martes, 23 de abril de 2013

CONOCER AL OSO.- 2ª Parte.-

Durante los últimos años, Estados Unidos y Europa han desarollado un distinto concepto basado en un diferente punto de vista en materia de transporte aéreo militar. Así, la última generación de transportes militares estadounidenses, el C-17 y el C-130J, ha visto sus sistemas de aviónica desarrollados partiendo sus respectivas oficinas de diseño de una hoja en blanco y sin tener en cuenta ni considerar otros sistemas producidos para otro tipo de plataformas o misiones distintas. El resultado ha sido unos sistemas confeccionados a la medida y absolutamente adaptados, como no podía ser de otra forma, a las misiones previstas para esos aviones. A simple vista, y siempre que no se tenga en cuenta la economía de medios y la necesaria flexibilidad de los productos finales cuando dichos medios escasean, esta parece la forma ideal de hacer las cosas.

Los europeos, sin embargo, para el desarrollo de los sistemas del C-235, C-295 y A400M, aviones que constituirán la columna vertebral de la movilidad aérea de nuestras Fuerzas Armadas para las próximas décadas, han optado por seguir una vía conceptual diferente, basada en la militarización de sistemas civiles ya desarrollados y probados. Esto tiene sus ventajas tanto para la empresa que desarrolla el producto, como para el cliente final que lo pone en servicio, lo que viene a decir que para España representa ventajas por partida doble, al ser al mismo tiempo país productor a través de su industria nacional, y cliente a través de su Ejército del Aire. Y me importa poco que lo que se produzca sea un 10, un 20 o un 80 por ciento, porque lo interesante para un país con ansias y posibilidades de ser, es de momento formar parte de, y no solo pagar la factura final como hasta ahora se hacía. No ser conscientes de esta realidad significa negar una de las pocas verdades absolutas que en el mundo existen, máxime cuando sí se reconocen esas ventajas para países como Francia y Suecia, por nombrar otros dos europeos con similares y contrastadas intenciones.


Un matiz. El también europeo y magnífico C-27J Spartan es un caso aparte, ya que Alenia, de forma muy inteligente hay que añadir, desarrolló el sistema de aviónica y en definitiva todo el avión, de forma que ofreciése el mayor nivel de comunalidad posible con el C-130J, al objeto de comercializarlos de forma conjunta como parte de una misma flota.

Dicho esto, el sistema europeo, en lo que a productos de EADS se refiere, cuenta por un lado con claras ventajas corporativas, ya que al ser todos productos desarrollados y producidos por una misma empresa, a la hora de acceder a repuestos comunes (que ya se incluyen dentro del Sistema Logístico Integrado de nuestras Fuerzas Armadas en el caso de los C-235/C-295) y en el momento de precisar modificaciones estructurales que compatibilicen unas plataformas con otras, se cuenta con disponibilidad absoluta, además de beneficiarse del conjunto de sinergias operativas e industriales añadidas. Sirva como ejemplo de esto la sección transversal de la parte superior del fuselaje del A400M, que posee unas dimensiones similares a las del A330, lo que permite a la empresa compartir muchos de los elementos técnicos utilizados durante los procesos de manufactura y ensamblado, así como compartir plataformas de transporte y carretillas elevadoras. Eso supone desde cualquier punto de vista una clara ventaja industrial, pero también constituye una evidente ventaja operativa para el cliente que disponga de ambas aeronaves, al permitirle trasladar carga de una a otra sin modificar la estructura de los palets.

Hay otras razones que justifican el uso de sistemas civiles como base para el desarrollo de sistemas de aviónica para transportes militares. El uso de este criterio permite reducir los plazos de entrega y los costes de desarrollo al partir de tecnologías y equipos ya desarrollados y probados. Parece contradictorio hablar de reducción de plazos y costes cuando los tempos del Grizzly se han ralentizado tanto, que a punto hemos estado de retroceder en el tiempo, por no hablar de cómo inversamente se han multiplicado los costes. Sin embargo, esta realidad absolutamente cierta, sólo deja patente la enorme complejidad tecnológica de un producto de este tipo, y la ingenuidad con la que estos programas se continúan negociando y gestionando a uno y otro lado del Atlántico, casi como si la industria y sus equipos de desarrollo dispusiésen de una lámpara con genio dentro. Pero a su debido tiempo trataremos esto.

