Me parece que la mayoría de los cambios que vienen son cambios en el juego, pero el público viajero no los reconocerá como tales.
Las tecnologías emergentes están dando paso a aviones más eficientes, cómodos y exóticos. Prepárate para el futuro del vuelo.
No habrá más aviones de tamaño 747 o A380 para la aviación comercial.
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Pero hay muchos otros cambios, ideas que se han estado incubando, discutiendo y experimentando durante las últimas diez lágrimas o más.
Las aerolíneas ya no pagarán campanas y silbatos.
Pero la seguridad, la eficiencia del combustible y el control de emisiones son primordiales; Algunos de estos controles serán bien recibidos por las aerolíneas y otros se verán obligados a profundizar en la legislación. Tenemos que salvar el planeta.
En la noche del 23 de julio de 1983, el vuelo 143 de Air Canada se quedó sin combustible después de una serie de errores humanos. El nuevo Boeing 767, ligeramente cargado con 61 pasajeros y ocho tripulantes, se convirtió en un planeador con solo 8,686 metros (28,500 pies) de altitud para llegar al aeropuerto más cercano en Winnipeg, a unos 120 km (75 millas) de distancia. Diez minutos más tarde se hizo evidente que el avión estaba perdiendo altitud demasiado rápido para hacerlo.
Los pilotos cambiaron de rumbo, con la esperanza de llegar a una antigua base de la fuerza aérea cerca de la ciudad de Gimli. No sabían que sus pistas se habían convertido en una pista de carreras de resistencia. Los espectadores se dispersaron cuando vieron la aproximación silenciosa del avión. Cuando las ruedas del avión golpearon la pista de carreras, el tren de aterrizaje delantero se derrumbó y la nariz se estrelló contra la pista, enviando chispas volando. Raspando contra una barandilla que dividía la pista en dos, el avión se detuvo. Nadie fue asesinado.
Si los pilotos hubieran estado volando en uno de los aviones más aerodinámicos de la actualidad, podrían haber llegado fácilmente al aeropuerto de Winnipeg, dice Carl Holden, instructor de planeador recreativo y jefe de Holden Dynamics, una consultoría con sede en Sydney que asesora a la Autoridad de Seguridad de Aviación Civil de Australia. Los aviones de hoy se deslizarían un 25% más lejos, dice, y la próxima generación promete ganancias adicionales.
La distancia de deslizamiento es una medida imperfecta de la eficiencia aerodinámica de un avión, ya que no está diseñada para deslizarse. Pero el incidente del planeador Gimli, como se supo, ayuda a ilustrar la magnitud de los avances en la tecnología de la aviación. La eficiencia mejorada significa que el nuevo avión 787 de Boeing consume aproximadamente un 40% menos de combustible por pasajero que sus aviones de los años 70. Airbus y otros fabricantes han logrado resultados similares.
Gran parte de la investigación ha sido impulsada por los esfuerzos para ahorrar combustible para aviones. Habiendo más que duplicado su precio en los últimos años, ahora representa aproximadamente la mitad de los costos operativos de las aerolíneas. Incluso las ligeras ganancias en eficiencia rápidamente rinden frutos: como regla general, una mejora del 1% elimina más de $ 1 millón de la factura de combustible de un avión durante su vida útil de aproximadamente 20 años. Estos ahorros bola de nieve. Los aviones que consumen combustible son más rentables, por lo que los bancos los financiarán a tasas de interés más bajas.
En un esfuerzo por mejorar la eficiencia, las aletas de las alas ahora se operan con sistemas eléctricos livianos en lugar de sistemas hidráulicos. Al menos una aerolínea, la australiana Jetstar Airways, está reemplazando el kit de entretenimiento en vuelo con iPad de Apple, que son mucho más livianos. Flight Sciences International, una consultora con sede en Santa Bárbara, California, descubrió que el aislamiento del fuselaje le cuesta innecesariamente a las aerolíneas: absorbe la humedad y se vuelve más pesado con los años. Esto es típico del celo con el que se buscan ahorros. El único área donde los tecnólogos no han logrado mejorar la eficiencia es en la reducción del peso de los pasajeros, dice John Corl de Flight Sciences. Solo bromea a medias.
Los ingenieros de aeronaves han buscado durante años reemplazar los componentes metálicos con plásticos livianos reforzados con fibras de carbono. Tales materiales, conocidos como compuestos, son generalmente 20-40% más livianos según ATK, una compañía aeroespacial con sede en Utah que los fabrica para fabricantes de aviones. Los compuestos representan hasta el 15% de los aviones actuales, pero algunos aviones de próxima generación serán más compuestos que el metal, incluido el Boeing 787 (que entra en servicio este año) y el Airbus A350 (con vencimiento en 2013).
