El vuelo tripulado es sin duda uno de los mayores logros de los 20el siglo. No solo amplió significativamente el alcance de lo que nosotros, como humanos, podemos lograr, sino que también revolucionó la forma en que comerciamos, la forma en que nos comunicamos y, por supuesto, la forma en que viajamos. Si bien se dice mucho sobre los pioneros y los aviones que representaron generaciones sucesivas de la evolución de la aviación, sin el motor de combustión interna (que más tarde incluyó la tecnología de motores a reacción), nada de eso, literalmente, habría despegado.
Hay relativamente pocos jugadores en la industria de fabricación de motores de aeronaves, dominada por marcas estadounidenses y europeas. Algunos incluso forman alianzas para obtener los mejores resultados. En la aviación comercial, el éxito suele medirse por la seguridad y economía con la que una aeronave puede transportar mercancías y pasajeros, prestando mucha atención a los niveles de emisión y al ruido del motor, mientras que en el servicio militar y los viajes espaciales, sus funciones son más específicas. Sin embargo, una cosa que todos tienen en común es que el motor es el corazón palpitante de cada avión y, a lo largo de los años, ha desempeñado un papel fundamental en el desarrollo de esta moderna maravilla tecnológica.
Los siguientes son los motores que hicieron las olas más grandes en la aviación, revolucionando no solo la industria en sí, sino también la forma en que vivimos nuestras vidas y vemos el mundo que nos rodea. Desde un campo en Ohio hasta los confines del sistema solar, estas máquinas cuentan la historia de cómo ascendimos a los cielos.
Wright 1903
Los motores de combustión se habían utilizado para propulsar automóviles durante más de 40 años cuando Orville y Wilbur Wright realizaron el primer vuelo tripulado por humanos del mundo sobre Huffman Prairie en las afueras de Dayton, Ohio. Si bien este evento histórico ocurrió en 1904, fue el motor Wright 1903 el que lo hizo posible. Este fue un diseño a medida, ya que no existía nada adecuado o modificable en ese momento.
El motor de los hermanos tenía que cumplir con ciertas especificaciones si querían lograr su objetivo. Según su estimación, tenía que producir al menos ocho caballos de fuerza y pesar un máximo de 200 libras. Si bien esta relación potencia-peso puede sonar insignificante según los estándares de ingeniería actuales, en ese momento requería un enfoque de borrón y cuenta nueva, y el motor fue diseñado y construido desde cero usando solo un torno para metalurgia y una taladradora. El producto final estaba hecho de aluminio fundido y hierro, pesaba 180 libras y producía 12 caballos de fuerza, superando el requisito por un margen.
Inmediatamente después de este gran logro, los hermanos Wright pasaron a tener una empresa de fabricación de motores muy exitosa, primero como Wright Engines y luego como Wright Aeronautical. Wright Aeronautical tuvo una historia histórica, rompiendo primero el récord mundial de velocidad en 1919 antes de suministrar al Spirit of St Louis de Charles Lindbergh un motor para su propio vuelo históricamente significativo de 1927 de Nueva York a París. Sin embargo, fue el motor original de 1903, con su innovadora construcción de aleación de aluminio fuerte y liviana, el que allanó el camino para la creación de todos los futuros motores de aviones.
Continental A40
A medida que la aviación se generalizó, los aviones ligeros comenzaron a asumir funciones como vehículos de pasajeros y de transporte de carga, como aviones correo, y se utilizaron para uso comercial y personal. La mayor parte del desarrollo del motor a mediados de los años 20el siglo se centró en motores radiales pesados y priorizó la velocidad y la carga útil, y había un requisito para motores más pequeños para embarcaciones más pequeñas. La empresa de motores Continental comenzó a producir el A40, un motor de cuatro cilindros refrigerado por aire que se adaptaba perfectamente a los aviones ligeros, incluido el nuevo diseño Taylor Cub, ya que pesaba solo 155 libras y producía 40 caballos de fuerza.
El Taylor Cub fue un precursor del Piper Cub, que se hizo muy popular en la década de 1930, y la producción se aceleró durante la Segunda Guerra Mundial. Los Cubs fueron los principales aviones de entrenamiento utilizados en el Programa de entrenamiento de pilotos civiles al estallar la guerra, y se utilizaron en el servicio militar como aviones de reconocimiento, transporte y detección. Se construía un Cub cada 20 minutos para facilitar esto, y la empresa Continental Motors prosperaba.
Se requirieron variantes más grandes del exitoso A40 a medida que las demandas de la industria de la aviación cambiaron con el tiempo, y el C-90 de 90 caballos de fuerza y el A-200 de 200 caballos de fuerza también fueron unidades populares para Continental. Estos motores fueron tan exitosos y confiables que todavía sirven como base para la mayoría de los motores de aviones ligeros modernos, con estos aviones más pequeños promoviendo volar como un pasatiempo a medida que se convirtió en una actividad menos elitista. En este sentido, el A40 hizo que los aviones de pilotaje estuvieran más disponibles para las masas.
