El revolucionario motor con sello español para el coche volador: sin hélices y muy silencioso

El momento en que los coches voladores surquen los cielos está más cerca de lo que parece. En los últimos años, decenas de empresas de todo el mundo, España incluida, han presentado más de 800 conceptos y prototipos. De hecho, varios de ellos ya han llevado a cabo sus primeras pruebas de vuelo, como el aerotaxi español para evitar los atascos de Madrid y cruzar la ciudad en 15 minutos o el chino XPeng X2, que realizó su vuelo inaugural en Dubái. Sin embargo, todavía quedan importantes retos por superar para que podamos usarlos con normalidad, como el regulatorio o el desarrollo de la tecnología necesaria para hacerlos más silenciosos.

Y es que, aunque prácticamente todos los VTOL (vehículos de despegue y aterrizaje vertical) son eléctricos, el uso de grandes hélices en varios rotores que giran a gran velocidad provoca un ruido considerable, que puede contribuir decisivamente a la contaminación acústica en las ciudades y perjudicar su despliegue. Es algo en lo que los fabricantes de aviones ya están trabajando, con métodos y soluciones tecnológicas para hacerlos más silenciosos, y los de los coches voladores no quieren quedarse atrás.  

Por eso la empresa austriaca CycloTech, que lleva años desarrollando un motor aeronáutico compacto en forma de tambor con álabes ajustables, ha llevado a cabo "la campaña de pruebas de ruido en exteriores con ciclorotor más extensa jamás realizada en la industria aeronáutica", según un comunicado de prensa. Al frente de los tests ha estado el ingeniero aeronáutico español Pedro Carrasco Laraña, experto en optimización del rendimiento acústico de la propulsión de aeronaves.

Compacto y silencioso

Para entender la propuesta diferencial de CycloTech, que ya ha recibido autorización de los reguladores austriacos para llevar a cabo vuelos en exterior, hay que profundizar en el diseño de sus peculiares rotores. Más parecido al tambor de una lavadora doméstica que a un motor de avión, su propuesta es adaptar al mundo de la aviación el impulsor Voith Schneider -o impulsor cicloidal- que se usa actualmente en la propulsión marina como uno de los sistemas más maniobrables y eficientes del mercado.

Básicamente, los llamados CycloRotors permiten un control directo e inmediato de la magnitud y la dirección del empuje (en los 360 grados del eje de rotación) en fracciones de segundo, lo que aporta una maniobrabilidad de la que otro tipo de propulsores son incapaces. Lo que intentan es que estos propulsores sean una solución viable para nuevos modelos de eVTOL, como el que han diseñado junto a la empresa japonesa de transporte de mercancías Yamato.

Concepto del eVTOL para transporte de mercancías CycloTech/Yamato Omicrono

La hiperpersonalización del empuje implica que los sistemas de vuelo pueden adaptarse casi instantáneamente a la meteorología adversa, uno de los problemas a los que se enfrentan los pilotos todos los días. Los CycloRotors "brindan agilidad a un nivel superior y permiten reaccionar ante vientos cruzados y ráfagas de una manera mucho más rápida y efectiva. En lugar de inclinar una unidad de hélice, el CycloRotor contrarresta inmediatamente la fuerza aplicada".

El otro pilar sobre el que se asienta el concepto es que permite disponer de toda la tecnología en un volumen muy pequeño, haciendo que las aeronaves con CycloRotors como sistema de empuje principal tengan una reducción de la superficie que ocupan de hasta el 75%.

La disminución de ese espacio en tierra, junto a la capacidad de despegar y aterrizar en vertical pero con vuelo de impulso horizontal, hace de esta tecnología una solución perfecta para las aeronaves VTOL, a la que quieren añadir la etiqueta de silencioso para no perturbar la tranquilidad de los ciudadanos. Es algo que no estaba presente en la primera prueba de vuelo que realizaron allá por 2021, con una plataforma con 4 motores CycloRotor y un peso de 83 kilogramos, un modelo a escala de un aerotaxi de 5 plazas.

La meta de CycloTech sigue siendo mejorar las prestaciones de sus motores, y por eso han llevado a cabo una investigación liderada por Carrasco Laraña para recabar todo tipo de datos y conocer con detalle "la influencia de distintos parámetros en las características acústicas de los CyloRotors". El objetivo, minimizar la exposición al ruido en zonas pobladas, está al alcance de la mano.

Reducción del ruido

Para llevar a cabo las pruebas, que tuvieron lugar en junio de 2022, el ingeniero español y su equipo montaron el modelo de CycloRotor Hummingbird CR-42 verticalmente en un bastidor móvil en el aeropuerto de Wels, al norte de Austria. Para lograr la mayor precisión posible, se situó a una distancia mínima de 200 metros de la superficie reflectante más cercana y las mediciones se realizaron en momentos sin tráfico aéreo y con baja velocidad de viento, inferior a 2,5 m/s. 

"Durante 34 horas repartidas en tres días probamos múltiples condiciones de funcionamiento del CycloRotor y registramos el nivel de presión sonora con 8 micrófonos dispuestos en cinco configuraciones diferentes", señala Carrasco Laraña en un vídeo compartido por la compañía. "Gracias al duro trabajo y la dedicación de un grupo de 12 profesionales de diversas procedencias, pudimos recopilar más de 250 gigabytes de datos. Este esfuerzo de colaboración fue esencial para producir resultados significativos que nos ayudarán a optimizar nuestro ciclo".

Según los datos recogidos y revelados ahora por la empresa austriaca, a 100 metros de distancia y en distintas condiciones de funcionamiento similares a las que experimentaría durante un vuelo, el CycloRotor generó un nivel de presión sonora global de 59 dBA, equivalente al nivel de ruido de una conversación a volumen normal entre dos personas.

"Se trata de un resultado prometedor y CycloTech seguirá investigando y optimizando la firma aeroacústica del CycloRotor", declaró Carrasco en su papel de ingeniero aeroacústico de la empresa. Sin embargo, confía en que se pueda mejorar aún más el rendimiento acústico de este tipo de tecnología, en unas investigaciones que servirán para orientar a los fabricantes hacia conceptos y prototipos de coches voladores aún más silenciosos.

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