La nueva cerámica liviana reducirá aún más la necesidad de metales en las aeronaves, dice Joy de Lisser, vicepresidenta de ATK Aerospace Structures, la división que las desarrolla. Los compuestos cerámicos también pueden soportar temperaturas más altas que las aleaciones metálicas. En consecuencia, están comenzando a reemplazar algunas piezas metálicas en motores a reacción desarrollados por Snecma, un fabricante francés de motores, y General Electric, un fabricante estadounidense. GE dice que ha reducido 136 kg, o el 3%, del peso de un motor que impulsa el Boeing 787 con una caja y aspa del ventilador de materiales compuestos de cerámica, una primicia mundial.
GE también ha encontrado una manera de aligerar los componentes metálicos, incluidos algunos para motores, “imprimiendo” en lugar de forjarlos. Conocido como la impresión 3D o la fabricación aditiva, el proceso implica la construcción de componentes mediante la eliminación de una sucesión de capas delgadas de metales en polvo con un láser o haz de electrones que funde y une el material. La precisión se mide en micras. Los diseñadores dejan espacios vacíos dentro de algunos componentes, reduciendo su peso en un quinto. El proceso es menos costoso que el vaciado de piezas forjadas, dice Luana Iorio, jefa de tecnologías de fabricación en el laboratorio de GE Global Research en Niskayuna, Nueva York. Ella estima que las piezas huecas impresas de GE se utilizarán en aviones de pasajeros dentro de unos tres años.
En 2009, GE, en colaboración con la NASA, la agencia espacial de Estados Unidos, retomó el trabajo que había reservado en gran medida en la década de 1980 en un tipo de motor radicalmente diferente llamado ventilador no conducido. Combina la eficiencia de combustible de un motor de hélice con la mayor potencia y aceleración de un jet mediante el uso de dos anillos de rotores cortos tipo hélice que giran en direcciones opuestas al aire libre detrás de la carcasa del jet. GE dice que el motor consume casi un tercio menos de combustible que otros diseños. Pero es ruidoso, y si un rotor se rompe, podría estrellarse contra el fuselaje.
Pratt & Whitney, otro fabricante de motores estadounidense, ha ideado un diseño diferente que está mucho más cerca del uso generalizado. Llamado un motor de “turboventilador con engranajes”, utiliza una caja de engranajes, en lugar de un eje, para transmitir la energía de la turbina (que gira cuando los gases calientes salen de la parte posterior) al ventilador (que aspira aire en la parte delantera). Esto permite que la turbina gire más rápido que el ventilador, lo que es más eficiente. Llamado PurePower PW1000G, reduce el consumo de combustible (y el ruido) en aproximadamente un 15%, dice Paul Finklestein de Pratt & Whitney, ahorrando alrededor de $ 400 por hora de vuelo. Se han ordenado más de 1,200 de los motores a un estimado de $ 13 millones cada uno. Las entregas comienzan en 2013. El presidente de la firma, David Hess, dijo que el nuevo motor podría duplicar el tamaño de la compañía, que tuvo ventas de casi $ 13 mil millones el año pasado.
En la mayoría de los aviones de pasajeros, las alas y el fuselaje generan aproximadamente el 90% y el 10% de la elevación, respectivamente. Trabajando con fondos de la NASA, los ingenieros aeroespaciales del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT) han diseñado un avión con un cuerpo tan gordo y alas tan estrechas que el fuselaje proporciona aproximadamente una quinta parte de la elevación del avión. Su sección transversal se asemeja a la de dos burbujas parcialmente unidas. La “doble burbuja”, como se la llama, parece incómoda, pero el equipo estima que su diseño reduciría el consumo de combustible en aproximadamente un 70%. Esto es solo en parte porque volaría aproximadamente un 10% más lento que los aviones de hoy.
Es posible que esté pensando en ahorrar combustible, pero ¿qué puede hacer la tecnología para mejorar las condiciones de los pasajeros? En el período previo al Salón Aeronáutico de París de este año en junio, Airbus lanzó su visión de las comodidades para el avión de línea de 2050. Las paredes de la cabina han sido reemplazadas por una estructura esquelética y una membrana transparente. Los asientos giratorios “vitalizadores” moldean y masajean el cuerpo de cada pasajero mientras cosechan su calor para alimentar unidades de sonido individuales, iluminación ambiental y unidades de entretenimiento holográficas. Suena genial, incluso si el vicepresidente de ingeniería de Airbus, Charles Champion, reconoce que gran parte del kit no se puede construir con la tecnología actual. Señala que en los últimos años la industria ha otorgado una prioridad mucho más alta en hacer que los aviones sean más eficientes y cómodos que en hacerlos ir más rápido.
