Reducir el coste de la carga aérea con diseños innovadores

Siemens solutions help startup company develop airplanes that can reduce the cost of airfreight by 50 to 60 percent

Natilus es una empresa emergente con sede en California que trabaja en la creación de aviones no tripulados. El objetivo de la empresa es reducir el coste del transporte aéreo en un 50% mediante un diseño inteligente y un uso más racional del espacio.

Reducir el coste del transporte aéreo de mercancías
Natilus es una empresa emergente con sede en California que trabaja en la creación de aviones teledirigidos. El objetivo de la empresa es reducir el coste del transporte aéreo de mercancías en más de un 50% mediante un diseño inteligente y un uso más racional del espacio. El pequeño y creciente equipo de apasionados ingenieros trabaja para replantear la próxima generación de aviones de carga. El equipo incluye constructores y diseñadores que han trabajado en más de 25 programas de aviones de la aviación general, comercial y militar.

“Creemos que reducir el coste de la carga aérea en un 50% o más llevará productos más frescos a nuestras tiendas, hará florecer el comercio electrónico transfronterizo y permitirá el desarrollo de regiones con escasas infraestructuras”, afirma Aleksey Matyushev, CEO y fundador de Natilus. “Para que eso ocurra, necesitamos un nuevo tipo de vehículo y una forma diferente de pensar”.

“El problema que intentamos resolver es que el transporte aéreo es demasiado caro, pero puntual, y el marítimo es un producto básico, pero muy inoportuno”, explica Matyushev. “Para que nos hagamos una idea, transportar mercancías por mar desde Asia a Estados Unidos puede llevar hasta un mes, pero es muy barato. El transporte aéreo cuesta diez veces más, pero puede hacerse en dos o tres días. Nuestra solución es acortar distancias y aprovechar la puntualidad del transporte aéreo, pero con una reducción de costes del 50% al 60% para acercarnos al precio de los productos básicos del transporte marítimo. Cuando la industria se vuelva ecológica, ya sea mediante combustibles de hidrógeno o electrificación, específicamente para las clases de peso de nuestros aviones, el flete aéreo será una mercancía. El transporte marítimo podría casi desaparecer: un futuro interesante en el que pensamos todos los días”.

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Tracción en el sector de la carga aérea
Natilus ya cuenta con más de 6.000 millones de dólares en pedidos iniciales de importantes aerolíneas y clientes de todo el mundo, con una cartera de pedidos de más de 400 aviones. “Desde el punto de vista empresarial, nuestra solución ha calado hondo”, afirma Matyushev. “Las aerolíneas de carga tienen márgenes operativos pequeños, del tres al cuatro por ciento, y pueden obtener beneficios en un buen año. Si sustituyen sus flotas de aviones Boeing y Airbus por nuestras soluciones, ese margen podría pasar al 33%, lo que supone un cambio astronómico para el rendimiento final”.

Las soluciones de Natilus también abordan otro reto del sector: la escasez mundial de pilotos bien formados. Se prevé que el tráfico de pasajeros se duplique de aquí a 2035, y se espera que los pilotos del mundo del transporte de mercancías ayuden a llenar ese vacío. Con capacidades de pilotaje remoto, las soluciones de Natilus permitirán que un solo piloto comande tres aviones a la vez. “Uno de nuestros requisitos es que no haya pilotos en la cabina”, afirma Matyushev. “Estamos ayudando a llenar ese vacío”.

Natilus está desarrollando actualmente tres productos, todos con fuselajes de compuestos de fibra de carbono. El primero es un avión de 19.000 libras con una envergadura de 90 pies, cuya producción está prevista para finales de 2021. El segundo es un avión de 60 toneladas, similar en tamaño a un Boeing 767, destinado al servicio nacional en Estados Unidos, pero también capaz de prestar servicio en Europa y Asia. El producto estrella es un competidor del Boeing 777 de 700 toneladas, con una envergadura un 10% mayor y capaz de realizar vuelos transpacíficos.

La configuración de ala mixta de Natilus es una primicia en los aviones de carga. “Desde el punto de vista de la carga, tiene mucho sentido”, explica Matyushev. “Tiene un 50% más de volumen interno, por lo que duplica la cantidad de carga rentable por vuelo. Con los diseños convencionales empiezas a quedarte sin volumen antes de maximizar el peso de despegue del avión.”

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Herramientas avanzadas de ingeniería para una visión audaz
Para desarrollar sus productos, Natilus utiliza el software NX™ de diseño asistido por ordenador, que forma parte de la plataforma empresarial Siemens Xcelerator de software, hardware y servicios.