Por último, estos sistemas derivados permiten además exportar las ventajas de la aviación civil en cuanto a los niveles de seguridad en vuelo y al cumplimiento con las normas de aviación civil, con las que un avión de transporte militar tiene necesariamente que integrarse. El resultado es un sistema que permite cumplir con los requisitos militares para operaciones de transporte tanto logístico como táctico, y a su vez facilita la perfecta integración del avión en los sistemas de navegación aérea civil como un operador más. No debemos olvidar que un transporte militar pasará más de un 80% de su tiempo de vuelo en espacio aéreo civil controlado, y lo cierto es que, pese a las diferencias existentes entre sistemas de aviónica civiles y militares, la tendencia general es a la convergencia, y la convergencia se orienta sin duda hacia el campo civil en materia de aviación de tansporte. Dichas diferencias operativas de carácter general, se traducen luego en diferencias sustanciales en cuanto al diseño y funcionalidad de los sistemas, algo que comprobaremos insitu cuando lleguemos al avión y accedamos a la cabina de vuelo.

 
Si hay un aspecto que prime sobre todos los demás en el transporte aéreo civil, ese es el de la seguridad. Se pretende sobretodo que la probabilidad de fallo de funciones que puedan acarrear una situación catastrófica sea mínima. En segundo lugar está el cumplimiento con la reglamentación aérea de aviación civil internacional, equipando al avión con los sistemas de navegación y comunicaciones que satisfagan los requisitos de las normas de OACI. Por último está la economía. Como negocio que es, el transporte aéreo civil necesita dotarse de sistemas de aviónica que faciliten la operación económica del avión, permitiendo volar las rutas más cortas con el mínimo consumo de combustible, posibilitando despegues y aterrizajes en las peores condiciones meteorológicas y de visibilidad, y facilitando por último el mantenimiento y la puesta en servicio del avión en el menor tiempo posible.

En el transporte militar, los requisitos operativos y las prioridades son diferentes. Por un lado, el concepto de seguridad no se limita al avión, sino que se extiende a toda la nación. El avión debe cumplir su misión incluso comprometiendo su propia seguridad y la de su tripulación. En segundo lugar, el sistema de aviónica debe permitir la operación de la aeronave integrada en una red de comunicaciones seguras y volar en unas condiciones inusuales para un avión civil. El tema de la economía de operación, aun siendo deseable, no pasa de ser un objetivo secundario.

A este respecto, interesa que nos queden meridianamente claros una serie de conceptos. Que se apliquen ciertos criterios operativos de la aviación civil a la operación militar es bueno, muy bueno, fabuloso siempre y cuando asimilemos que ninguna aeronave militar se amortiza con el tiempo. Muchas veces he leído en diversos foros, e incluso se lo he leído a cierto coronel que ya no ejerce en activo, que "tal o cual aeronave es más o menos rentable económicamente para nosotros", sin tener en cuenta que si bien una compañía aérea civil amortiza la compra de su flota de aeronaves a través de su operación con el paso de los meses, recuperando el gasto mediante la generación de beneficios, la rentabilidad de un avión militar se mide por factores más o menos abstractos, como la disuasión, la seguridad nacional y la capacidad de un país para decidir soberanamente su destino.

Quiero decir, aplicar criterios económicos en la operación diaria es bueno y todos los aviadores lo hacemos de forma cotidiana utilizando por ejemplo esas velocidades "rentables" óptimas que permiten gestionar el consumo de combustible al máximo. Ahora bien, como piloto de caza, la prioridad fundamental en utilizar velocidades y patrones de vuelo "económicos" tiene como fín último que permanezca más tiempo en el aire para así poder matar más marcianos, lo que no quita para que mientras Ganímedes no ataque, dichas velocidades permitan mantener unos gastos contenidos de la operación diaria dentro de lo posible. No sé si me explico.

 
A pie de avión aparecen las primeras sonrisas de satisfacción entre mis acompañantes "guiris". El Grizzly se ve sin duda majestuoso mientras nos envuelve el rugido de los motores de un A330 MRTT con los colores de la Fuerza Aérea Saudí que despega rumbo a Getafe antes de ser entregado a sus legítimos dueños. En principio, el entorno operativo de San Pablo no diferencia a Sevilla del resto de ciudades europeas con vuelos constantes de Ryanair, EasyJet, Vueling y otras líneas de bajo coste realizando enlaces entre los diferentes aeropuertos del continente. Es el complejo de instalaciones al sur de la pista principal, donde ahora nos encontramos, las que con sus enormes hangares dominan el skyline del aeropuerto. Su rampa exterior se encuentra plagada por los diferentes productos de Airbus Military en todos sus tamaños, desde el pequeño Aviocar hasta los enormes A330 y A400M.

