El Boeing 727

Pocos aviones comerciales han despertado más admiración y elogios del público que el elegante y ultra-rápido tri-reactor con cola en "T" de la casa Boeing. El Boeing 727 es un avión de pasajeros comercial de tamaño medio con fuselaje estrecho y tres motores turbofan de bajo nivel de derivación. El primer Boeing 727 voló en 1963 y durante más de una década fue el avión reactor comercial más producido en el mundo. Cuando la fabricación finalizó en 1984, se habían construido un total de 1.831 aviones. El récord de ventas del 727 solo fue roto a principios de la década de 1990 por el más reciente Boeing 737. El 727 se fabricó después de que Boeing lanzara el exitoso cuatrimotor 707. Diseñado para rutas de corta distancia, el 727 se convirtió en la columna vertebral de las compañías que operaban rutas domésticas. Gracias al éxito inicial, se fabricó una variante más alargada, el 727-200, que voló en 1967.

La historia de este avión es muy curiosa. Después de la IIGM y hasta mediados de los 50 el mercado de la aviación comercial creció enormemente en los Estados unidos. Con ello en mente y bastante antes de que saliera a escena el modelo 707 y el 720, la compañía Boeing ya se había puesto a trabajar con ahínco en el diseño de un nuevo avión de transporte con capacidad para más de 100 pasajeros en un radio de acción corto y medio. En los Estados Unidos se requería un tipo de transporte que pudiera volar desde cualquier aeropuerto hasta los grandes "hubs" o concentradores de vuelos de largo radio. Los aviones de émbolo como los DC-6 o el Lockheed L-749 eran baratos de adquirir y de operar, pero eran lentos, con poca capacidad e incómodos. La solución fue un reactor de altas prestaciones con capacidad para aterrizar en pistas cortas que pudiera conectar aeropuertos locales con grandes ciudades.

Esto último suponía que el avión debería tener unas velocidades de aproximación bajas, ya que muchos aeropuertos de pequeñas poblaciones tenían pistas relativamente cortas. Los requerimientos básicos además pedían que el avión fuera autosuficiente en los aeropuertos locales menos preparados. Para ello el aparato debía de tener una escalerilla de embarque y desembarque totalmente autónoma e integrada. El avión debería de ser también independiente de los sistemas de tierra para el arranque de los motores, con lo que inicialmente se pensó en la necesidad de llevar montado un sistema APU. El APU es un pequeño motor de turbina de gas que elimina la necesidad de energía de tierra o el equipamiento de arranque en los aeropuertos menos preparados. Esta unidad hacía además muchas otras cosas, el sistema de arranque de los motores, la energía eléctrica, el aire acondicionado y el accionamiento de las puertas 1 y trasera se conseguía de forma autónoma por medio de dicho sistema. Esta unidad APU era de la casa Garrett-AirResearch, modelo GTC85. La idea inicial de la aeronave era la de crear una avión a medio camino entre los más pequeños "Caravelle" o Douglas DC-9 y los más grandes e intercontinentales DC-8, Boeing 707 o el Convair 880. Con seis asientos por fila, se conseguía una gran capacidad a niveles de confort solo alcanzables por modelos transoceánicos.

Cubrir un nicho o meterse entre medias de dos tipos de aviones es algo que acaba de hacer también Embraer con sus familia E-Jet. Una jugada maestra que debe de llegar en el momento justo, de lo contrario podría ser un gran fracaso comercial. Ese fue el caso de Dornier con su modelo 328, que simplemente se adelantó a su época y fracasó de forma estrepitosa. Más recientemente tenemos el caso de Bombardier, que ha llegado más tarde que su rival brasileño y de momento no se come una gran parte del pastel. En Boeing estuvieron muy atentos en aquellos años. El mercado norteamericano era el objetivo, pero los diseñadores también supieron ver la capacidad de exportación y tantearon a los rivales extranjeros. Por aquel entonces un posible competidor podría ser el de Havilland D.H. 121 Trident de fabricación británica.

