de un producto como sus cartas para vender o abandonar el desarrollo de un producto. Uno de estas víctimas son los llamados Propfan, una clase de motores a caballo entre los turborhélices y los turbofan.

En general, para velocidades de vuelo bajas, el turbohélice no tiene rival en cuanto a eficiencia y consumo, mucho menor que los turbofanes corrientes. Es un hecho sin embargo que la "gente" de a pie considera un avión propulsado por hélice como un avión "antiguo", aunque su diseño tenga sólo un puñado de años y cuente con los últimos avances tecnológicos. Penosamente, mercados dónde un turbohélice es la opción sin duda alguna imbatible en cuanto a costos y consumo como es el de los viajes regionales están siendo ocupados cada vez más con aviones turbofanes que no son los más adecuados por el simple peso de la mentalidad arcaica de los viajeros. Pero en fin, ese es otro tema.

A mediados de los años 80, la crísis del petróleo obligó a los principales fabricantes de motores a buscar alternativas para "romper" la barrera de los consumos y conseguir disminuciones importantes sin empeorar las prestaciones. Ya que el turbohélice era la variante del generador de gas que mejores rendimientos ofrecía, se comenzó a trabajar en su rediseño para adecuarlo a las altas velocidades.

Los problemas

El problema básico que tiene un turbohélice a altas velocidades subsónicas es que las puntas de la hélice pueden alcanzar velocidades supersónicas y formarse ondas de choque, con lo que la ventaja en cuanto a rendimiento se pierde completamente.

Las soluciones a este problema son simples conceptualmente: La primera, construir hélices más cortas, ya que cuanto menor es el brazo, menores velocidades se alcanzan en las puntas. La segunda es adecuar el diseño para intentar evitar el bloqueo sónico, en concreto introducir una cierta "flecha" a las hélices, igual que se hizo con las alas de los aviones. Ya los alemanes en la IIGM probaron configuraciones interesantes de hélices preparadas para alta velocidad introduciendo cierta flecha.

Los problemas no acaban ahí. El eje interno de un turborreactores puede alcanzar sin problemas velocidades de hasta 15.000 rpm. Sin embargo, una hélice habitual suele rondar los 2000-4000 rpm. Los turbohélices llevan consigo una pesada "gearbox" o reductora para adecuar las revoluciones, pero esto trae pérdidas mecánicas por rozamiento y un peso y complejidad bastante indeseables. En proyectos futuristas de propfans se propuso intentar conectar directamente las hélices con el eje y evitar así el uso de reductoras

Los primeros diseños

La NASA comenzó a trabajar en hélices adecuadas para alta velocidades en los años 70. Ya los rusos contaban sin embargo con aviones de hélices capaces de volar a velocidades muy superiores a las que volaba cualquier turbohélice de la época:

El Tupolev Tu-95, por ejemplo, era capaz de igualar la velocidad de los bombarderos americanos de su época con el uso de dos hélices contrarrotativas de pequeño diámetro. Es una solución que se adoptó para los propfan, puesto que poner varias hélices de pequeño diámetro para la misma potencia que proporciona una hélice de gran tamaño es mucho más eficiente, ya que las velocidades que se alcanzan en la punta de la hélice son menores.

Sin embargo, el Tupolev seguía siendo un turbohélice tradicional, donde la potencia proporcionada por el generador de gas iba prácticamente a parar a mover la hélice, y poca se dejaba para generar empuje.

Las conclusiones de la NASA se aplicaron en un motor de nuevo diseño que fabricó General Electric. Se trataba de un motor experimental, el UDF, tomando como base el turbofan militar F-404. El motor en sí puede considerarse el primer propfan, ya que tiene todos los rasgos característicos de esta clase de motores. Primero, una buena parte de la potencia se usaba en mover las hélices, pero no toda. Se dejaba otra parte para generar empuje, lo cual concuerda con el reparto óptimo de energías predichos por las ecuaciones termodinámicas para el vuelo altamente subsónco. Por otro lado, las pequeñas hélices iban directamente acopladas a una turbina libre de baja presión. Con esto evitaba conectarse al eje principal, con un giro mucho más rápido, y se evitaba poner una reductora. Por esto mismo también las hélices están situadas en la parte trasera, en configuración propulsora en vez de tractora.

Aunque los turbohélices también suelen ir conectados a una turbina de baja libre, sin embargo el diseño de la turbina en sí es bastante diferente. En el UDF la turbina de baja está compuesta por 14 etapas de diseño especial para que la velocidad de giro final sea lo menos posible, aportando la mayor potencia y las menores pérdidas. Lo normal es que la turbina de baja tenga 2 o 3 etapas como mucho. Cabe notar sin embargo que el régimen de giro de las hélices de un propfan sin reductora son mayores sin embargo que el de un turbohélice normal, y sus hélices estan expresamente diseñadas para funcionar a altas velocidades de giro como ya habiamos indicado antes.

Se probó a bordo de un MD-80 y los resultados fueron bastante prometedores: un 30% menos de consumo frente a los JT8D que montaban la serie 80 de MDD. Todo un logro para un primer prototipo con aún muchas cosas que pulir.

Sin embargo, se reportaron fuertes vibraciones y un ruido bastante superior al de un turbofan típico. Rediseños de la hélice y del sistema mecánico consiguieron que cumpliese las normativas Stage III y reducir la vibración a valores admisibles, con modelos capaces de cumplir la normativa Stage IV en el tablero de diseño.

Boeing y McD comenzaron a sacar diseños de aviones que usaban Propfan, el Boeing 7J7 y el MD-94X. Era el motor del futuro, iba a dejar desfasados todos los demás motores, comenzaron a aparecer diseños cada vez más avanzadas en los tableros de los mayores fabricantes de motores…

Y de repente, todo se paró, se acabó. Los fabricantes abandonaron todos sus proyectos y volvieron a sus antiguos turbofanes. Rusia sin embargo contínuo su desarrollo, pero versiones más convencionales y parecidas a un turbohélice que a un propfan realmente. El Progress D-27 es el propfan montado en el An-70:

Y probablemente vaya a ser el primer propfan en servicio. Sin embargo, su configuración es mucho más convencional; tiene hélices impulsoras y una reductora como en los turbohélices para disminuir la velocidad de giro. Lo único que lo hace especial realmente es que, efectivamente, una gran parte del empuje se realiza más en la tobera que en las hélices realmente.

Actualidad

Y sin embargo, actualmente de nuevo vuelven a sonar las campanas que llaman a desenpolvar los viejos diseños de propfan desarrollados por General Electric y Pratt&Whitney. Las sucesivas crisis petroleras y la escalada del precio de los combustibles obligan a los fabricantes de motores a investigar nuevas formas para obtener reducciones importantes en el consumo, y ésta parece la más prometedora. ¿Veremos algún día propfans como los substitutos de los turbofans? Bueno, no sé. Todo depende desde luego de lo que nos quieran vender los fabricantes de motores. Lo que está claro es que cuando uno se atreva a dar el paso y tirarse a la piscina, su éxito está asegurado y conseguirá tener una importante ventaja frente a sus competidores. Quizás se repita la historia de Rolls-Royce y su Rb-211, motor que lo hizo quebrar pero que posteriormente lo ha convertido en líderes en el mercado (gracias a su sistema de tres ejes único).