CubCrafters, con sede en Yakima, Washington, ya es conocida por llevar el diseño clásico del Piper Super Cub a límites extremos de despegue y aterrizaje cortos. Un nuevo sistema aerodinámico que la compañía está desarrollando podría llevar al Cub y a otras aeronaves aún más lejos.
Cubcrafters llama a su nuevo sistema Electric Lift Augmenting Slats (ELAS). ELAS es un nuevo giro de una vieja idea, el reconocimiento de que acelerar el flujo de aire sobre la parte superior de un dispositivo aerodinámico como un ala o una cola horizontal puede aumentar la sustentación.
Se ha visto más comúnmente con "aletas rotas" cuyos orígenes se remontan a la década de 1930. El aire soplado a través de las boquillas a lo largo de los flaps del borde posterior del ala se ha utilizado para acelerar y dar forma al flujo de aire sobre el borde trasero del ala, aumentando la sustentación y permitiendo que los aviones de ala fija vuelen más lento y despeguen y aterricen en distancias más cortas.
CubCrafters esencialmente tomó la idea y la aplicó al borde de ataque de las alas en uno de sus NX Cubs. Múltiples ventiladores con conductos eléctricos están integrados en los listones de borde de ataque (dispositivos similares a aletas en la parte delantera de un ala) en la aeronave en segmentos (dos ventiladores por segmento). Los ventiladores se pueden mover a diferentes posiciones a lo largo de las lamas, espaciados de forma adyacente o separados para lograr diferentes efectos.
Las pruebas de vuelo comenzaron la semana pasada en las instalaciones de Yakima de la compañía y en los próximos meses se seguirá una matriz de prueba que evalúa diferentes configuraciones, ajustes de potencia de ventiladores y slats y condiciones ambientales. Los análisis de CubCrafters han pronosticado que el ELAS de flujo de aire de alta energía que entregará a través y alrededor de los slats podría, en última instancia, aumentar la sustentación en un factor de 1.5 a 4.0 dependiendo de la geometría de la superficie aerodinámica y las condiciones de vuelo.
La línea de diseños basados en Super Cub de la compañía ya son aviones STOL sport y bush eminentemente capaces. El gigante de las bebidas energéticas, Red Bull, demostró la capacidad de los productos de CubCrafters cuando realizó un truco en marzo pasado en el que un piloto aterrizó un Carbon Cub en un helipuerto de 78 pies de diámetro ubicado en la parte superior del hotel Burj Al Arab de 56 pisos en Dubai. .
Dado que su avión ya puede producir un rendimiento tan sorprendente, le pregunté al presidente y director ejecutivo de CubCrafters, Patrick Horgan, por qué su empresa busca innovar en tecnología para aumentar aún más la capacidad STOL.
CubCrafters tiene su propia división similar a Skunk Works llamada "Área X", explica Horgan, un anexo dentro de la compañía que ha desarrollado una serie de ajustes aerodinámicos desde 2016. En ese momento, el movimiento eVTOL estaba ganando fuerza con Uber.
Mientras lo hacía, fue coautor de un artículo que comparaba las ventajas de STOL y eVTOL junto con el profesor de la Universidad Estatal de Oregón, el Dr. David Ullman, y el ingeniero jefe de CubCrafters, Vincent Homer. Ullman y Homer habían obtenido una patente para el uso de ventiladores con conductos eléctricos distribuidos para la propulsión y Horgan estaba desarrollando slats de vanguardia.
El trío vio la posibilidad de combinar estos elementos para crear en ELAS un sistema que los fabricantes de eVTOL entonces emergentes tendrían dificultades para igualar.
“Pensamos que era poco probable que la tecnología para las capacidades de [energía] de la batería lograra lo que gran parte de la industria estaba invirtiendo”, dice Horgan.
La posterior evolución de las aeronaves de movilidad aérea urbana, desde los diseños VTOL puros hasta los diseños con alas para adaptarse a las limitaciones de la energía de las baterías (y el reciente abandono de los planes de producción de aeronaves eléctricas por parte de fabricantes como Tecnam), ha demostrado que tenían razón.
ELAS puede aumentar la sustentación con mucha menos energía. “No necesitamos las baterías de próxima generación”, afirma Horgan. “Las baterías disponibles ahora son totalmente suficientes porque aumentamos [elevación] en las fases de despegue, ascenso y aterrizaje. ELAS no es un dispositivo de tiempo completo”.
Horgan y sus compatriotas adquirieron una patente para él, realizaron un extenso modelado y análisis en asociación con la Escuela de Ingeniería Mecánica y Aeronáutica de la Universidad Estatal de Oklahoma, y ahora se han embarcado en pruebas de vuelo.
Su ambición no es simplemente permitir que los Carbon Cubs se apeen y se establezcan en pedazos cada vez más pequeños de tierra firme fuera de la pista. ELAS se puede aplicar potencialmente a aviones más grandes con misiones específicas de pasajeros o de carga, brindándoles un rendimiento de campo corto comparable al de los aviones bush pero con cargas útiles más grandes. Horgan dice que el sistema se puede escalar a diferentes tamaños.
“Nuestro demostrador simplemente está probando la tecnología en su primera forma. ELAS se puede dimensionar para cumplir con los márgenes que necesita para cualquier fuselaje dado”.
Eso significa que los sistemas ELAS podrían instalarse potencialmente en aviones de fumigación o extinción de incendios aéreos, en aviones de pasajeros utilizados en entornos estrechos fuera de la pista, o incluso en nuevos diseños de eVTOL. El sistema se puede utilizar como complemento o integrarse completamente en el diseño de un avión de ala fija.
CubCrafters está realizando las pruebas de vuelo y la evaluación junto con una subvención de la NASA para refinar la tecnología. Inicialmente las lamas y los ventiladores canalizados serán fijos pero en el futuro rotarán hacia adelante como lo hacen las tradicionales lamas de gran altura. Además de distancias más cortas de despegue y aterrizaje, Horgan dice que ELAS podría mejorar la capacidad de control y la estabilidad de la aeronave a baja velocidad, así como aumentar los márgenes de carga útil.
Horgan dice que es "demasiado pronto para saber" cuánto costarán algún día los sistemas ELAS incorporados o integrados, pero es notable que CubCrafters esté buscando socios comerciales con los que formar empresas conjuntas. “Creemos que la aplicabilidad de esto se expande mucho más allá de nuestro avión”, dice Horgan. “Esperamos un futuro [en el que] esto se expanda más allá de nuestra línea de producción actual”.
El potencial de CubCrafters para licenciar su tecnología ELAS se sumaría a la cartera diversificada de la empresa. Ya fabrica aviones totalmente certificados por la FAA, aviones deportivos ligeros parcialmente certificados, aviones experimentales con asistencia de construcción y aviones de kit completo. CubCrafters es el único fabricante de aviación general que lo hace, afirma Horgan, y tiene un desarrollo autofinanciado en todas estas categorías.
En línea con sus ambiciones de expansión, la compañía ahora es pública después de haber lanzado una oferta de acciones (Regulación A) en noviembre de 2022. La oferta y otros planes a los que Horgan aludía señalan una pista potencialmente larga para CubCrafters como desarrollador de tecnología en lugar de simplemente como fabricante de equipos de aviación general. Esa es una posibilidad irónica para una empresa cuyo producto hasta ahora se dedicaba a hacer todo en el menor espacio posible.
