Peso lixeiro

2007/09/01 Etxebeste Aduriz, Egoitz - Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Aeronautika

Na actualidade, a aeronáutica está a traballar en novas liñas desde dúas grandes vertentes. Por unha banda, a liña que levan as grandes empresas (Airbus, Boeing...) é a de optimizar os sistemas existentes: fabricación de motores grandes de menor consumo, aligeramiento de avións, novos materiais, en definitiva, desenvolvemento de tecnoloxía paira reducir os custos de operación.

Ademais, hai todo o que queda fóra da aeronáutica pesada: a aeronáutica lixeira. Aratz Arregi e Ugaitz Iturbe quixeron actuar neste sentido. Viron o camiño cara adiante na aeronáutica lixeira e comezaron a traballar na súa empresa Aeris Naviter con produto propio. Nós estivemos con eles paira coñecer o mundo da aeronáutica lixeira.

En primeiro lugar, explícannos como se clasifican os avións. A lexislación europea JAR (Joint Aviation Regulation) clasifica os avións en peso. Máis concretamente, en función do peso máximo ao despegamento (MTOW: maximum take off weigth), é dicir, tendo en conta combustible, pasaxeiros e todo.

As máis lixeiras desta clasificación son UL (Ultralight) ou ultraligeras, con menos de 450 kg. Con este peso máximo caben como máximo dous ou tres acodes. A segunda sección é a VLA (Very Lixeiro Aircraft) ou avión máis lixeiro, que inclúe os avións de máis de 450 kg sen jet motor. En canto aos motores jet, até 4.540 kg son VLJ (Very Lixeiro Jet) ou jet moi lixeiros. E todos os superiores inclúense na categoría de Aircraft ou aeronave. Tamén quedan excluídos da lexislación JAR os avións non tripulados UAV (Unmanned Aerial Vehicle). En Europa non están regulados, pero en EEUU si.

A aeronáutica pesada inclúe a sección de aeronaves, e todas elas son aeronáuticas lixeiras. "Cando a xente fala da aviación, en xeral fala de aircraft", afirma Arregi, "en función do volume de mercado, a aviación é pesada e lixeira, pero a lixeira non se coñece...".

Lixeiros

Os avións que tiveron una das evolucións máis espectaculares poden ser ultrarrápidas. E é que até hai poucos anos a aviación amateur foi a máis ultrarrápida. Fabricábaos no seu propio garaxe, utilizando tubos de aluminio, teas, madeira, etc. Con todo, nos últimos anos avanzouse notablemente en materiais, motorización, sistemas de navegación e novos deseños conceptuais. E na actualidade, algunhas empresas comezaron a comercializar ultraligeros, cos mesmos procesos e profesionalidade que a gran aviación.

Os materiais compostos ou composites ocupan o lugar ocupado polos primeiros metais, tecidos e madeira. Na actualidade, a maioría dos avións comerciais son de material composto. E nas ultraligeras tamén cobraron gran importancia estes materiais. Os composites son moito máis lixeiros e no caso dos avións sempre é interesante reducir o peso. Grazas aos novos materiais conseguiuse que os que antes eran VLA, así como algúns máis pesados, convértanse en ultraligeros.

Doutra banda, os motores TDI desenvolvidos no sector de automoción comezaron a utilizarse nestes avións. "Isto dá una gran fiabilidade e reduce considerablemente o custo de operación", explica Iturbe. Estes motores, ademais, son máis lixeiros (de aluminio) e polo seu control electrónico ofrecen una alta seguridade.

E por último, o cambio de deseño tamén foi notable. Pasou duns tubos e avións de tea de escasa aerodinámica a deseños realizados por computador. Trabállase moito a aerodinámica, realízanse cálculos estruturais e utilízase o moldeo a presión. É dicir, como se mencionou, aplícanse os mesmos procedementos que na aviación grande.

