El compromiso de Aernnova con el desarrollo tecnológico

El futuro de la aviación nos conduce a un crecimiento marcado por la responsabilidad medioambiental, que incluye, entre otros, (i) sistemas de energía de bajo carbono, (ii) soluciones aeronáuticas con menor consumo energético mediante estructuras más ligeras y aerodinámicamente más eficientes, (iii) aeronaves con sistemas eléctricos de bajo consumo al 100%.

Aernnova colabora en varios proyectos europeos principales y otros proyectos transversales como Clean Sky / Clean Aviation, e-Flight o LaserWay, desarrollados en los últimos años.

(i) En cuanto a las nuevas configuraciones aeronáuticas con menor consumo energético mediante estructuras más ligeras y aerodinámicamente más eficientes, participamos activamente en el desarrollo de soluciones que integran desarrollos aerodinámicos optimizados como el Control de Flujo Laminar Híbrido (HLFC) o estructuras "morphing" destinadas a reducir la resistencia aerodinámica generada por las discontinuidades externas de la aeronave en sus maniobras, en un entorno de mantenimiento reducido.

Dentro del proyecto HLFC (Hybrid Laminar Flow Control), se modificaron las estructuras actuales del borde de ataque del estabilizador y se diseñaron estructuras completas para el borde de ataque del ala integrando sistemas de succión y su control, dando lugar a dos demostradores, siendo la porosidad o microperforación variable de la piel exterior la piedra angular de la optimización aerodinámica de la succión de flujo laminar.

Dentro de este proyecto, Aernnova ha obtenido varias patentes de soluciones estructurales para el desarrollo de sistemas modulares para la integración de pieles de borde de ataque y su sistema de succión.

Demostrador final (GBD) HLFC Wing

Demostrador final (GBD) HLFC Wing

El LaserWay El proyecto está desarrollando la próxima generación de equipos láser de microperforación variable de potencia industrial, donde los requisitos geométricos de calidad de porosidad en cada punto de la superficie del ala provienen directamente de la optimización aerodinámica. Este conocimiento se suma al ya adquirido en el desarrollo del HyperDrill, que es complementario al HLFC.

A lo largo del UpWing proyecto, colaboramos en el diseño y fabricación de un borde de ataque deformable o "inducido por deformación" en termoplástico para alas de gran alargamiento en aviones de transporte comercial de nueva generación, con la integración de un sistema antihielo totalmente eléctrico que utiliza sensores piezoeléctricos para detectar la formación de hielo y, con ello, generar vibraciones para romper el hielo formado en el borde de ataque.

El desafío industrial radica en que el uso de termoplásticos permite una tasa de fabricación de estructuras muy elevada.

Un tercer campo de conocimiento dentro de este proyecto es el desarrollo de laminados no convencionales, donde las fibras se orientan siguiendo trayectorias optimizadas en las partes más críticas.

Además, en el proyecto ENGRT, financiado por la UE, Aernnova trabaja con Airbus Helicopters y Leonardo en nuevas plataformas de helicópteros.

El proyecto HERA tiene como objetivo obtener métricas en los procesos de producción, como la medición del consumo eléctrico para su evaluación en líneas de producción, tanto en autoclave como fuera de autoclave. En particular, AED está desarrollando un modelo híbrido digital de la fabricación de un borde de ataque. El resultado final será poder monitorizar en tiempo real variables significativas que impactan en el proceso, no solo en términos de consumo, sino también en términos de calidad final, recuperación elástica, etc. INEGI, un importante centro tecnológico portugués con sede en Oporto con el que colaboramos, está evaluando la posibilidad de energizar los procesos de autoclave mediante energía solar. Airbus y Leonardo se centran en procesos fuera de autoclave, abiertos al uso de compuestos basados en resinas termoestables y termoplásticos.

(ii) El desarrollo de nuevos sistemas de energía baja en carbono es un pilar importante en cuanto a la reducción drástica de las emisiones de CO2 a la atmósfera. Una de las líneas de desarrollo actuales es el uso de nuevos combustibles que compensen las emisiones en su generación, de modo que el efecto neto de su huella de carbono sea cero o cercano a cero. Energía eléctrica almacenada en baterías o pilas de combustible alimentadas por hidrógeno o combustión directa de hidrógeno. FASTER H2 se centra en el hidrógeno líquido como sistema energético.

Aquí nos enfrentamos a un desafío tecnológico: el almacenamiento de hidrógeno líquido a temperaturas cercanas a los 250 ºC bajo cero.

La solución es el desafío y estamos trabajando en ello.

Integrar tecnologías de materiales compuestos y metálicos que tengan la capacidad de almacenar hidrógeno en estas condiciones de presión y temperatura, además de soportar las cargas operativas que justifican la integridad estructural, no solo de los elementos estructurales de almacenamiento, sino que también debe demostrar la distribución del combustible para llegar a los motores. Estamos trabajando en ello.

El siguiente gráfico muestra el uso del hidrógeno como combustible, donde las variables de presión y temperatura se muestran en función de la densidad energética.

La parte izquierda del gráfico muestra claramente el desafío tecnológico al que nos enfrentamos: el almacenamiento de hidrógeno líquido a temperaturas cercanas a los 250 ºC bajo cero. La solución es el desafío.

Integrar tecnologías de materiales compuestos y metálicos que tengan la capacidad de almacenar hidrógeno en estas condiciones de presión y temperatura, además de soportar las cargas operativas que justifican la integridad estructural, no solo de los elementos estructurales de almacenamiento, sino que también debe demostrar la distribución del combustible para llegar a los motores.

Diagrama de densidad energética del hidrógeno como combustible, asociado a su estado y temperatura. El hidrógeno líquido a 4 bares de presión y 33 K es el punto de equilibrio como combustible para una aeronave.

Los tanques de tipo IV se fabrican con una camisa externa que proporciona la función de resistencia en material compuesto (generalmente fibra de carbono) y una camisa interna que cumple la función de barrera de gas (habitualmente fabricada mediante termoplástico inyectado o rotomoldeado). Por otro lado, los tanques de tipo V se fabrican con un único revestimiento compuesto que combina ambas funciones: la de resistencia y la de barrera.

Los procesos de fabricación más comunes para estos tanques son el "bobinado de filamentos" (con hilo húmedo) o la "colocación automática de fibra", los cuales requieren un proceso posterior de curado en autoclave. En colaboración con socios tecnológicos, estamos trabajando en procesos alternativos que no requieren autoclave.

(iii) Por último, la tercera de las áreas en las que Aernnova trabaja para lograr un crecimiento en la aviación marcado por la responsabilidad medioambiental es el uso de sistemas 100% eléctricos. En nuestro artículo sobre nueva movilidad, podrá ver los proyectos de Aernnova relacionados con esta área.