Sin embargo, a pesar de la retirada del servicio de Concorde en 2003, el sueño del vuelo supersónico no ha muerto. Dassault Aviation, una empresa francesa, y Aerion y Gulfstream Aerospace, dos empresas estadounidenses, se encuentran entre las empresas que desarrollan tecnologías para aviones supersónicos privados. Romper la barrera del sonido genera una explosión sónica, por lo que el viaje supersónico está muy restringido por tierra. Las pruebas de la NASA con un avión de combate modificado han demostrado que las nuevas formas de fuselaje pueden reducir el auge. Pero Aerion reconoce que un enfoque mucho mejor es abandonar los esfuerzos para reducir el auge sónico y volar supersónico solo sobre el agua. El Supersonic Business Jet de 8 a 12 asientos de la compañía, diseñado pero aún no construido, tiene alas delgadas pero anchas de “filo de cuchillo” y otras características aerodinámicas que producen menos resistencia que los diseños de la competencia, dice Douglas Nichols de Aerion. Alrededor de 50 clientes potenciales han depositado un depósito de $ 250,000 por el avión de $ 80 millones, que volaría a 1.6 veces la velocidad del sonido (Mach 1.6). Sin embargo, Aerion aún no tiene un socio de fabricación.
Las fuerzas armadas de Estados Unidos ven potencial en los aviones hipersónicos, que vuelan a Mach 5 o más rápido utilizando un tipo de motor conocido como scramjet. HTV-2, un avión hipersónico no tripulado diseñado para viajar en Mach 20, falló durante un vuelo de prueba el mes pasado. A otra nave hipersónica, la X-51A WaveRider desarrollada por Boeing, le ha ido un poco mejor. De los dos WaveRiders probados, ambos para distancias cortas sobre el Pacífico, uno falló. Pero Joe Vogel, el gerente del proyecto en Boeing, dice que la tecnología ha “cruzado el umbral” hacia un vuelo hipersónico. Considera que los scramjets podrían algún día impulsar aviones civiles.
Algunos tipos militares se han entusiasmado de que, antes de eso, se pudieran construir portaaviones hipersónicos. Pero Robert Mercier, un funcionario de tecnología de alto nivel en la división de propulsión aeroespacial del Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea, señala con subestimación que lanzarse en paracaídas en los vórtices finales de un avión de este tipo sería un viaje difícil. Es más probable, dice, que un avión hipersónico se use como un misil de crucero de alta velocidad, para lanzar un golpe de martillo sorpresa detrás de las líneas enemigas. Usar un misil balístico de largo alcance para hacer el trabajo sería arriesgado, ya que su lanzamiento podría confundirse con un inminente ataque nuclear.
¿Podría volver la idea de un avión de pasajeros casi hipersónico, que ha permanecido inactivo durante algunos años? En el Salón Aeronáutico de París de este año, EADS, la compañía matriz de Airbus, reveló un diseño conceptual para un avión llamado Transporte Supersónico Alto de Emisión Cero (ZEHST), ideado en conjunto con investigadores japoneses. Tiene tres tipos distintos de motor: motores a reacción ordinarios (que funcionan con biocombustibles hechos de algas o algas) para el despegue, motores de cohetes para acelerar a Mach 2.5 y ramjets para llegar a Mach 4. El avión transportaría 50-100 pasajeros y viajaría de París a Tokio en aproximadamente 2.5 horas, en lugar de las 11 horas que toma hoy.
Incluso sus diseñadores admiten que es poco probable que el ZEHST vuele antes de 2040. Pero “el futuro de los viajes aéreos se parecerá al ZEHST”, declaró Jean Botti, director general de tecnología e innovación de EADS. Suena fantasioso. Pero también, no hace mucho tiempo, hizo un viaje aéreo intercontinental rápido y rutinario. En la aviación, lo que suena extraño hoy puede ser común mañana.
Cambios en el aire
El cambio más grande, posiblemente, será la implementación de la transmisión de vigilancia dependiente automática (ADS-B): un sistema de vigilancia satelital preciso. ADS-B Out utiliza tecnología GPS para determinar la ubicación de una aeronave, la velocidad del aire y otros datos, y transmite esa información a una red de estaciones terrestres, que transmite los datos a pantallas de control de tráfico aéreo y a aeronaves cercanas equipadas para recibir los datos a través de ADS- B In. Los operadores de aeronaves equipadas con ADS-B In pueden recibir información sobre el clima y la posición del tráfico directamente en la cabina.