Dardo Rolls-Royce
Cuando escuchas el nombre Rolls-Royce, la mayoría de nosotros pensamos en su línea de automóviles de lujo. Sin embargo, su larga historia en la fabricación de motores de aviones es igualmente exitosa y sigue siendo uno de los principales actores en la industria de la aviación. El motor turbohélice Rolls-Royce Dart, presentado en 1946, fue un excelente ejemplo de diseño sencillo e ingeniería de calidad, que combinaba la potencia de los motores a reacción con la eficiencia de las hélices.
Se le podría perdonar por pensar que Rolls-Royce nombró al Dart por el proyectil con forma de flecha. Sin embargo, la empresa tiene la tradición de nombrar sus productos con nombres de ríos británicos, en este caso, el río Dart en el sur. El motor jugó un papel importante como facilitador de los primeros viajes comerciales intercontinentales y estuvo en producción durante unos impresionantes 40 años. Instalado por primera vez en Vickers Viscount, pasó a ser utilizado por fabricantes globales, incluidos Grumman, Fokker, Avro y Breguet.
Un turbopropulsor es similar a un motor a reacción, pero como sugiere el nombre, está propulsado por una hélice regular que atrae aire hacia el cuerpo del motor, donde se comprime, pasa a una cámara de combustión donde se mezcla con el combustible encendido y se expulsa por la parte trasera como una corriente en chorro de alta energía. Este sistema demostró ser perfecto para aviones de medio alcance, como el Vickers Viscount. Lo que es más importante para la aviación comercial, demostró ser más económico que un motor a reacción regular, y registró más de 170 millones de horas de vuelo en su larga y exitosa permanencia.
Pratt y Whitney JT3
La tecnología de motores a reacción no fue práctica hasta mediados de la década de 1930, antes de lo cual se consideró demasiado ineficiente para vuelos subsónicos de larga distancia. Si bien los motores a reacción no se utilizaron ampliamente durante la Segunda Guerra Mundial, el desarrollo se aceleró después de 1939 con la invención del Heinkel He178, el primer avión a reacción exitoso en el que se basaron posteriormente la mayoría de los motores a reacción, incluido el Pratt & Whitney JT3.
La familia de motores turbofan JT3 se desarrolló por primera vez en 1950. Pronto recibió la designación TF133 de la Fuerza Aérea de los EE. UU., y en 1955 se instaló en quizás su avión más notorio, el bombardero pesado de largo alcance B52. Ocho motores JT3 impulsan el B52, que todavía está en servicio hoy, habiendo registrado más de 72 millones de horas de vuelo.
Más tarde, los aviones comerciales instalaron el JT3, incluido el Lockheed C-141 Starlifter y el Boeing 707. Fue favorecido por su bajo nivel de ruido, bajas emisiones y bajo consumo de combustible. Ocupaba un punto óptimo entre los motores turbohélice y turborreactor de su época, y era ideal para vuelos subsónicos rápidos y económicos, pero eliminaba el grito del compresor del turbohélice y la nota ensordecedora del escape del turborreactor. En cambio, el turboventilador del JT3 envió suficiente aire a través del motor para proporcionar suficiente empuje, pero desvió una cantidad alrededor de los motores; por lo tanto, el turboventilador se conoció como un «motor de derivación». Esta practicidad llevó a la familia de motores turbofan, incluido el Pratt & Whitney JT3, a convertirse en el motor a reacción comercial dominante en la actualidad. Evolucionó para producir variantes supersónicas, algunas de las cuales se utilizan en la aviación militar.
General Electric CF6
Después del Pratt & Whitney JT3, el General Electric CF6 se introdujo a principios de la década de 1970 a medida que la aviación comercial continuaba expandiéndose. Tras el éxito del Boeing 747 en la década de 1960 como el primer «Jumbo Jet», el CF6 se desarrolló específicamente para aviones de fuselaje ancho a medida que evolucionaba la industria de la aviación en ese momento.
Uno de los motores más eficientes jamás producidos, el motor General Electric CF6 transformó los viajes aéreos comerciales. Se ha instalado en aviones comerciales populares, incluidos los Airbus A300, A310 y A330; y los Boeing 747, 767 y MD-11, así como los aviones militares Kawasaki C-2, McDonnell-Douglas DC-10 y Lockheed-Martin C-5M Super Galaxy. La familia de motores General Electric CF6 se utiliza en casi el 70 % de los aviones de fuselaje ancho actualmente en funcionamiento y ha mejorado constantemente con el tiempo. Ahora proporciona 30 000 libras más de empuje que el CF6 de primera generación, es hasta un 15 % más eficiente en combustible y puede volar tres veces más entre revisiones. Este rendimiento impresionante ha llevado a que una variante, el CF6-80C2, tenga una base instalada más grande que cualquier otro motor de fuselaje ancho.
El CF6 podría compararse con la navaja suiza, el encendedor Zippo o la guitarra Fender Stratocaster como un diseño confiable que ha resistido fundamentalmente la prueba del tiempo, aunque con algunas revisiones en el camino. A medida que los viajes internacionales se volvieron públicamente viables y la industria cambió para requerir aviones más grandes con una mejor economía de combustible, General Electric entregó la solución perfecta para la «era de los aviones a reacción».
