Los chevrones o motores dentados

Hace diez años, Boeing lanzó el Boeing 787, un modelo que destacaba a simple vista por los dientes de sierra que tienen en la parte trasera sus motores Rolls-Royce Trent 1000.

El nombre de estos dientes de sierra es el de chevrones, y aunque parezca algo estético, como casi todo en aviación, tiene una función. 

En la parte trasera de los motores, convergen tres flujos de aire, provocando una gran cantidad de ruido:

• Aire quemado, a alta temperatura y velocidad,
• Aire acelerado, pero no quemado,
• Aire externo al motor.
  

Se buscó una solución a este problema, y tras numerosos estudios y simulaciones de la NASA, Boeing y General Electric, se encontró en los chevrones la mejor solución posible. 

Esta forma lo que hace es suavizar la convergencia de los tres flujos, reduciendo el ruido entre 4 y 6 decibelios, y con una pérdida de potencia mínima (0.25 %). Además, al necesitarse menos material aislante, se ahorra combustible. Por si fuera poco, el material del que está hecho cambia de forma según la temperatura, aumentando la reducción del ruido en el despegue (cuando el aire sale más caliente, y el ruido tiene mayor efecto en la población).

Vuelve a los cielos el Boeing 737 MAX

Casi dos años después de que las autoridades aéreas decidieran dejar en tierra a todos los Boeing 737 MAX (después de los accidentes mortales de Lion Air en octubre de 2018 y de Ethiopian Airlines en marzo de 2019), la última versión del exitoso Boeing 737 vuelve a los cielos. Antes, una larga, polémica y complicada auditoría para detectar y solucionar los varios fallos de diseño y de formación de los pilotos que motivaron ambos accidentes mortales.

 

El primer país en abrir sus vuelos al MAX fue Brasil. El 10 de diciembre, uno de los MAX de Gol despegó de Sao Paulo dirección Porto Alegre. Unas semanas después, el 29 de diciembre, otro MAX de American Airlines reinició los vuelos de este modelo a través de los cielos estadounidenses, con una ruta entre Miami y LaGuardia. En la Unión Europea el primer MAX en volar fue uno de TUI, cubriendo la ruta Bruselas - Málaga el pasado 17 de enero. 

Pero no es buena racha para Boeing. El pasado sábado, un Boeing 777 que acaba de despegar de Denver rumbo a Hawaii, tuvo que aterrizar de emergencia después de que uno de sus motores (Pratt & Whitney 4000) explotara y se incendiara. Las piezas cayeron sobre un vecindario, y el suceso acabó sin víctimas mortales. Al parecer, la fatiga del metal estaría detrás del incidente. 

 

No es la primera vez que ocurre incidentes de este tipo con Boeing 777 con este modelo de motor, por lo que se ha decidido dejar en tierra a las 128 unidades propulsadas por este modelo.

Aviones asimétricos

Cuando pensamos en una aeronave, la simetría parece ser algo fundamental. A ojos humanos la simetría es belleza y perfección y quizás sea por eso que, los humanos diseñamos los aviones simétricos. 


Pero, con un buen diseño detrás, la simetría es algo completamente prescindible. A día de hoy es algo difícil de ver, pero en su época (especialmente la Segunda Guerra Mundial) el concepto de "avión asimétrico" fue bastante explotado, buscando la más mínima ventaja sobre el enemigo. Ningún avión asimétrico logró pasar de la etapa de prototipo lo que, junto a sus formas bizarras, hacen de este tipo de aeronaves uno de los más interesantes de la historia. 

ALAS OBLICUAS. En el centro de las alas hay un motor, que varían la posición las alas respecto al sentido de vuelo. A altas velocidades, esta variación disminuye la resistencia. A bajas velocidades, las alas vuelven a una posición normal, comportándose como una aeronave normal.

NASA AD-1 con las alas oblicuas, minimizando la resistencia a altas velocidades

EMPUJE ASIMÉTRICO. En estas aeronaves, hay un motor central y la cabina se encuentra desplaza, en una de las alas. De esta manera, el piloto tiene un visibilidad prácticamente total. Esta ruptura de la simetría crea un giro hacia el lado de la cabina, que es contrarrestado eliminando un estabilizador horizontal.

BV-141B. Obsérvese la ausencia del estabilizador horizontal del lado de la cabina

El DC-10 y su mala reputación

El McDonnel Douglas DC-10, se diseñó en los años 60 atendiendo a la necesidad que tenía el mercado de un avión de fuselaje ancho y trimotor. ¿Y por qué?

Los aviones bimotores estaban sujetos a la regla de los 60 minutos, o sea, en sus rutas, debían estar siempre a 60 minutos de un aeropuerto en el que pudieran aterrizar en caso de fallo en un motor. Para vuelos transatlánticos entre Estados Unidos y Europa, esto suponía tener que pasar por Canadá, Greonlandia, Islandia y Escocia, antes de poner rumbo de a su destino. 