Esta regla final modifica las regulaciones de la FAA al agregar requisitos de equipamiento y estándares de rendimiento para la vigilancia automática dependiente: difusión (ADS-B) de aviónica en aeronaves que operan en el espacio aéreo de las clases A, B y C, así como ciertas otras clases específicas de espacio aéreo dentro del Sistema Nacional del Espacio Aéreo (NAS) de EE. UU. ADS – B Out transmite información sobre una aeronave a través de un transmisor a bordo a un receptor terrestre. El uso de ADS – B Out moverá el control del tráfico aéreo de un sistema basado en radar a un sistema de localización de aeronaves derivado de satélite. Esta acción facilita el uso de ADS – B para la vigilancia de aeronaves por parte de los controladores de tránsito aéreo de la FAA y el Departamento de Defensa (DOD) para acomodar de manera segura y eficiente las operaciones de las aeronaves y el aumento esperado de la demanda de transporte aéreo. Esta regla también proporciona a los operadores de aeronaves una plataforma para aplicaciones y servicios de vuelo adicionales.
FECHAS: Esta regla final es efectiva el 11 de agosto de 2010. La fecha de cumplimiento de esta regla final es el 1 de enero de 2020.
Vigilancia dependiente automática: requisitos de rendimiento de difusión (ADS – B) para admitir el servicio de control de tránsito aéreo (ATC); Regla final
Es probable que sigan otros países con espacio aéreo congestionado.
Los accidentes de aterrizaje y desborde aún ocurren con frecuencia angustiante; los aeropuertos ahora verán seriamente la espectacular salvada del avión de campaña del candidato republicano a la vicepresidencia Mike Pence al salir de la pista del aeropuerto de La Guardia y dirigirse a la concurrida Grand Central Parkway de la ciudad de Nueva York. Camas de detención: un campo de bloques de cemento aireado que se desmorona bajo el peso de un avión ayudó a evitar que se precipitara fuera de la pista hacia el desastre. Los neumáticos de la aeronave se hunden en el material triturable ligero y la aeronave se desacelera a medida que rueda a través del material.
El sistema se ha comparado con conducir un vehículo en nieve o arena que se profundiza gradualmente. Está diseñado para permitir que las llantas del avión se hundan en el material, desacelerando así el avión. Los bloques plegables se inclinan hacia arriba gradualmente desde el suelo hasta aproximadamente 30 pulgadas y pueden detener con seguridad un avión que viaja a una velocidad de hasta 80 mph.
En un aeropuerto rodeado por áreas pobladas al sur y este y Flushing Bay al norte, el incidente fue el accidente de aviación más destacado hasta la fecha para mostrar el valor de una tecnología moderna conocida como el sistema de detención de materiales de ingeniería, o EMAS.
▲ Ubicación de EMAS al final de la pista 22 / inicio de la pista 4 en el aeropuerto LaGuardia de Nueva York. En la mayoría de los aeropuertos donde está instalado, un EMAS, que forma parte del área de seguridad de la pista, mide aproximadamente 500 pies de ancho y 1,000 pies más allá del final de la pista
Piense en los sistemas EMAS como una versión menos extrema de un gancho de detención que de repente frena el aterrizaje de un avión de combate en un portaaviones.
▲ Las camas de arresto destruidas solían detener el avión de campaña de Mike Pence después de que se deslizó de una pista de LaGuardia
Ha habido 10 incidentes previos desde 1999 en los EE. UU., Donde las camas han detenido un avión que invadió la pista, incluidos tres en el cercano aeropuerto Kennedy, según la Administración Federal de Aviación.
Se han instalado camas de detención en docenas de aeropuertos en los Estados Unidos en los últimos años, incluso en Chicago, Boston, Washington, DC y en los tres principales aeropuertos del área de Nueva York. La FAA exige que muchos aeropuertos instalen dichos sistemas al final de las pistas para evitar que una aeronave se desplace por una pista y se estreche contra hogares, bosques, vías fluviales o vehículos más allá del aeropuerto.
Pero es probable que el espectacular ahorro de Pence, transmitido por CNN, atraiga el interés de varios aeropuertos y gobiernos que buscan salvar vidas en accidentes de desbordamiento de pista.
Airbus tiene su propia visión del futuro del transporte aéreo.
Futuro de Airbus | Airbus, un fabricante líder de aviones
Desde aviones no tripulados hasta propulsión eléctrica, la aviación civil está sintiendo los efectos de cambios disruptivos. Aquí está la versión de la Semana de la Aviación sobre los desarrollos futuros:
Tecnologías de aviación civil para observar en 2016
Y la Universidad de Stanford tiene una página futura en su curso de diseño de aeronaves AA241: síntesis y análisis por Ilan Kroo (está algo anticuado):
Tecnología futura y tipos de aeronaves
Como dijo Yogi Berra, “¡Es difícil hacer predicciones, especialmente sobre el futuro!”