Antes bos pero agora mellores

Os VLA ou avións moi lixeiros, ao ter máis peso, poden coller máis persoas, e xeralmente son de catro ou seis asentos. Aínda que a evolución tamén foi importante, non se deu o mesmo salto que nas ultraligeras. De feito, as VLA xa estaban incluídas na profesionalidade, é dicir, non as facían os amateurs. Con todo, tiñan moito que mellorar.

Anteriormente fabricábanse en metal e actualmente utilízanse composites. Isto reduce o peso e, por tanto, o consumo de combustible. Por outra banda, os motores utilizados anteriormente consumían moitísimo tanto o combustible como o aceite e tiñan pouca fiabilidade. Agora tamén se utilizan motores TDI. "Pódese utilizar o mesmo motor que un Mercedes nun avión lixeiro", di Arregi.

Tamén se avanzou notablemente nos sistemas de navegación. Actualmente utilízanse sistemas de voo electrónicos Fly-by-wire, é dicir, sistemas de voo xestionados por computador. Este sistema foi utilizado por primeira vez nos cazas estadounidenses nos anos 70. Despois, Airbus foi o primeiro na aviación civil, fai uns vinte anos. E nas VLAS empezáronse a utilizar nos últimos cinco anos. Con este sistema, o piloto non actúa mecanicamente sobre os actuadores, senón que utiliza un computador que actúa sobre os mesmos analizando e interpretando todos os parámetros do voo. Desta forma conséguense voos óptimos.

Os rendementos, velocidades e altitudes que se obteñen cos deseños avanzados, os materiais compostos e as novas motorizaciones non teñen nada que ver co que se obtiña nos deseños de fai 40 anos. E para os pilotos tamén hai unha gran diferenza, tanto en comodidade como en seguridade -di Iturbek-, cousas que agora se coidan moito máis".

Airetaxis

A serie de VLJ ou Jet moi lixeiros é moi nova. Fai uns cinco anos iniciouse en Estados Unidos a construción deste tipo de avións, co obxectivo de cubrir un oco no mercado. De feito, viron que hai xente no mundo dos negocios, sobre todo, que non utiliza as aerolíneas convencionais, por problemas de horarios, etc., e que tampouco o jet privado ou o business jet jet, polo seu elevado custo. Pola contra, substitúense por pequenos avións privados. Por tanto, "viron que aí había un baleiro --di Arregik- e que podía ser interesante facer pequenos jet que cumprisen una certa función de airetax-".

Aínda só dous ou tres modelos están certificados, pero son moitos máis os que se están desenvolvendo. Ademais do piloto, estes avións coñecidos como persoal jet ou microjet teñen capacidade para catro ou seis persoas. E, pola súa novidade, están fabricados con materiais e tecnoloxías finais: composites, sistemas de voo Fly-by-wire, etc.

Os motores poden ter entre 250 e 1.500 kg de empuxe. Son similares aos motores utilizados nos avións máis grandes, pero de menor tamaño. Desenvolvidas na industria militar dos mísiles, as turbinas utilizadas paira a propulsión dos mísiles Tomahawk impulsan os avións civís. "Antes só había tecnoloxía en grandes avións, agora pódese atopar nestes pequenos avións", explica Arregi. Poden alcanzar velocidades de 500-600 km/h e alturas entre 25.000 e 40.000 pés. Teñen as mesmas ou mellores características que os avións que viaxan desde Loiu a Madrid.

"Ademais, en proporción son bastante baratos", afirma Arregi, "poden custar máis dun millón de dólares". E é que queren polos ao alcance do maior número de persoas posible, polo que, ademais de ser económicos, tratan de reducir ao máximo os custos de operación. Alta eficiencia, baixo consumo de combustible, alta fiabilidade e baixa taxa de mantemento.

Piloto en terra, avión no aire

Até aquí a clasificación dos avións regulada pola lexislación JAR. Quedan fóra dela os avións non tripulados e, aínda que aínda non están regulados en Europa, cada vez son máis importantes.

