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23 abr 2020

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.


6 abr 2020

El fin de la regla de los 60 minutos: ETOPS

Hace unos días, en el post sobre el DC-10 y su mala reputación, os hablé sobre la regla de los 60 minutos que las autoridades aeronáutica imponían a los aviones bimotores. Según esta, estos aviones no podían volar a más de 60 minutos de un aeropuerto donde aterrizar en caso de fallo de motor, lo cual impedía rutas transatlánticas directas, teniendo que optar por pasar por Greonlandia, Islandia y Escocia.

¿Cuál es el origen de esta regla? Los aviones turbohélices de pistones solían fallar mucho. Y claro, amerizar en mitad del convulso Atlántico Norte, con un motor, y sin los sistemas de geolocalización actuales, era casi un suicidio. Por ello, solo estaban autorizados a hacer rutas transatlánticas directas los tetramotores de largo alcance y, a partir del DC-10 y el L-1011 del que hablamos en el post, los trimotores de largo alcance.

Pero claro, esta regla tenía su origen en los anticuados turbohélices de pistones, y en los años 80, la tecnología había avanzado hasta dar con motores muchos más seguros que estos (con unas 100 posibilidades menos de fallos de los de pistones). 


Por ello Boeing propuso a la FAA (Administración Federal de Aviación) demostrarle que su modelo Boeing 767, a pesar de ser un bimotor, era capaz de cruzar el Atlántico de manera segura. Tras múltiples pruebas operando con un solo motor y demostrar que la tripulación tenía la formación suficiente para operar este tipo de vuelos, se decidió dar una oportunidad.

En 1985, Trans World Airlines (TWA) operó la ruta Chicago - París, sin problemas. Ese mismo año, la FAA otorgó a este modelo la certificación ETOPS (Extended-range Twin-engine Operation Performance Standards). Primero de 90 minutos, y después se amplió a 120.


También se animaron a conseguir licencias parecidas aviones más pequeños (de fuselaje estrechos). En estos casos, mediante winglets para reducir la resistencia y depósitos de combustibles adicionales, consiguieron también cumplir esta nueva regla. Por ello, era costumbre ver a Boeing 757 operando vuelos transatlánticos de poca demanda (como el Nueva York - Málaga de Delta Airlines) y es costumbre ver al Airbus 321 haciendo lo mismo (como el Lisboa - Nueva York de TAP Portugal).

La regla de los 120 minutos es la que suelen seguir la mayoría de vuelos transatlánticos, por motivos de seguridad. Sin embargo, los vientos tienen mucho que decir (tal y como hablamos en este post), y algunos aviones terminaban aterrizando de emergencia, por lo que se decidió dejar en regla de los 138 minutos (15 % más de tiempo, por seguridad).




El avión con mayor libertad en este aspecto tiene es el Airbus 350, al que se le aplica la regla de los 370 minutos (según la EASA europea, según la FAA 180). Y es que cada agencia de seguridad tiene sus criterios, a veces movidos por intereses comerciales (claro, la FAA no iba a otorgar 370 minutos al principal competidor de Boeing).

Información en Aviacionline.com
Información en AertecSolutions.com