El último día se publicaba un título homólogo
sobre el tema del “rendimiento”. En aquella ocasión se hacían algunas
consideraciones sobre rendimiento en el consumo de combustible para las
instalaciones de calefacción, justificando la ventaja de disponer dos calderas
combinadas, para permitir una respuesta mejor modulada, en unas condiciones de
demanda variable, para un sistema de combustión del tipo “todo o nada”.
Hoy vamos a revisar algunas consideraciones
sobre el número de motores en los aviones de pasajeros, que justifican la
generalización de DOS motores en la mayoría de los aviones, que pueden verse en
los últimos años, la cual también responde una cierta lógica del rendimiento o
la eficiencia de uso, aunque por un tipo de razones, que inicialmente no
resulten demasiado evidentes.
LA SEGURIDAD en el VUELO
Dentro de la regulación de seguridad en los
aviones de pasajeros, existe un requisito básico, que responde a una lógica
elemental y en última instancia condiciona los resultados. Este requisito es la
condición indispensable de que cualquier avión de varios motores, debe soportar
el fallo completo de uno de ellos, en cualquiera de las posibles circunstancias
de vuelo, ya sea el despegue, aterrizaje, crucero, etc.
Este requisito naturalmente es completamente
indispensable y en pura lógica indiscutible. En base a ese requisito es
precisos concebir y establecer la configuración del avión desde sus fases
iniciales de diseño, en relación con el número de motores y naturalmente la
potencia y sus dimensiones adecuadas.
Naturalmente otra de las condiciones básicas
cuando se proyecta un avión de pasaje, es que el consumo de combustible esté
razonablemente ajustado por una buena eficiencia, para que los costes de
operación de sus futuros clientes, sean competitivos y rentables. Esta
consideración sin embargo, es totalmente secundaria en el ámbito de la aviación
militar, ya que la operación de los aviones depende de requisitos completamente
diferentes de la rentabilidad comercial.
EL PANORAMA ACTUAL
Si observamos el panorama de un aeropuerto en
la actualidad podemos ver que proliferan notablemente los aviones con dos
motores bastante voluminosos bajo las alas, aunque también hay una presencia
considerable de aviones con cuatro motores, sobre todo los frecuentes Boeing
747 y actualmente los A-380, pero sin embargo estos dos modelos tienen una
peculiaridad como es el tamaño, ya que destacan por ser los aviones de máxima
capacidad.
Hace ya bastantes años era mucho más
frecuente ver aviones con cuatro motores bajo las alas, especialmente aquellos
que hacían vuelos transoceánicos o de mayor radio de acción, y los de dos
motores, que muchas veces se disponían en cola, adosados al fuselaje, se
empleaban en aviones algo más reducidos y de corto o medio radio de acción.
También hubo una época a finales de los 70s
en la que proliferan disposiciones de tres motores con cabina ancha, como los DC-10
y Lockheed 1011 en aviones de largo
radio, pero es cuando se afianza el éxito de AIRBUS en los 80s, cuando se
generaliza la configuración de dos motores, también para aviones de largo
recorrido.
LA POTENCIA
La elección de la potencia para los motores
de un avión, es una decisión que se adopta en las fases iniciales de proyecto,
cuando se configura el conjunto de requisitos que debe cumplir, para competir
con sus rivales en función del panorama comercial. El requisito básico es una
cuestión técnica vinculada al número de motores, dado que la suma total de
potencia es la que asegura las prestaciones del avión, o su capacidad de
despegue y aterrizaje junto a las velocidades y altitud, máximas o de crucero.
Una vez establecida la cuantía de potencia
máxima “P”, que deben proporcionar los motores del futuro avión, es cuando
procede hacer diversas consideraciones sobre el número de motores que es
conveniente adoptar. Lógicamente cuanto mayor sea el número de motores, más se
reduce la potencia unitaria de cada uno, P/2 o bien P/4, P/6 .. /8 etc. No
obstante en este punto es preciso añadir el requisito de seguridad previamente
establecido, lo que equivale repartir de forma homogénea, la potencia total
entre el número total de motores menos uno [N-1]. P, P/3, P/5 .. /7.
Esto supone que un avión con solo dos motores
necesita que cada uno de ellos disponga de toda la potencia “P” necesaria para
asegurar el vuelo del avión en cualquier circunstancia. Por otra parte un avión
con una configuración de cuatro motores, necesita que cada uno de ellos tenga
una potencia de: P/(N-1), es decir de P/3, o lo que es lo mismo un tercio de la
potencia total P.
LA VUELTA DEL ESPEJO
En el primer caso, para un avión con solo dos
motores, tenemos que cada uno de ellos dispone de una potencia máxima unitaria
igual a P, que es la necesaria para mantener en vuelo el avión aunque el otro
estuviera apagado, pero como normalmente funcionan los dos al mismo régimen por
una cuestión de simetría elemental, tenemos que en este caso la vida útil del
motor se desarrolla con este trabajando al 50% de su potencia teórica, y del
mismo se deriva tanto el consumo de combustible, como el desgaste interno de las
piezas y el mantenimiento correspondiente.
En el caso del avión con cuatro motores, lógicamente
funcionando todos al mismo régimen de potencia, tenemos que cada uno debe
proporcionar P/4, o bien un 25% de toda la potencia necesaria. Si lo comparamos
ahora con la potencia unitaria de cada motor, que ya habíamos establecido
anteriormente como P/3, nos damos cuenta de que al comparar el régimen de
operación normal, los motores en este caso se pasan su vida útil, a un régimen
del 75% de su potencia teórica, o lo que es lo mismo (P/4):(P/3).
Lógicamente un motor trabajando normalmente
en el entorno del 50% de su potencia teórica tiene una primera ventaja, al
reducir los desgastes respecto a uno que opera al 75%, pero además tiene la
ventaja adicional de que cada kilogramo de combustible se quema con mejor
eficiencia y rendimiento, lo cual supone que al final de cada vuelo el avión
con solo dos motores, ha quemado menos kilogramos de combustible que un avión
de cuatro motores.
En el caso de aviones de cuatro motores, que
actualmente se mantienen en uso, lógicamente hay que considerar que estos son
precisamente los aviones de “mayores” dimensiones, (B-747 y A-380) y que ambos
superan las 250 toneladas en el despegue, por lo que se desborda el límite
práctico de poder operar con “un solo motor”, de acuerdo con la condición de
seguridad necesaria, si fueran sustituidos por configuraciones de dos motores.
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