Rolls Royce Trent
La familia de motores Rolls-Royce Trent ha estado en servicio durante más de un cuarto de siglo y continúa fortaleciéndose. Así como su río británico homónimo está sujeto a intensas inundaciones anuales, el motor Trent ha inundado el mercado como la unidad de potencia de turboventilador instalada en algunos de los aviones de fuselaje ancho más populares de la actualidad, incluidos el Boeing 777 y 787, y el Airbus A330, A340, A350 y A380.
Este es otro motor turboventilador de derivación alta, muy parecido al Pratt & Whitney JT3, en el que el aire se dirige alrededor del motor, lo que lo hace más silencioso y eficiente, en comparación con un motor de derivación cero donde todo el aire se envía a través de la turbina. Además, al igual que el General Electric CF6, se ha producido en varias variantes para diferentes aplicaciones, incluidos fines industriales y marinos no aeronáuticos.
Rolls-Royce ocupa el segundo lugar después de General Electric entre los mayores proveedores de motores para aviones, con Pratt y Whitney en tercer lugar. Pero gracias a la versatilidad y la capacidad de largo alcance de sus motores Trent, ha revolucionado los viajes internacionales, ya que permite a los proveedores volar en diversas condiciones, desde el intenso calor del desierto hasta entornos árticos bajo cero, y navegar rutas más largas. Estos incluyen el vuelo comercial más largo actualmente en operación, desde el JFK de Nueva York hasta el Aeropuerto Internacional de Singapur, con 18 horas y 50 minutos.
CFM Internacional CFM56
El segmento de aviones de pasillo único tiene la cuota de mercado más importante de todas, con alrededor del 56 %. Si bien los motores de fuselaje ancho antes mencionados son impresionantes en su capacidad, versatilidad y gran cantidad de energía que producen, los caballos de batalla de la industria que realizan vuelos nacionales e internacionales de corta distancia acumulan la mayor cantidad de millas durante todo el año. CFM International es una empresa conjunta entre General Electric y Safran Aircraft Engines de Francia, y su motor CFM56 impulsa aviones que incluyen el omnipresente Boeing 737 y el Airbus A320, lo que lo convierte en la columna vertebral de los populares vuelos comerciales de capacidad media.
Por lo general, para un motor de una gran aerolínea comercial, el CFM56 es un turboventilador. Se ha desarrollado durante 40 años y continúa actualizándose, con las últimas versiones, CFM56-5B PIP y CFM56-7BE, que ofrecen mejoras en la economía de combustible, los gastos generales de mantenimiento y los niveles de emisión. Muchas características lo hacen atractivo para los proveedores, incluidas su durabilidad, confiabilidad y facilidad de reparación. En última instancia, su bajo costo de funcionamiento es su característica más atractiva.
El CFM56 es el motor turboventilador más utilizado por un margen considerable, con casi 33.000 construidos y más de mil millones de horas de vuelo servidas. Abastece a más de 600 operadores en todo el mundo y ha contribuido a que los vuelos sean más asequibles, prácticos y económicos. No hay duda de que el motor CFM56 de CFM International cambió la aviación para siempre, como puede atestiguar cualquiera que haya volado alguna vez en un vuelo económico.
Impulsor de cohete sólido reutilizable
Después de la carrera espacial de las décadas de 1950 y 1960, se identificó un requisito para una nave espacial reutilizable de órbita baja que pudiera lanzar satélites, dar servicio a otras naves espaciales y actuar como laboratorio. Esto se conocería como el transbordador espacial. Una de sus características definitorias fue su Reutilizable Solid Rocket Booster. A diferencia de los motores de cohetes anteriores, que se descartaron y golpearon el océano a gran velocidad antes de hundirse, los motores del transbordador espacial se pudieron recuperar, habiéndose lanzado suavemente en paracaídas hasta un amerizaje seguro no lejos del lugar de lanzamiento.
Fabricado de diversas formas por Pratt y Whitney y una alianza de Lockheed Martin y Boeing, este gigante de 149 pies de largo produjo 6,6 millones de libras de empuje y alcanzó la potencia máxima en dos décimas de segundo. Requería más de 1,000,000 de libras de propulsor y ardía durante dos minutos, el tiempo que tardó en alcanzar una altitud de 28 millas a 3,100 millas por hora. Una vez que se agotó el combustible, se separaría del tanque externo del transbordador espacial mediante explosiones eléctricas antes de desplegar tres paracaídas de 136 pies de ancho después del reingreso.
Los viajes espaciales se hicieron continuos con la construcción de la Estación Espacial Internacional. Con el tiempo, el papel principal del transbordador espacial pasó a ser el servicio a la Estación Espacial. Los últimos tres orbitadores, Endeavour, Atlantis y Discovery, fueron dados de baja en 2011, con naves espaciales comerciales como SpaceX Dragon 2 y Boeing Starliner ocupando el lugar. Mientras tanto, la nave espacial Orion de la NASA utilizará las lecciones aprendidas del Programa Transbordador para llevar a los humanos más lejos que nunca en el espacio.