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).

El motor propfan

Hace bastante tiempo, hablamos de los tipos de motores que existían en aviación:

• Turbohélice o turbopropulsor
• Turborreactores
• Turbofan 
• Estratorreactor
• Pulsorreactor

Aunque en aviación comercial, a día de hoy, solo podemos encontrar turbohélices y turbofanes:

 

Pero claro, todo tiene sus ventajas y sus inconvenientes.

Por ejemplo, los turbohélices son motores muy eficientes en consumo de combustible. Pero tienen un problema: cuando se acercan al límite de los 720 Km/h, pierden muchísima eficiencia, debido a la presencia de ondas de choque, que aparece a velocidad subsónicas altas. 

Sin embargo, se pueden alcanzar velocidades mayores, si se usan hélices contrarrotativas, que aumentan la eficiencia entre un 6 y un 16 %. Este es el caso del Tupolev 114, el turbohélice más rápido de la historia. Como principal problema, el ruido que producen se triplica.

Esta limitación no la tienen los turbofanes, que pueden superar esta velocidad, pero con menor eficiencia energética que los turbohélices.

La idea de combinar lo mejor de ambos motores surgió en los años 70, naciendo así el motor propfan. Básicamente, era un turbofan con hélices que sobresalen, consiguiendo un doble impulso: el de los aires calientes comprimidos al liberarte, y al empuje de la hélice. Estos motores han resultado ser hasta un 35 % más eficientes que los turbofanes, y han alcanzado velocidades similares a estos.

 Pero, ¿por qué no triunfó?

Se llegaron a instalar en aeronaves, para hacer pruebas. Boeing tenía pensado que el Boeing 7J7, con propfanes, sería el sustituto perfecto para el Boeing 727. Sin embargo, había dudas:

• Se desconocía el efecto que podrían tener las vibraciones de las hélices en el material, y se temía que pudiera provocar fatiga en la unión del motor con el fuselaje, y de la cola con el fuselaje.

• Se temía que una de las hélices se liberara en pleno vuelo y a esa velocidad, por si pudiera provocar daños en el fuselaje o en los controles de dirección traseros. 

• Como hemos dicho, las hélices contrarrotativas son muy ruidosas, y las restricciones de sonido eran cada vez mayor (ya en los años 60, el Concorde estuvo cerca de no poder aterrizar en Nueva York).

Por otra parte, en los años 80, el precio del petróleo esta en caída, por lo que las aerolíneas decidieron no arriesgar en diseños innovadores, e ir a lo seguro.

El único avión del mundo diseñado con motores propfan fue el Antonov An-70, un avión de carga ucraniano que no llegó a ser fabricado en serie, ya que Rusia apostó por el tetrarreactor Ilyushin Il-476.