Aero. experimental, Aeronáutica general

¿Para qué sirven los dientes de sierra en los motores de Boeing?

Si eres un aficionado al mundillo de los aviones probablemente te hayas fijado alguna vez en los curiosos dientes de sierra que llevan los motores de los nuevos aviones de Boeing. Vimos por primera vez este particular diseño con el Boeing 787 y sus propulsores Trent 1000, convirtiéndose en una de sus señas de identidad. Poco después los vimos en el carenado del rediseñado B747-8, y de nuevo los vemos ahora en el recién estrenado Boeing 737MAX. ¿Qué son y por qué los han hecho así?

Los chevrones son un claro distintivo del B747-8 comparado con las antiguas versiones

Los chevrones son un claro distintivo del B747-8 comparado con las antiguas versiones

El nombre oficial que Boeing le ha dado a este invento (dada su forma) es el de chevrones*. ¿Qué es un chevrón? Es un símbolo ampliamente utilizado en escudos y estandartes con forma de compás abierto, una especie de flecha que apunta hacia arriba. El mismo símbolo que utiliza la marina estadounidense para designar los rangos de sus soldados.

(*) Anglicismo procedente de la palabra “chevron”, la RAE solo recoge la palabra cheurón o cabrio como traducción.

La finalidad de los chevrones es la de reducir el ruido de los motores. Hay que tener en cuenta que en la tobera del motor se juntan tres flujos de aire con propiedades muy diferentes.

Cheurones en la insignia de Sargento, ejército de los EEUU

  • El flujo primario, es decir, el aire quemado procedente de la cámara de combustión. Es expulsado por la tobera a altas temperaturas y gran velocidad.
  • El flujo secundario, o sea, el aire acelerado por el fan, pero que no es quemado. Debido al efecto de aceleración del fan, el aire sale algo más caliente de lo que entró.
  • El flujo externo, a temperatura ambiente y a una velocidad igual a la velocidad del avión.

El choque de los tres flujos a diferentes temperaturas y sobre todo a velocidades muy diferentes es una de las principales fuentes de ruido en un avión por el alto nivel de turbulencia que genera. Así pues, hacia el año 2001, Boeing se puso a investigar el fenómeno conjuntamente con la NASA y con General Electrics. Tras muchas horas de simulación, de túnel de viento e incluso de ensayos en vuelo, se llegó a la solución que vienen adoptando en sus motores desde hace unos años: los chevrones.

¿Cómo funcionan? Esos dientes de sierra están colocados alrededor del motor con la idea de mejorar la mezcla de los diferentes flujos de aire, por lo que estos se juntan de forma más suave (menos turbulenta) y por tanto menos ruidosa. Tras muchas horas de pruebas, Boeing estima que los chevrones ayudan a reducir el ruido unos 4 o 6 decibelios. No es mucho, de hecho se probaron otras soluciones que mostraban mejores resultados en términos de amortiguación del sonido. Pero no hay que olvidar que colocar artefactos que perturben la expulsión del aire del motor conduce a una pequeña disminución de la potencia. Los chevrones resultaron ser el mejor compromiso entre reducción de ruido y pérdida de prestaciones: se estima que apenas se pierde un 0.25% de potencia a pleno régimen.

Puede parecer una reducción de ruido casi ridícula comparado con el ruido total del avión, pero según Boeing esto les permite reducir la cantidad de material aislante acústico para la cabina (entorno a 270kg de ahorro en el triple siete). En otras palabras, los chevrones permiten también reducir el peso del avión y por lo tanto el consumo de combustible.

Por si fuera poco, los ingenieros han introducido materiales con memoria de forma para optimizar aún más los chevrones. Estos materiales son capaces de cambiar de forma en función de su temperatura. Con esto se consigue minimizar el ruido en fase de despegue (cuando los gases de escape están más calientes los chevrones se contraen) mientras que en crucero estos se enfrían y adoptan una forma más eficiente.

Los reconocibles motores del B787 por sus dientes de sierra

Los reconocibles motores del B787 por sus dientes de sierra

¿Y por qué los aviones de Airbus no los llevan? Bueno, la patente pertenece a Boeing, y con la cantidad de dinero que han invertido es lógico que la guarden con recelo. Esta es probablemente la razón por la que pese a que Airbus y Boeing compartan motores de nueva generación (el motor del 737MAX es el LEAP-1B de CFM, hermano gemelo del LEAP-1A del A320neo), los aviones de Airbus no disponen de tal tecnología. Sin embargo, podría ser posible que en un futuro no demasiado lejano veamos al fabricante europeo adoptar una solución similar, de la misma manera que hemos visto en el pasado una lucha entre ambos fabricantes con el tema winglets versus sharklets.

Sea como sea, no cabe duda de que los “chevrons” además de hacer el avión más silencioso le dan un toque muy señorial, ¿no?

Principales fuentes de inspiración:

Comentarios

Aún no hay comentarios.

¡Comenta esto!

Introduce tus datos o haz clic en un icono para iniciar sesión:

Logo de WordPress.com

Estás comentando usando tu cuenta de WordPress.com. Cerrar sesión / Cambiar )

Imagen de Twitter

Estás comentando usando tu cuenta de Twitter. Cerrar sesión / Cambiar )

Foto de Facebook

Estás comentando usando tu cuenta de Facebook. Cerrar sesión / Cambiar )

Google+ photo

Estás comentando usando tu cuenta de Google+. Cerrar sesión / Cambiar )

Conectando a %s

A %d blogueros les gusta esto: