El vuelo supersónico regresa en tres años: la tecnología que 'resucitará' el Concorde

Al Concorde no lo mató la tecnología: lo mataron la política y, sobre todo, la economía. Cuando se retiró en 2003, la razón que se dio fue el único accidente del modelo en 27 años de operación, ocurrido en julio de 2000, pero la verdadera causa fue que no era posible hacerlo rentable con las restricciones de ruido que se habían establecido sobre su operación.

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Desde entonces se viene pensando en construir un reemplazo del Concorde como avión de pasajeros supersónico capaz de recortar sustancialmente la duración de muchos trayectos comerciales, pero todos los intentos han tropezado con estos mismos dos obstáculos y con un tercero aún más formidable: la financiación de su desarrollo.

Ahora, gracias a algunos avances tecnológicos y a nuevas realidades del mercado, como la creciente clase de superricos con dinero suficiente para hacer rentable un recorte importante de los tiempos de vuelo, uno de los proyectos de avión de pasajeros supersónico denominado Boom tiene una oportunidad real de poner aparatos en manos de las aerolíneas a partir de 2020. En especial si, como parece, se suavizan las restricciones al vuelo supersónico en Estados Unidos. ¿Cuál es la tecnología que podría hacer posible al 'hijo del Concorde'?.

Aviones capaces de superar la velocidad del sonido abundan: es cuestión de ponerle motores lo bastante potentes a una estructura lo bastante sólida y disponer del dinero necesario para las prodigiosas cantidades de combustible que hacen falta. Por eso hay muchos aparatos militares capaces de superar Mach 1, sobre todo cazas y algunos modelos de bombardero. En condiciones de combate, la velocidad es poder, y para los militares las estructuras de costes son muy diferentes.

Lo verdaderamente complicado no es conseguir que un avión alcance el régimen supersónico: lo difícil es que lo haga de modo rutinario y rentable con pasajeros comerciales a bordo. Sobre todo cuando las restricciones de ruido impiden o condicionan el uso de estos aparatos en algunas de las rutas potenciales más rentables para las aerolíneas.

Las restricciones de ruido impiden o condicionan el uso de estos aparatos en algunas de las rutas potenciales más rentables para las aerolíneas

Por supuesto que existen limitaciones tecnológicas importantes: el régimen supersónico es muy diferente al subsónico y los aviones diseñados para usarlo tienen que tener determinadas características. Cuando algo se mueve por encima de la velocidad del sonido, se produce una brutal onda de choque hacia atrás que produce el característico ruido de explosión que puede escucharse en tierra. Pero esa onda también puede despedazar una estructura que no esté preparada para resistirla. Las plantas y perfiles alares que funcionan bien por encima de Mach 1 son diferentes a las de los aviones convencionales.

Altísimas temperaturas

Por encima de esa velocidad, el rozamiento del aire calienta los bordes de ataque y las superficies del aparato a temperaturas muy altas, por lo que deben ser reforzados con materiales especiales (y caros); el Concorde se alargaba unos 30 centímetros debido a la dilatación durante sus vuelos. Las entradas de aire a los motores deben ser diseñadas cuidadosamente, ya que los motores a reacción convencionales no funcionan cuando el chorro de aire que reciben supera Mach 1.

A menudo deben ser variables para modificar el régimen de ingreso en las fases subsónica y supersónica del vuelo, lo que implica mecanismos, complejidad y peso añadidos. Conseguir la potencia suficiente puede implicar el uso de posquemadores en los motores, con su enorme consumo de combustible. La ingeniería del vuelo supersónico no es baladí.

Pero existen soluciones, especialmente con el desarrollo actual de la tecnología aeronáutica. Desde incluso antes de que el Concorde dejara de operar ha habido ideas de aviones supersónicos, algunas de las cuales han llegado a convertirse en verdaderos proyectos como el Aerion AS2 , el Spike S-512, el HyperMach SonicStar, el SAI QST o el Sukhoi-Gulfstream S-21 ruso-estadounidense. Todos ellos pensados para dirigirse a un mercado muy concreto: el de la aviación de negocios, con capacidades de pasajeros que no superan la docena.

La razón es buscar la rentabilidad de operación, que es muy complicado obtener con un avión más grande. Los pasajeros convencionales de las grandes rutas transatlánticas o transpacíficas han sido estudiados, y están dispuestos a pagar hasta un tercio más por sus billetes por un vuelo que reduzca el tiempo de viaje a la mitad. Pero con eso no se paga el coste de operar un avión como el Concorde, con un centenar largo de asientos. Y mucho menos si los elevados precios (hasta 20.000 dólares por trayecto en el aparato francobritánico) dejan la cabina semivacía.

Según han demostrado estudios realizados por la NASA, el estampido sónico de un aparato es proporcional a su tamaño, en especial a su longitud

En la aviación de negocios la ecuación es diferente: se trata de pocos pasajeros a los que el coste no les preocupa pero el tiempo sí y que no dejan asientos sin ocupar. Al tratarse de un avión más pequeño, el gasto de combustible es mucho menor y los problemas de ingeniería menos acuciantes. Para colmo, según demostraron estudios realizados por la NASA, el estampido sónico de un aparato es proporcional a su tamaño, en especial a su longitud.

Basándose en estos avances, la empresa estadounidense Gulfstream patentó un diseño que, afirman, reduce sustancialmente el ruido en el suelo y por tanto las limitaciones de uso supersónico. Siempre que el avión sea pequeño. Aunque el proyecto de Gulfstream con Sukhoi no llegó a nada, la NASA sigue investigando tecnologías para reducir el ruido.

El proyecto de Boom Technology, sin embargo, no es un avión de negocios solo para superricos, aunque sí es un avión de pasajeros supersónico pensado para un número reducido de viajeros de negocios dispuestos a pagar un importante sobreprecio para llegar mucho antes. El Boom SSJ está diseñado para volar por encima de Mach 2 (2.300 km/h) a gran altitud llevando 45 pasajeros (55 en configuración de alta densidad), más o menos el número de asientos de clase 'business' y superior que llevan los grandes aviones subsónicos de hoy en las rutas largas.

El modelo de negocio para las aerolíneas es un aparato que cuesta alrededor de 200 millones de dólares por ejemplar (interiores aparte) y que se puede rentabilizar con billetes más caros (pero no mucho más) que los actuales trayectos clase 'business', al ofrecer sustanciales ahorros de tiempo. Según los cálculos de la empresa, en rutas como Londres-Nueva York se pueden ofrecer precios por trayecto de 2.500 dólares, con un tiempo de vuelo de tres horas y 15 minutos; San Francisco-Tokio se haría en cinco horas y 30 minutos por unos 3.250 dólares por trayecto, y Sídney-Los Angeles serían seis horas y 45 minutos por unos 3.500 dólares el billete. Todo ello si se consiguen las economías prometidas por la compañía.

Hasta 76 pedidos de cinco líneas aéreas

Y según parece hay quien les cree, porque en la reciente feria aeronáutica de París han anunciado que tienen ya un total de 76 pedidos de cinco aerolíneas diferentes que incluyen un adelanto sobre el precio final que no se devolverá en caso de cancelación; es decir, compromisos más o menos serios. Se supone que en el número están contados los 10 ejemplares reservados por Richard Branson para Virgin Atlantic. Esto a pesar de que el reducido alcance del aparato tal como está diseñado (4.500 millas náuticas, 8.300 km) impondrá escalas técnicas en los vuelos más largos; la compañía afirma que estas paradas duran menos de una hora, no necesitan que desembarque el pasaje y están incluidas en sus cálculos de tiempo de vuelo.

Boom pretende disponer de los primeros ejemplares de su SSJ para 2020, pero ultima el desarrollo de un demostrador tecnológico denominado XB-1 y apodado ‘Baby Boom’ que espera poner en vuelo a finales de 2017 o 2018. El XB-1 tiene 21 metros de largo, una envergadura de 5,2 metros y un peso máximo al despegue de 6.100 kilos; lleva una cabina para piloto y copiloto uno detrás del otro y está propulsado por tres motores turborreactores General Electric CJ610, la versión civil sin poscombustión del J85 que usan aparatos militares como el Northrop F-5 o el Cessna A-37 Dragonfly (entre otros muchos). El aparato está siendo construido en las instalaciones de Boom en el Centennial Airport, cerca de Denver, y pretenden realizar pruebas supersónicas en la base Andrews de la USAF.

Los aparatos se construirán enteramente en fibra de carbono con una malla de cobre integrada para proporcionar resistencia a los rayos

La principal diferencia del Boom SSJ será el tamaño; el ‘hijo del Concorde’ tendrá alrededor de 47 metros de longitud pero será similar en cuanto a configuración y construcción al XB-1, decididas tras extensos estudios en túnel de viento. Ambos están basados en la planta del Concorde reducida en tamaño, con un ala delta compuesta con extensiones hacia la proa y tres motores con tomas de aire complejas, pero basados en un núcleo de turborreactor comercial convencional. El diseño carece de características avanzadas para mitigar el estampido sónico como las que exploran competidores como Aerion o Spike, por lo que será ruidoso, aunque mucho menos que el Concorde (30 veces menos, dice la compañía).

Los aparatos cuentan con un fuselaje sometido a la Regla del Área para limitar la resistencia supersónica y se construirán enteramente en fibra de carbono con una malla de cobre integrada para proporcionar resistencia a los rayos. Muchas de las piezas usarán técnicas avanzadas de construcción como impresión 3D para abaratar costes. Los mandos son hidráulicos de tipo convencional y la cabina será de tipo ‘de cristal’.

En la versión de pasajeros, cada asiento dispondrá de una ventana y de salida al pasillo y estará diseñado de modo similar a las butacas de clase 'business' actuales. Habrá dos lavabos y cuatro auxiliares de vuelo, además de los dos pilotos, y la disposición de tres motores permitirá rutas transoceánicas más directas según las disposiciones ETOPS de vuelo sobre el océano. Su altitud prevista de vuelo pondrá el tráfico de estos aparatos por encima de las rutas comerciales tradicionales, y su reducido tamaño hará posibles tasas de ocupación razonables. Aunque quedan todavía cabos sueltos.

Con la ley hemos topado

El primero y más grave no es tecnológico, sino político: la prohibición de sobrevuelos supersónicos comerciales sobre Estados Unidos y Europa es una importante traba sobre muchas rutas potencialmente rentables. En Estados Unidos se acaba de incluir una enmienda para eliminar los límites específicos para aviones supersónicos, lo que los dejaría dentro de los límites del resto de los aviones; Boom afirma que su diseño cumpliría la norma más restrictiva actual. Pero el cambio legislativo no se ha formalizado aún, y puede que no lo haga.

En Estados Unidos se acaba de incluir una enmienda para eliminar los límites específicos para aviones supersónicos

Tecnológicamente, el diseño tiene problemas, como ya los tuvo el Concorde: por definición un ala en delta para bajar la cola pierde velocidad, lo que implica que necesita gran potencia en el vuelo subsónico. Además, en el aterrizaje la nariz se levanta mucho impidiendo la visión de los pilotos, lo que en el Concorde (y el Concordski soviético) implicó montar una nariz móvil que incrementó peso y complejidad. Los motores para el SSJ aún no han sido seleccionados, y no hay modelos actuales que cumplan con las necesidades del diseño; está por ver si algún fabricante se anima a desarrollarlo. Y las tomas de aire complejas aumentan los costes de mantenimiento sobre los turborreactores convencionales.

Si la empresa consigue mantener sus costes de adquisición y mantenimiento, es posible que llegue a alcanzar su objetivo de miles de estos pequeños aviones de pasajeros para viajeros sin problemas económicos en vuelo en todo el mundo. Sobre todo si tenemos en cuenta el mercado asiático (China no tiene restricciones sobre aviones supersónicos) y los posibles compradores de negocios y privados. Pero aún quedan obstáculos que superar, más regulatorios que puramente técnicos. Si se superan a partir de 2020, podremos ver en vuelo al 'hijo del Concorde', un avión diseñado solo para algunos.