Sistemas UAS de propulsión híbrida: eficiencia, autonomía y transformación industrial

Los sistemas de propulsión eléctrica están transformando la industria de todo el ecosistema de sistemas aéreos no tripulados (UAS) y más específicamente los de despegue y aterrizaje vertical (VTOL), ofreciendo soluciones sostenibles, silenciosas y eficientes. Este mercado ha evolucionado significativamente impulsado por la demanda de tecnología avanzada en sectores como la logística o la movilidad aérea avanzada pero también cada vez son más relevantes en la gestión de emergencias y en aplicaciones de defensa y seguridad.

Existe la necesidad de soluciones autónomas que ofrezcan agilidad y precisión en aplicaciones complejas y versatilidad para operar en espacios reducidos y entornos de difícil acceso.

El mercado de sistemas de propulsión eléctrica se encuentra en una etapa de rápido crecimiento, estimulado por la necesidad de soluciones sostenibles y avances tecnológicos para poder responder a las necesidades de operaciones cada vez más exigentes, si bien enfrenta todavía grandes retos en autonomía, costes e infraestructuras. Este crecimiento incluye tanto a los sistemas eléctricos “puros” impulsados por baterías recargables, como a los sistemas eléctricos híbridos que combinan motores de combustión interna con sistemas eléctricos, ofreciendo estos segundos una mayor autonomía y flexibilidad operativa. 

Los sistemas de propulsión híbridos incluyen baterías de alta eficiencia, sistemas de regeneración de energía y sistemas de distribución inteligente con el objetivo de extender el rango de vuelo y la autonomía a través de la mejora de la eficiencia energética. Los UAS VTOL híbridos utilizan un motor de combustión para el vuelo sostenido que puede acumular energía en baterías para alimentar motores eléctricos para las fases de despegue y aterrizaje o para fases del vuelo que requieran de reducir la huella sonora debido a la necesidad de pasar desapercibidos en algunas operaciones.

El uso de algoritmos avanzados de gestión de energía en tiempo real permite ajustar dinámicamente el uso de los motores y otros componentes eléctricos para minimizar el consumo en función de las condiciones de vuelo. También el desarrollo de sistemas de inteligencia artificial (IA) para optimizar las rutas ayuda a que los UAS usen su energía de manera más eficiente, prolongando la autonomía en cada misión.

Por supuesto siguen existiendo limitaciones de la tecnología de baterías ya que la autonomía sigue siendo un desafío importante para los sistemas eléctricos, especialmente en misiones de larga duración. A nivel puramente físico, normalmente se utiliza la nomenclatura SWaP (Size, Weight and Power) para caracterizar a los equipos, las baterías actuales tienen un peso y volumen significativos lo que limita la capacidad de transportar carga útil del vehículo que es la clave para proporcionar servicios de valor añadidos a los usuarios finales en general y más en particular para aplicaciones enmarcadas en el ámbito ISR (Intelligence, Surveillance & Reconaissance). 

La demanda global ha crecido impulsada por la necesidad de soluciones autónomas que ofrezcan agilidad y precisión en aplicaciones complejas y versatilidad para operar en espacios reducidos y entornos de difícil acceso con escasas o casi inexistentes infraestructuras, que les proporciona una ventaja de operación sobre otros activos. Industrias como la defensa y seguridad promueven la adopción de UAS VTOL motivada por su capacidad para ejecutar misiones que antes solo eran posibles con helicópteros o aeronaves ligeras integrando cargas útiles como sensores EO/IR, radares, sistemas de guerra electrónica, enlaces satelitales o lanzadores de sonoboyas. 

En cualquier caso, los avances tecnológicos relativos a las nuevas baterías con mayor densidad energética que combinan la sostenibilidad con una mayor autonomía, la integración de inteligencia artificial y algoritmos de gestión inteligente de energía, la mejora de los sistemas totalmente automáticos de toma y despegue o la utilización de sistemas de navegación para entornos con GNSS denegado optimizarán aún más los sistemas UAS VTOL en una todavía incipiente, pero con gran potencial, demanda de aeronaves híbridas.