. Ahora asumamos que la masa de baterías está incluida; si el piloto y sus bártulos suman 80 kg de masa, el peso es de 5,7 kN y el empuje está entre 350 N 360 N. Un vuelo de una hora a 160 km h⁻¹ con una eficiencia del grupo motopropulsor del señor 90 % de antes se ventila 63 MJ, casi todo lo almacenado en las baterías. Si el rendimiento es menos de ciencia ficción, de un todavía respetabilísimo 80 %, las baterías duran 54 minutos. Tenemos una opción claramente ganadora: los 500 kg incluyen las baterías.

Los aviones con propulsión plenamente eléctrica son interesantes, pero tienen importantes limitaciones. La densidad energética de las baterías es baja frente a la de los combustibles fósiles y no es de esperar que suba mucho a medio plazo. Pocos modos de transporte son tan dependientes de una alta densidad energética como el aéreo. Ahora bien, incluso si el gran negocio de Airbus se mantiene lejos del empuje eléctrico, los avances derivados del desarrollo de vehículos como el E-Fan probablemente tendrán interesantes aplicaciones comerciales.

Categorías: Actualidad, Aeroespacio

Artículos publicados el mismo mes

Permalink: http://sgcg.es/articulos/2014/04/28/sobre-el-e-fan/

Volver arriba