La elección de Sevilla como receptora de la Línea Final de Ensamblado (FAL) para el sistema de transporte europeo de nueva generación, el Grizzly, descansa sin duda en la larga tradición de nuestra nación en el desarrollo y producción de transportes aéreos militares de demostrada solvencia y capacidad, a través de la herencia transmitida por Construcciones Aeronáuticas S.A., y refleja sin reparos la firme resolución por parte de EADS de establecer un nuevo centro de excelencia en materia de transporte aéreo en la ciudad, contando además con el apoyo financiero, político y social de las autoridades andaluzas. Las enormes inversiones realizadas han permitido crear las FAL del A400M y de los transportes medios y ligero, así como un centro de ensayos en vuelo, un nuevo y moderno "paint shop" y el Centro de Entrenamiento Internacional (ITC) para tripulaciones de cabina de vuelo y carga.

La firma, en mayo de 2003, del contrato de desarrollo y producción del Grizzly, actuó de catalizador para la construcción de esas instalaciones y para mejorar la propia gestión y producción del resto de transportes ligeros y medios de la empresa. De hecho, las sinergias actuaron en ambos sentidos, y siendo el A400M la mayor aeronave ensamblada en las instalaciones sevillanas, las habilidades requeridas para manejar su línea de montaje provienen en gran medida del éxito y la experiencia previa obtenida con los C-212, CN-235 y C-295. Éstos son construídos en el enorme hangar situado justo detrás del levantado para albergar al nuevo A400M, y ya se están dejando notar, también allí, los efectos del nuevo modelo de producción desarrollado con la llegada del Oso.

El régimen de producción de los transportes ligeros y medios de la compañía se cifró en 18 aparatos al año entre el período de 2007 y 2011, años en los que se expandieron proporcionalmente las variantes especiales de los mismos ofrecidas al mercado. Estas incluyen ahora versiones de patrulla marítima, guerra antisubmarina, guerra electrónica y reconocimiento, alerta y control aerotransportado, y cañonero. Airbus Military ha establecido un nuevo modelo de producción denominado Basic Reference Group (BRG), bajo el cual todos los C-295 serán producidos con cierto equipo y cableado montado de forma estándar, lo que permitirá que dichas aeronaves sean rápidamente adaptadas dentro de un ámplio abanico de capacidades más allá de las puras de transporte aéreo. Como resultado de ello, el tiempo necesario para transformar el avión se reduce hasta un 30% para alguna de las versiones, con la consiguiente disminución de costes.

Con múltiples versiones del C-212, CN-235 y C-295 distribuídas entre las cuatro estaciones de trabajo del hangar de producción de transportes ligeros y medios, y con diferentes componentes llegando desde Chile, Indonesia, Polonia, Portugal y Turquía, Airbus Military encara un serio desafío gestionando el flujo de producción. Cada estación de trabajo se encuentra organizada como una pequeña factoría, con sus propios servicios de logística y control de calidad, y dentro del pulso vital de la línea de producción dispone de entre 40 y 50 personas, dependiendo de la versión de aeronave, que trabajan con un tope máximo de 10 días para moverse a la siguiente posición de montaje. En total, unas 700 personas trabajan directamente cada día en este hangar. El primer C-295, el número 87 de los producidos en total, en ser completado bajo el nuevo modelo de producción fue entregado en abril de 2012 a Ghana. Mientras la empresa estudia si implementar también el concepto BRG en los CN-235, su siguiente desafío se centra en pasar de 18 a 25 los aparatos ligeros y medios construídos al año, que se sumarán a los 30 A400M por año en 2015.

 
Dos cosas destacan del Grizzly a primera vista: sus inmensos motores y su enorme estructura de cola. Los primeros me recuerdan, salvando las distancias, a los de otro gigantesco oso aún en servicio, el Tu-95 Bear ruso. Para su desarrollo se creó un consorcio que, con el nombre de EuroProp International (EPI), se encuentra formado por Rolls-Royce (Reino Unido), SNECMA (Francia), MTU (Alemania) e ITP (España), y que se encarga de gestionar los trabajos de producción y las relaciones con el resto de miembros participantes en el Programa. De dicho consorcio nació el motor turbohélice de nueva generación TP400-D6 de tres ejes, el grupo propulsor de prestaciones más impresionantes jamás construído dentro de su categoría, y que junto a las especiales características aerodinámicas del A400M, confieren a éste unas particulares capacidades estratégicas y tácticas como nunca antes se habían combinado en un solo aparato de transporte.

