Los turboventiladores de derivación alta se introdujeron en el mercado de los aviones de pasajeros alrededor de 1970, cuando se lanzaron los primeros aviones de pasajeros de fuselaje ancho (el 747 fue el primero, seguido en rápida sucesión por el DC-10, L-1011 y A300); sin embargo, los cuerpos angostos continuaron dependiendo de los turboventiladores de derivación baja (principalmente el Pratt & Whitney JT8D ) durante mucho más tiempo. Que yo sepa, el primer cuerpo angosto propulsado por motores de derivación alta fue el DC-8-70 (un nuevo motor del DC-8-60), que entró en servicio en 1982; el primer cuerpo estrecho construido con turboventiladores de alto bypass, el 757, no entró en servicio hasta 1983. En cuanto a los otros cuerpos estrechos de la época:
707, 720, 1-11, F28: nunca estuvo disponible una versión de alto desvío (aunque se propusieron versiones de alto desvío del 707 y 1-11, nunca entraron en producción).
727: Los únicos 727 que alguna vez volaron con motores de derivación alta fueron cuatro 727-100 rediseñados y rebautizados como 727-100QF en 1992.
737: la primera versión de derivación alta, la 737-300, solo se introdujo en 1984.
DC-9: se aferró obstinadamente al JT8D hasta mediados de la década de 1990, y solo cambió a motores de derivación alta con el DC-9-90.
¿Qué impidió que los cuerpos angostos aprovecharan de inmediato, o casi de inmediato, la mayor potencia y el menor consumo de combustible y el ruido de los turboventiladores de derivación alta?
Los primeros motores de derivación alta eran caros y poco fiables.
El esfuerzo en el desarrollo de nuevas tecnologías y diseños, más el costo de construir un ventilador más grande, agrega costos. Entonces, toda la nueva tecnología es inherentemente menos confiable que los diseños probados existentes.
El JT9D era notoriamente poco confiable, lo que causó problemas importantes en el desarrollo del 747. Los problemas de desarrollo y los costos en espiral del RB211 llevaron a la bancarrota a Rolls-Royce, tuvieron tasas de fallas enormes, casi causaron un accidente (Vuelo 855 de Eastern Airlines) y finalmente mataron al L1011. . Las fallas del disco del ventilador CF6 causaron que National Airlines 27, succionara a un pasajero por la ventana y el fatal accidente de United Sioux City.
Incluso lo que consideramos el motor más confiable en la actualidad, el CFM56, cuando era nuevo tuvo una falla en el ventilador que provocó un accidente fatal (Kegsworth), combinado con problemas de ingestión de agua que casi provocan un accidente (TACA 110).
Cuando tienes una tecnología tan comprometida, la limitas al lugar que tiene sentido. Los motores de alto bypass trajeron alta eficiencia, reduciendo el consumo de combustible. También tenían más empuje, lo que permitía aviones más pesados que transportaban más combustible. Ambas ventajas se combinan para permitir vuelos directos de larga distancia que gustan a los pasajeros. Estos se vuelan con aviones de fuselaje ancho, por lo que, naturalmente, estos motores se utilizaron en aviones de fuselaje ancho.
Los aviones de fuselaje estrecho de corta distancia transportan menos combustible por vuelo y pueden reabastecerse con frecuencia, por lo que no había ninguna ventaja aquí. Solo cuando se resolvieron los compromisos con los motores de derivación alta, la tecnología se filtró.
Hoy se ve algo similar con los fuselajes compuestos de fibra de carbono. Son costosos de construir, costosos de reparar y existe incertidumbre sobre los costos a largo plazo. Pero el ahorro de peso abre los vuelos de ultra larga distancia, de ahí el A350 y el 787.
No había ningún motor turboventilador de alta relación de derivación adecuado disponible.
¿Qué eran los cuerpos angostos que volaban en las décadas de 1960 y 1970? Aquí hay una lista:
El empuje necesario para esos aviones, unas 10 toneladas por motor, no fue cubierto por la primera generación de motores de alta relación de derivación. Recuerde, su desarrollo comenzó con el programa Heavy Logistics System (CX-HLS) que eventualmente resultó en el General Electric TF-39 y el C-5 Galaxy . El empuje máximo del TF-39 (43.300 lbf o 193 kN) es el doble del Pratt & Whitney JT8D (21.000 lbf o 93,4 kN) que impulsó los Boeing 707, 727 y 737, los DC-8 y -9 y el Mercure. Otro resultado del programa CX fue el Pratt & Whitney JT9D , que estaba en la misma clase de empuje que el TF-39 y su derivado civil CF6.
Otros primeros motores con una relación de derivación más alta, como el General Electric CF700, eran demasiado pequeños con 4200 lbf o 18,68 kN de empuje estático y no ofrecían un salto suficiente en la relación de derivación para volverse interesantes para los aviones.
No fue hasta que el CFM56 estuvo disponible en la década de 1980 que existió un motor adecuado de alta relación de derivación en la clase de 10 toneladas. Una de las razones del largo tiempo de desarrollo del CFM56 fue el retraso en una licencia de exportación para la tecnología del núcleo del motor que se derivó del diseño militar del F101. Y cuando el CFM56 ingresó al mercado, se usó por primera vez para cambiar el motor del viejo Boeing KC-135 (los motores para los KC-135 franceses fueron el primer gran pedido), 707 y aviones DC-8 que se beneficiaron mucho más del nuevo motor que los aviones más pequeños de mediano y corto alcance.
La competencia del CFM56 ( serie IAE V2500 y Pratt & Whitney 6000 ) entró en el mercado mucho más tarde. ¡Simplemente no había un motor adecuado disponible antes!
Una razón sería que los motores de derivación alta tienden a ser más grandes, especialmente si tienen un diámetro más grande.
Esto requiere a menudo un rediseño bastante significativo de la aeronave para que se ajuste a ellos cuando la aeronave no se diseñó con ellos en mente desde el principio.
El 737, por ejemplo, requería un tren de aterrizaje más largo para permitir que los motores de mayor diámetro cupieran debajo del ala. Las aeronaves con motores montados en la cola requieren casi con seguridad el fortalecimiento del fuselaje trasero, especialmente los pilones de montaje y sus estructuras de soporte, lo que agrega peso, cambia el centro de gravedad, etc., etc.
Probablemente no valió la pena el costo hasta que las regulaciones de ruido hicieron que los aviones con turborreactores fueran más difíciles de vender y operar.
usuario3528438