Por ello, la ruta se alargaba demasiado, consumiendo un exceso de combustible que hacía a las rutas transatlánticas con bimotores poco rentables. 

Los aviones tetramotores no estaban sujeros a esta regla, ya que en caso de fallo en un motor, disponían de los otros tres motores. Sin embargo, el mantenimiento de cuatro motores era más costoso, además del mayor consumo de combustible. Los tetramotores de la época podríamos clasificarlos en dos tipos: los de alta capacidad (Boeing 747, con capacidad para 550 personas, solo eran rentables para rutas con mucha demanda) y los de baja capacidad (Boeing 707, Douglas DC-8, Convair 990, con capacidades para menos 200 personas).

¿Y qué pasa si una aerolínea de los 60 quería un avión de menor capacidad que el B747 para rutas de menos demanda, pero no quería las restricciones de los bimotores y los altos costes de mantenimiento y combustible de los tetramotores? La solución que ofrecieron los fabricantes fueron los trimotores de fuselaje ancho.

McDonnell Douglas y Lochheed iniciaron una competición para cubrir esta demanda del mercado, presentando el mismo año sus propuestas: el DC-10 y el L-1011 TriStar.

 

 

Respecto a su diseño, la principal diferencia era que el tercer motor en el DC-10 estaba incrustado en la base del estabilizador vertical, y el L-1010 lo tenía perfectamente incorporado en el fuselaja (más aerodinámico, pero más difícil en cado de mantenimiento). Las especificaciones de ambas aeronaves, prácticamente idénticas

Pero claro, la competición es buena, pero las prisas no. El DC-10 presentó durante sus 8 primeros años de vuelo, cuatro accidentes relacionados con fallos de diseño.

 

En 1972, a los pocos meses de la primera entrega, un DC-10 de American Airlines que cubría la ruta Detroir - Buffalo sufrió una descomprensión explosiva cuando perdió su puerta de carga trasera mientras ascendía. Los pedazos dañaron las superficies de control traseras. A pesar de ello, la tripulación pudo aterrizar de emergencia en Windsor (Canadá). La FAA recomendó el rediseño de la puerta trasera.


El fabricante ignoró la recomendación. En 1974, otro DC-10 (de Turkish Airlines) que cubría la ruta París - Estambul, sufrió el mismo problema mientras ascendía. En este caso, la apertura de la puerta de carga provocó el hundimiento del suelo de la cabina sobre las líneas hidráulicas, perdiendo el control total. 

La tripulación no tuvo tanta suerte, y el avión se acabó estrellando en Ermenonville (norte de Francia). Fallecieron 342 personas. En su momento fue el accidente más mortífero de la Historia, actualmente es el segundo más mortífero en el que se vio implicada una sola aeronave. Ahora sí, las autoridades dejaron a todos los modelos en tierra, hasta que el fabricante reforzara las puertas de carga traseras.

Tras unos años de carga, en 1979, otro DC-10 de American Airlines que cubría la ruta Chicago - Los Ángeles, perdió el motor en la pista, mientras despegaba. El motor, en su caída, rasgó el borde de ataque, afectando al dispositivo de los slats. El avión poco pudo mantenerse en vuelos, matando a las 271 personas a bordo, y a 2 en tierra. 

Es el mayor accidente áereo de la historia de Estados Unidos. El modelo perdió su licencia para volar, hasta que se introdujera sistemas hidráulicos redundantes.

Tan solo un mes después de la vuelta a los cielos de este modelo, otro DC-10 (de United Airlines) que cubría la ruta Denver - Chicago sufrió una explosión en el motor de cola, que dañó los sistemas hidráulicos del avión. 

La tripulación intentó aterrizar de emergencia en Sioux, usando tan solo la potencia de los dos motores que le quedaba. El avión explotó en la pista, falleciendo 111 personas y sobreviviendo 185. 

Estos no fueron los únicos accidente del modelo, pero sí los únicos relacionados con fallos de diseño. Por supuesto estos accidentes, especialmente el del DC -10 de Chicago, supuso un golpe en la reputación del fabricante y de las aerolíneas que la operaban. Este modelo desapareció de la publicidad de las aerolíneas, que al principio encabezaba.  

La información para hacer este post se obtuvo de este video:




¿Y qué fue del L-1011? Si bien no presentó ningún fallo de diseño, no se vendió como se esperaba. Aerolíneas que inicialmente se habían decantado por él, cambiaron al DC-10 cuando McDonnell Douglas rebajó el precio unitario de la aeronave. Además, Lockheed no tenía experiencia en el mercado de la aviación civil, y las aerolíneas decidieron no arriesgar y confiar en McDonnell Douglas y sus décadas de experiencia. Aún así, muchos coinciden que en que el L-1011 es un avión adelantado a su tiempo: sus motores eran más eficientes, más silenciosos, era más aerodinámico y más estable de pilotar.