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Cyclotech, una tecnología de propulsión para aviones eléctricos eVTOL con rotores horizontales

Gonzalo García | 07 de noviembre de 2020

Prototipo Cyclotech
Prototipo actual de Cyclotech, un cilindro de fibra de carbono de 420 mm de largo y 350 mm de diámetro.

La tecnología de Cyclotech ofrece un sistema de propulsión capaz de responder rápidamente a las órdenes del piloto y girar en cualquier dirección en muy poco espacio, ya que para ello no precisa variar a velocidad del motor.

La compañía austríaca Cyclotech va a comenzar a probar una nueva tecnología para drones y aviones eléctricos de despegue y aterrizaje vertical (eVTOL) que emplea hélices Voith-Schneider en lugar de rotores para lograr una mayor agilidad y control en el aire. Un prototipo de demostración de 80 kilogramos de peso basado en el desarrollo actual, un cilindro de 420 mm de largo y 350 mm de diámetro, arrancará sus primeras pruebas reales este mismo año.

El diseño de la hélice se parece a la parte trasera de un antiguo vaporizador de paletas patentado hace casi 100 años, que hasta ahora no había trasladado a un sistema de propulsión aéreo. Cada puntal es un cilindro giratorio cuyas paredes están formadas por varias palas de ala. El secreto de la agilidad de esta disposición de cada ‘Cyclogyro’ es análogo a la forma en que funcionan las palas de un helicóptero. La clave de su manejabilidad es que puede alterar continuamente el ángulo de las palas a medida que giran, para ajustar y dirigir la sustentación. Cada Cyclogyro, está formado por un varillaje mecánico (bielas conectadas a un eje central) capaz de inclinar y girar las palas de las alas a medida que ruedan alrededor del cilindro.

Su capacidad para mover rápidamente el eje y redirigir el empuje sin variar la velocidad del motor lo convierte en un sistema de respuesta excepcionalmente rápido en comparación con el resto de sistemas eVTOL, que necesitan aplicar par y girar los rotores hacia arriba para hacer el mismo trabajo. A diferencia de los diseños tradicionales impulsados ​​por hélice, el empuje de cada Cyclogyro se puede dirigir en cualquier dirección en su eje de rotación: hacia adelante, hacia atrás, arriba, abajo y cualquier punto intermedio, casi instantáneamente. Por lo tanto, ofrece una gran capacidad para girar en muy poco espacio y casi inmediatamente.

Si bien el mercado del servicio de taxis voladores se centra en vehículos eléctricos, un avión con Cyclogyros no tiene necesariamente que ser eléctrico. La clave por la que no hay muchos drones que funcionan con gasolina es el retraso entre el movimiento del acelerador y el cambio de velocidad del rotor, lo que hace que respondan a las órdenes de control con un cierto desfase. En este caso, el rotor no varía su velocidad por lo que sería posible implementar este sistema con motores de combustión, aunque se perdería el carácter ecológico y silencioso que ofrecen los motores eléctricos.

El problema de la tecnología eléctrica está nuevamente en la autonomía de funcionamiento que permiten las baterías actuales, cuyo peso juega en su contra. Las celdas de combustible de hidrógeno son prometedoras, ya que ofrece una densidad de energía mucho mayor, pero, por ahora, no se han fabricado prototipos a gran escala que muestren su viabilidad. En definitiva, este diseño de rotor funcionará con cualquier tren motriz que pueda mantener las paletas girando, lo que abre un gran campo de posibilidades muy amplio para esta tecnología.

Prototipo conceptual Cyclotech

Prototipo conceptual del Cyclotech para la prueba real que se realizará este mismo año.

El prototipo que Cyclotech maneja actualmente es un cilindro de fibra de carbono de 420 mm de largo y 350 mm de diámetro, cuenta con cinco hojas de carbono inclinables, que giran a 3.100 rpm y desarrolla un empuje máximo de 247 N. Esta será la base del prototipo de avión demostrador de 80 kilogramos que se empleará en la prueba prevista para algún momento en el cuarto trimestre de este mismo año.

La compañía propone varios usos para esta tecnología. El principal es un taxi aéreo de cuatro asientos que utiliza cuatro Cyclogyros de 1,2 m x 1,2 m que giran hasta a 1.600 rpm que alcanza una potencia de accionamiento de 1.660 kW (2.226 CV). Un bloque de baterías de 760 kg con una densidad de 230 Wh/kg, que es fácilmente alcanzable con la tecnología actual, podría llegar a ofrecer un alcance de 85 kilómetros y soportar un tiempo de vuelo de alrededor de 40 minutos a velocidad de crucero y alcanzar velocidades punta de hasta 150 km/h.

Caracteristicas prototipo de pruebas

Características del prototipo de demostración que creará Cyclotech.

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