"Os avións non tripulados tiveron, sobre todo, un uso militar", explica Iturbe. Inicialmente utilizábanse para realizar probas con mísiles, como destino dos mesmos. É dicir, lanzábase un pequeno avión e o obxectivo era tirar os mísiles. Despois empezáronse a utilizar para espionaxe. Isto débese a que, ademais de non pór en perigo aos pilotos, o aforro de peso do piloto permite transportar máis combustible e por tanto voar máis tempo. Por iso son moi útiles para a espionaxe. E os últimos tamén se utilizan para atacar. Os estadounidenses acaban de sacar o avión non tripulado para o ataque MQ-9. Chamóuselle “reper” e pode levar 1,5 toneladas de explosivos. Anuncian que a partir deste outono empezarán a utilizarse en Iraq. Iso si, os pilotos conducirán desde Arizona con toda comodidade e sen ningún perigo para eles.

Estes avións tiveron un desenvolvemento espectacular na última década. Unha das principais características é que teñen intelixencia artificial e, por tanto, son capaces de seguir un determinado camiño, de chegar a un determinado obxectivo, de sacar fotos e vídeos, etc. Contan con sistemas de navegación moi avanzados, comunicacións por satélite e sistemas de visión e detección moi diversos: infravermellos, radares Doppler...

No ámbito civil son cada vez máis utilizados para labores de conservación, medición de terreos, fotografía e vídeo, etc.

Ao engadir rotativos ás aspas fixas

Todos os avións mencionados até agora son de á fixa. E si substituímos as aspas fixas por aletas giratorias, teriamos helicópteros. Con todo, a tecnoloxía rotodinámica --aletas rotativas-- pode ser interesante tamén para avións. Así o creen Arregi e Iturbe, e tomaron ese camiño: empezaron a traballar a tecnoloxía rotodinámica.

O pioneiro Juan Da Cierva iniciou este camiño cando en 1919 creou un avión con dous tipos de ás: o autogiro. E están baseados no autogiro, aínda que son bastante máis avanzados, os actuais planos de ambiente. Pois en Aeris Naviter teñen intención de desenvolver unha destas características.

Con ambas as aspas, fixas e rotativas, aprovéitanse as características de ambas. A aleta fixa non serve para voar verticalmente, pero unha vez alcanzada unha velocidade de cruceiro, a súa resistencia ao aire é moi baixa e pódese conseguir un menor consumo e unha maior velocidade. Coa rotodinámica, con todo, só é posible realizar despegamento e aterraxe vertical, pero debido á gran superficie ocupada polo rotor, a súa resistencia ao aire é elevada, polo que se require un consumo moi elevado e unha gran potencia para voar, non podendo alcanzarse velocidades elevadas.

Os giroplanos poden dar emisións e aterraxes verticais co rotor principal, do mesmo xeito que os helicópteros, pero unha vez no aire, grazas a outra hélice horizontal conseguen a propulsión e o empuxe ascendente polas ás.

"Os actuais planos de ambiente están moi optimizados --di Arregik- e aínda que nun principio toda a potencia entrégase ao rotor principal, este rotor retárdase ao máximo e pásase a potencia á hélice horizontal". Coa redución da velocidade do rotor principal conséguese unha redución drástica da resistencia, que presenta unha proporción cúbica da velocidade do rotor. É dicir, se a velocidade de xiro do rotor diminúe nun terzo, a resistencia ao aire diminúe 27 veces. Isto permite un menor consumo e unha maior velocidade.

O resultado final é un avión con capacidade de despegamento e aterraxe verticais que pode alcanzar a mesma velocidade de cruceiro que un avión de á fixa (600 km/h). E tendo en conta o espazo que necesitan os avións convencionais para despegar e aterrar, estes novos planos de ambiente poden ofrecer grandes vantaxes neste sentido.