Le Bourget, la vanguardia de la aeronáutica

Le Bourget es el mejor escaparate de la innovación tecnológica. Los 4 primeros días del salón estuvieron reservados para visitantes profesionales y los 3 dias siguientes han sido para el ‘grand public’. El salón, dedicado a aeronaves, expone desde su diseño hasta construcción con fibra de carbono para reducir el uso del metal, el saber hacer tecnológico, ensamblaje, aviones de negocios, drones, etc. También los satélites espaciales y comunicaciones por satélite ocuparon su espacio en París: propulsores y motores, hacia a donde vamos, supersónicos menos ruidosos, transporte aéreo con menor consumo de combustible, fueron algunos de los temas planteados. Finalmente, en Le Bourget también pudieron verse soluciones para el armamento aerotransportado: Sistemas de navegación, materiales compuestos y tratamientos de superficies o servicios aeroportuarios. Y el avión solar de propulsión eléctrica, sin piloto.

Aviones famosos, como el Concorde, Mirage 2000, Airbus A380, Sukhoi SU-35, se presentaron al público por primera vez en Le Bourget a lo largo de su historia. 2015 no podía ser menos y supuso la presentación del A350, el Falcon 5X y el avión discreto de combate FCAS. Una ocasión para descubrir los proyectos más avanzados. Aquí compiten, llamemos ‘encarnizadamente’, Airbus y Boeing, pero el tema más importante del salón es la reducción del consumo de combustible, las emisiones contaminantes de los propulsores y la piratería informática en los aviones de línea.

FCAS, el avión de combate furtivo: Dron (sin piloto) o pilotado, es el avión de caza que sucederá al Rafale, en Francia. Dassault Aviation y la británica BAE Systems lo están diseñando, y tenerlo a punto en 2016. El 18 de mayo pasado Alemania, Francia e Italia acordaron la construcción del RPAS, avión no tripulado de media altitud y gran autonomía. España acabará incorporándose al proyecto RPAS.

Dassault Falcon 5X para negocios ‘Grand Confort’: Tiene un fuselaje mayor que el 7X y el 8X. El 5X tiene un motor nuevo, Silvercrest, diseñado por Snecma, Hizo el primer vuelo en junio 2014, y prestará servicio en 2017.

Zephyr, el dron de gran altitud, a 20.000 m: Se llama HAPS (High Altitude Pseudo Satellite), diseñado por Airbus para competir con los satélites. Volará a mayor altitud que el tráfico aéreo, y está alimentado con energia solar. Servirá de enlace entre los satélites y el suelo. Facebook piensa usarlo para lograr un Internet para todos. Drones hay de muchos tamaños. El mayor es el HALE (gran altitud y gran alcance-autonomía), de la talla de un Boeing 737, que puede efectuar para el ejército misiones de reconocimiento, que serán útiles a la artillería y los misiles. Se estudian pequeños aviones UCAV (Unmanned combat Air Vehicle), para rivalizar con los aviones militares de caza.

H160, un helicóptero menos ruidoso: Es de Airbus Helicopters. Pesa sólo 5-6 toneladas y logrará una economía de combustible entre 15-20%. Con fuselaje de fibra de carbono. Turbomeca ha diseñado su motor Arrano. Las palas tienen una forma menos ruidosa, con reducción del 50%. Entrará en servicio en 2018.

Airbus A350: Aseguran que su autonomía será superior a los 14.000 km, con 320 pasajeros. Es la respuesta de Airbus al 787 Dreamliner de Boeing. En Le Bourget un avión 787 Dreamliner ha hecho un despegue casi vertical, espectacular. Airbus he vendido 788 aviones A350. En 2014 Qatar Airlines ya usaba el A350. La reducción de consumo, 15%, se debe a que la mitad del fuselaje es de fibra de carbono y sus motores son Rolls Trent XWB.

Se está logrando logrando reducir cada vez más el consumo de combustible en las aeronaves pero eso no impedirá el regreso del supersónico, un antiConcorde, sobrio y silencioso. El éxito comercial de un motor para la aviación consiste en la reducción de carburante. En los últimos decenios la llegada de turborreactores de doble flujo, los del avión de línea, ha permitido ahorros de carburante hasta el 25%. En la parte delantera del motor, el aire que llega al nivel de la hélice, llamada soplante, se ha separado en dos. Hablamos del motor CFM56. El flujo primario sirve para la combustión. El aire es comprimido y mezclado con el carburante. Se inflama en la cámara de combustión a alta presión y alta temperatura. Ha sido un éxito de ONERA, Office national pour l'etude et recherche aérospatial. Ha sido el motor más vendido del mundo, comercializado por Snecma, Francia, y la americana GE. En 2016 el CFM56 será reemplazado por Leap. Este motor ya ha sido probado por el Airbus A320, con una reducción del consumo del 15%, un éxito del motor de doble flujo.