Natilus había trabajado antes con un popular paquete de CAD de uso general que tenía un precio atractivo (siempre una consideración para las empresas de nueva creación) pero carecía de un potente diseño de superficies, de grandes ensamblajes y de otras capacidades necesarias para el desarrollo de grandes aeronaves. Ese software resultó incapaz de evolucionar los diseños hasta el grado necesario para que los proveedores fabricaran el prototipo de producción. “Empezamos a trabajar con superficies más complejas, concretamente con nuestro diseño de carrocería de ala mixta, con muchas curvaturas y complejidades en las superficies, y no podíamos resolver los problemas con el otro software”, explica Matyushev.

Siemens NX (y su predecesor, Unigraphics) tiene una larga historia como caballo de batalla en la industria aeroespacial que influyó en la selección de Natilus de una solución CAD de mayor rendimiento. “Dos de nuestros tres cofundadores estaban muy influidos por NX cuando trabajábamos en la industria”, explica Matyushev. “Estudiamos otras soluciones, pero NX es una herramienta increíble para nosotros”.

Otro factor en la decisión por las soluciones de Siemens es un programa de Siemens para empresas de nueva creación cualificadas que ofrece precios con descuento. El programa reconoce los retos únicos de las startups y ayuda a los emprendedores a hacer crecer su negocio hasta su máximo potencial utilizando software rentable y de alto valor añadido.

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Asistencia de un socio experto
Natilus está trabajando con Saratech Inc, una empresa de ingeniería y socio de soluciones Siemens Smart Expert, para la entrega e implementación de la solución de Siemens. Con un gran equipo de ingenieros y más de 1.000 clientes, Saratech cuenta con los conocimientos, la experiencia técnica y los recursos necesarios para ayudar a clientes como Natilus a desarrollar mejores productos a través de mejores experiencias de desarrollo de productos.

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Colaboración y gestión de datos
Natilus también está trabajando para implantar el software Teamcenter™ con el fin de proporcionar herramientas de colaboración y gestión de datos para su equipo de desarrollo en rápido crecimiento. Para la siguiente fase de desarrollo, Natilus también tiene previsto utilizar la cartera de software Fibersim™ para ingeniería de materiales compuestos. “El avión se encuentra en la fase de diseño detallado: se han establecido los huesos del avión, pero actualmente no hay núcleo en términos de fibra de carbono”, dice Matyushev. Fibersim formará parte de nuestro flujo de trabajo diario cuando preparemos el avión para la fabricación, pasando de un modelo sólido a núcleos de espuma con plantillas de capas”. La estructura del fuselaje es uno de los elementos con mayor plazo de entrega y nuestro gran impulso en los próximos seis meses.”

El equipo de Natilus utiliza actualmente herramientas de simulación digital desarrolladas por la NASA, en concreto Nastran para el análisis de tensiones y FUN3D para la dinámica de fluidos computacional (CFD). La empresa está evaluando soluciones adicionales de análisis de elementos finitos de la cartera de software de simulación Simcenter™ de Siemens para el análisis de tensiones.

Ampliación del equipo
Actualmente, Natilus está ampliando su equipo de desarrollo, con el objetivo de duplicar su plantilla muy rápidamente. La empresa busca ingenieros dinámicos, expertos en materiales compuestos e ingenieros electrónicos y de propulsión. “Buscamos ‘lo que hay que tener'”, afirma Matyushev. “Queremos gente apasionada por la aviación, que haya trabajado en la industria, a la que le guste trabajar con las manos y sea multidisciplinar. Se incorporarán a un entorno que trabaja muy rápido”. El equipo ampliado se incorporará rápidamente y colaborará en el proyecto de desarrollo utilizando las soluciones de Siemens.

En igualdad de condiciones con los gigantes de la aviación
“Estamos muy ilusionados con el uso de las soluciones de Siemens: nos ofrecen la capacidad y la tecnología de grandes empresas de aviación como Boeing o Airbus, a un coste muy asumible para una startup”, afirma Matyushev. “Podemos operar en un entorno de ingeniería que está al mismo nivel que los grandes gigantes, igualando esencialmente las condiciones con ellos. Siemens es casi una ventanilla única de herramientas y tecnologías básicas que funcionan en el mismo entorno, y eso nos ayudará a llegar adonde tenemos que llegar con nuestros productos para ofrecer soluciones a nuestros clientes.”

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