Con una potencia de salida de 10.700 SHP, se dispone de una potencia adicional del 10% con sólo avanzar los gases a la posición adecuada. La potencia de salida puede aumentarse en un futuro, y en caso de ser necesario, en otro 10% manteniendo la misma arquitectura del sistema, mediante ligeros cambios en los materiales utilizados en la turbina de alta presión (HPT) y los necesarios ajustes de flujo de aire en los pétalos del compresor. La toma de aire del motor está equipada con un sistema antihielo por sangrado de aire caliente, y su forma está optimizada para minimizar la distorsión del flujo y las pérdidas de presión al tiempo que mantiene una impecable capacidad de separación de partículas, algo crucial en operaciones sobre pistas poco preparadas. El conducto de escape mezcla los gases calientes de salida con el aire de refrigeración de la góndola del motor, de forma que suministra una reducción importante de la firma infrarroja total. No era gratuito el comentario que anteriormente realizaba acerca de que bajo su fina piel, el A400M escondía el corazón de un guerrero; sus turbinas de alta y media presión son herederas directas de las que montan los motores M88 del Rafale y EJ200 del Tifón.

La hélice seleccionada es la Ratier-Figeac FH386 de paso variable con reversa total, que dispone de 8 palas de material compuesto de 5,33 metros de diámetro y una velocidad máxima de giro de 842 rpm. El sentido de rotación de cada par de palas, correspondientes a cada lado, es opuesto entre sí produciendo un flujo aerodinámico simétrico, circunstancia que tiene una enorme relevancia en las cualidades de vuelo del avión, fundamentalmente en casos de parada de un motor, y una mejor sustentación debido al mejor reparto del flujo aerodinámico, aspectos que proporcionan todos claras ventajas en lo que respecta al peso y estructura de las superficies sustentadoras reduciendo aquél y haciendo más ligeras éstas, a la vez que disminuye notablemente el ruido resultante en el interior de la nave. La forma de las palas y su particular perfil aerodinámico han sido optimizados para mantener su eficiencia en la región que abarca desde 0.55 Mach a 0.72 Mach, justo el rango de velocidades en el que las hélices pierden tradicionalmente dicha eficiencia, al tiempo que mantiene sus excepcionales características tácticas de prestaciones a baja velocidad. Esta velocidad de alto crucero (0.72 Mach del Grizzly frente a 0.77 Mach del Globemaster) proporciona significativos beneficios operacionales como un mayor número de salidas por día, una respuesta más rápida ante situaciones de emergencia y, unido al descenso de ruido en cabina, y los que hayan volado o simplemente sido transportados en un aparato de carga militar sabrán perfectamente de lo que hablo, una sobresaliente reducción de la fatiga de la tripulación y del personal transportado.

Las palas de la hélice están fabricadas en material compuesto con un larguero de fibra de carbono. La superficie de material compuesto tiene un recubrimiento de poliuretano contra la erosión, y la parte exterior del borde de ataque de la pala tiene un refuerzo de níquel para la protección contra golpes de objetos extraños.

Tanto el motor como las hélices son controlados electrónicamente mediante el sistema FADEC (Full Authority Digital Engine Control), que permite al piloto gestionar los parámetros de potencia con una sola palanca para cada uno de los cuatro motores, obteniendo de manera segura y sencilla el empuje necesario para alcanzar una velocidad de alto crucero de 0.72 Mach, una de crucero de largo alcance de 0.68 Mach, o de 300 Kts a baja cota. El FADEC, además de mejorar la eficiencia general del motor al tiempo que reduce sus requerimientos de mantenimiento, incorpora las capacidades de aceleración automática, secuencia de arranque manual y automática, capacidad de diagnóstico, protección de sobrevelocidad, sincronización en fase y velocidad de las hélices, detección y recuperación del "surge" en los motores, cambio automático del ángulo de incidencia de las palas y seguimiento continuado de los parámetros de motor.

 
La elección de este grupo motopropulsor no fue sencilla ni poco meditada. Se barajaron desde una variante específica de 43.000lb del turbofán CFM56, hasta el propfan ZMKB/Progress D-27 en desarrollo para el Antonov An-70. Pero definitivamente los argumentos que decantaron la elección por el motor turbopropulsado, eso sí, de nueva generación, fueron su menor coste de ciclo de vida, su mayor austeridad para operar desde campos y en entornos no preparados, y su capacidad para ofrecer aproximaciones tácticas de alto rendimiento con descensos vertiginosos sobre la pista.

La cola del A400M tiene una configuración en T que mejora la eficiencia aerodinámica del plano de cola, al quedar éste fuera de la zona donde se dejan sentir los efectos de la estela turbulenta de los planos principales que forman las alas.