El próximo motor será el Open rotor, que conseguirá una economía del 15% en relación al Leap, con un diámetro de soplante de uso 4 m. Para reducir el consumo una regla es aumentar el diámetro de la soplante. Esta hélice se encuentra a la entrada del motor, instalado en el borde de ataque del ala, pero con soplantes mayores, de mayor tamaño, hay el riesgo de tocar la pista en el despegue. Para evitarlo la solución es colocar los motores atrás, algo metidos dentro del fuselaje. Una idea hecha realidad en el Nova, fabricado en Argentina.

Evitar que el motor emita CO, el monóxido de carbono, e hidrocarburos no quemados. La combustión debe ser completa a alta presión y alta temperatura, en todos los regímenes, rodaje, despegue, ascenso, crucero y aterrizaje.

Existe un problema con la combustión a alta temperatura: la formación de otros contaminantes, los óxidos de gas nitrógeno a partir del nitrógeno del aire. Para minimizar esa presencia, hay que lograr una mezcla ideal del carburante y del aire, para conseguir una combustión homogénea.

No todo en el avión admite cambios. Por ejemplo, el principio de Bernoulli, que dice que pasar un fluido por un estrechamiento aumenta la velocidad y disminuye la presión. En aeronáutica al pasar el aire a través de un ala de perfil plano por abajo y curvo convexo por arriba, se divide en dos capas, el aire que pasa por arriba del ala encuentra una curvatura mayor que el aire que pasa por debajo y, por eso, al tener que recorrer más distancia, el aire que pasa por arriba se acelera y baja la presión. Vemos que por encima del perfil del ala hay menos presión que por debajo y para compensarlo el aire absorbe, o succiona, el ala hacia arriba. No nos interesa el ala de perfil simétrico, igual el intradós que el extradós. Podemos decir que el avión va colgado del aire y no apoyado sobre él. Llamamos fuerza de sustentación a esta fuerza resultante que levanta el peso del avión.

La fuerza de sustentación depende de la densidad del fluido, el aire. En invierno a bajas temperaturas, el aire es más denso, y se genera más sustentación. El contrario en verano a la hora del despegue del avión tendremos que correr más metros por la pista, y disminuir la carga máxima del avión, por culpa del aire cálido, menos denso.

También aumenta la sustentación con la inclinación positiva del ala respecto a la dirección del vuelo, el llamado ángulo de ataque, o incidencia del ala. Pero un aumento excesivo de este ángulo aumenta la resistencia al avance y necesitaremos más potencia en el motor. Si aumentamos más ese ángulo ocurrirá la temida entrada en pérdida, stall, donde de golpe desaparece la sustentación. Lo peor.

La resistencia al avance depende también de la superficie frontal del avión y del coeficiente aerodinámico de sus formas. Evitar también el desprendimiento de la capa límite del aire que circula sobre las alas

Montaje en Sevilla del A400M, del Airbus Defense, un transporte militar para varios países europeos. El 9 de mayo pasado en un vuelo de pruebas se estrelló cerca del aeropuerto de San Pablo. De los 4 motores fallaron 3 y los pilotos no pudieron volver al aeropuerto de San Pablo. La causa parece ser un fallo informático, un diseño mal hecho. Si Europa quiere liderar la innovación aeronáutica debe dedicar más inversión en I+D. En Le Bourget ha causado impresión ese reciente accidente, que muestra la complejidad de los últimos aviones.

Volverá un supersónico capaz de pulverizar el muro del sonido (340 m/s), con un sonido poco perceptible. Y no será un Concorde. Este producía una detonación brutal y corta. La NASA trabaja junto con Lockheed Martin y Boeing para lograrlo que no se forme una onda de choque causada por el avión en el aire cuando se desplaza más aprisa que el sonido, el bang del supersónico.

El nuevo avión podrá volar sin hacer temblar a las casas. En 2020 lograremos un avión, que podrá transportar a 60 personas a Mach 1,6-1,8 —1,8 veces la velocidad del sonido—. El secreto consiste en cambiar el fuselaje del supersónico, construirlo más alargado, sobre todo el morro. Esa es la opinión de ONERA. El avión tronará como una tempestad meteorológica: Suprimir el ruido totalmente no es posible.

Lo que no hemos conseguido con el automóvil, lograrlo con el avión. Una innovación que hace sonreir. El avión Solar Impulse está volando e intenta dar la vuelta al mundo pero, según ONERA, necesitamos 20 años para un avión eléctrico que transporte 70 pasajeros a 1.500 km de distancia. Silencioso y no contaminante podrá despegar desde la proximidad de la ciudad. ONERA imagina una propulsión distribuida, compuesta por 20 o 30 pequeños motores eléctricos en el borde de ataque o de fuga del ala. Con esa propulsión distribuida el fallo de un motor sobre docenas de motores no crea incidencias a la seguridad del vuelo. Con motores que propulsan el aire sobre el ala a una velocidad superior a la del avión. Eso permite despegues y aterrizajes cortos, compatibles con el aeropuerto en ciudad. Para almacenar la energia a bordo, las baterías tienen una densidad energética muy baja, pero se pueden usar pilas de combustible, alimentadas con gas hidrógeno, almacenado a alta presión. Surge un problema: el avión a gas hidrógeno volará a baja altitud, de 3.000 a 3.500 m, donde la turbulencia a veces es importante.