El estabilizador horizontal está colocado sobre el vertical y su ángulo de incidencia es ajustable. La caja central de su estructura es de aleación de aluminio y sus bordes exteriores son de material compuesto. Cuenta con un timón de profundidad en cada lado fabricado en fibra de carbono. Con una longitud total de 19,03 metros, destaca inmediatamente su acusado ángulo de flecha de 32,5 grados, sobre todo si lo comparamos con los modestos 15 grados de los planos principales de las alas. Esto tiene una explicación, y es que durante la fase de desarrollo se decidió incrementar 7 grados el ángulo original de diseño después de que durante los primeros análisis se detectasen acusados problemas de inestabilidad durante las maniobras de pushover con el centro de gravedad adelantado. Se mataban así dos pájaros de un tiro, pues durante las pruebas de túnel de viento se comprobó que la formación de hielo en los bordes de ataque del plano de cola podía llegar a constituir un grave problema con el ángulo de flecha original. En lugar de añadir la complejidad y el peso de un diseño antihielo para dichos planos, se comprobó que incrementando esos 7 grados, los problemas de hielo desaparecían junto a los de inestabilidad.

El estabilizador vertical suministra estabilidad al avión, además de un soporte estructural para el timón vertical. Está formado por tres cajones principales, un borde de ataque desmontable, un borde de salida y un timón de una sola pieza. Todos estos elementos estructurales están fabricados principalmente en materiales compuestos, excepto el borde de ataque que es una pieza híbrida de metal y material compuesto para mejorar la protección contra los impactos y la erosión. El timón está fabricado con estructura plástica reforzada con fibra de carbono y aluminio.

 







7 comentarios:

  1. Muy interesante. Sobre la política de compra en casa a toda costa creo que habría cosas que matizar, pero lo dejaremos para otra ocasión. ¿No se le había cambiado el nombre al considerar que ese oso es demasiado americano?

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  2. Hola dani, adelante con los matizamientos.

    En respuesta a tu pregunta te remito al principio de la Primera Parte. De momento, los únicos que oficialmente han cambiado el nombre han sido británicos y franceses, fundamentalmente a petición de los primeros. No obstante, no es un tema que me preocupe demasiado, ni creo que sea siquiera de relevancia ante semejante programa tecnológico.

    Saludos.

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  3. Muchísimas gracias, una vez más, por tus artículos.

    Una pregunta: ¿habrá tercera parte sobre, por ejemplo, la versión de reabastecimiento en vuelo?

    Un saludo

    racer

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  4. Habrá más partes, sí. En realidad es un sólo texto que divido en partes por motivos primero de espacio, y segundo porque así dispongo de la posibilidad de escribir a mi ritmo, que ciertamente es un ritmillo vacilón pero lento.

    Saludos.

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  5. Una pregunta, seguramente hay una razon para que el regimen de giro sea de 842 Rpm, en comparacion con las 1020 del T56 o las 1212 del PW127.

    ¿Cual es?.

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  6. Hola EJ, pues sí, hay una razón para ese régimen concreto de revoluciones. El problema es que yo, con estas orejotas, sepa explicarlo con la suficiente claridad, sencillez y brevedad.

    Veamos, la hélice debe ser capaz de absorber la enorme potencia que le entrega el motor; es decir, debe tener un par resistente que contrarreste el par motor, porque de otra forma se embalaría y tanto la hélice como el motor serían ineficaces. Por lo tanto, la hélice se transforma en uno más de los compromisos que conforman un avión.

    La capacidad de la hélice para absorver la potencia del motor y conseguir el máximo rendimiento tanto a bajas velocidades de vuelo como a altos regímenes de crucero, puede aumentarse modificando los siguientes parámetros, o una mezcla de todos:

    1- Aumentando el ángulo de ataque de las palas.

    2- Aumentando la longitud de las palas.

    3- Aumentando las revoluciones por minuto de la hélice.

    4- Aumentando la curvatura del perfil aerodinámico de la pala.

    5- Aumentando la cuerda de la pala (anchura).

    6- Aumentando el número de palas.

    Dicho esto, en el apartado concreto de las revoluciones por minuto de la hélice, es necesario ser muy cuidadoso al aumentarlas, pues ello puede provocar que la velocidad de la punta de las palas supere la velocidad del sonido (340 m/s) con los consabidos efectos de compresibilidad del aire y la consiguiente pérdida de rendimiento.

    En el Grizzly, a 842rpm, la velocidad en punta de pala es de 290 m/s (0.68 Mach). Esos motores que comentas utilizan otras revoluciones variando el resto de factores según sus necesidades. No se si me he explicado correctamente.

    Saludos.

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  7. Muchisimas gracias por tu respuesta.

    Asi voy aprendiendo un monton de cosas.

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