Un ala que pasó a la historia

Boeing llamó a su proyecto 727 en 1956 y se dedicó a validar los cálculos para crear el que sería indiscutible número 1 del mundo en su categoría. Los parámetros iniciales indicaban que era deseable tener una alta velocidad de crucero para que los costes operativos asiento/kilómetro fueran reducidos. Además de eso, los requisitos de aterrizaje con bajas velocidades de aproximación sugerían una ala extremadamente eficiente e hipersustentada. Los despegues debían de ser también más cortos que los de otros aviones de la misma categoría, por lo que las prestaciones debían de ser muy buenas. El aparato debía contar con una gran relación potencia/peso. La empresa no era fácil, pero la compañía estadounidense no defraudó con su diseño. Boeing tenía experiencia con otro tipo de alas procedentes de estudios para otros aviones de mayores dimensiones. De estos modelos extrajo por ejemplo la idea de los dispositivos hipersustentadores, como los flaps ranurados, que después se emplearía en modelos de mayor tamaño, como los 747 Jumbo Jet. Estos flaps y todos los demás dispositivos del ala tuvieron ocupados a 41 ingenieros durante una buena temporada. La complejidad era mucha.

En la imagen superior se puede ver la gran complejidad de uno de los triple-slotted fowler flaps con los que dotó a este avión. Estos dispositivos, combinados con cuatro ranuras de borde de ataque (en los dos tercios externos de cada semiplano) y unos flaps de borde de ataque tipo Krueger en el resto, hacían que el ala tuviera un 25% más de área cuando se desplegaban. La superficie total de los flaps era de 36,04 metros cuadrados y el calado máximo podía ser de 40º como en la imagen. Esta gran superficie desplegable ayudaba a que la velocidad de aproximación fuera mucho más baja. Una aproximación a baja velocidad significaba poder parar el avión en menos metros. Con estos dispositivos, la misma ala podía hacer que el avión volara limpio a velocidades de Mach 0,95 (en los test de certificación) o aterrizar con 40º de flaps en menos de 275 metros. Una joya de la ingeniería cuya cinemática se muestra en el vídeo.

El ala completa quedó terminada en 1959, la implantación en el fuselaje era baja cantilever. Tenía una relación espesor/cuerda del 8 al 9%, una incidencia de 2º y un diedro de 3º. La flecha regresiva era de 32º, algo menor que la del modelo 707, pero mucho mayor de lo que se acostumbra hoy en día en los Jets regionales.

Además de estas buenas características de despegue y aterrizaje, el 727 debía de ser económico. Se proyectó la instalación del turbofan de la casa Pratt & Whitney JT8D-1 con 6.350 kg de empuje. La disposición de los motores en la parte posterior del fuselaje dio lugar a que el ala fuera aerodinámicamente muy limpia.

En la ilustración se puede ver el detalle del tercer motor montado en el fuselaje y la famosa escalera de pasajeros debajo de la sección posterior debajo de la unidad de cola, que se podía extender en pleno vuelo. Esta escalera de pasajeros hizo posible que un secuestrador conocido con el seudónimo de DB Cooper en 1971 hiciera el salto durante el vuelo para fugarse. Después de que varias personas intentaran la misma proeza de saltar en pleno vuelo, la FAA autorizó en 1972 una conversión para que fuera equipada con un sistema de bloqueo.

El tercer motor JT8D (llamado motor 2), recibe aire de una entrada en la parte delantera de la aleta vertical a través de un conducto en forma de S hacia la entrada del motor. Con el fin de abaratar costes se decidió que la sección principal del fuselaje fuera exactamente la misma que la del 707. Se dice que esta decisión ahorró casi tres millones de dólares en utillaje, a la vez que se facilitaba el diseño interior.

Debajo se puede ver en detalle el mecanismo de los slats. En los dos tercios externos de cada semiplano eran de tipo convencional y los de la parte interna eran tipo Krueger. Con estos dispositivos, junto con los flaps de borde de salida se alcanzaba un coeficiente de sustentación de nada menos que 2.8 (el objetivo de diseño original era de 2.0), mientras que el ala en configuración de crucero (limpia) tenía un CL de 1.25.

Producción

El 727 fue pionero en muchas cosas. Fue el primer avión de Boeing sometido a rigurosas pruebas de fatiga de materiales, el primero en tener todos los controles de vuelo completamente accionados con sistemas hidráulicos, el primero en usar flaps de triple ranura y el primero en tener una unidad de potencia auxiliar (APU). Para validar el producto, se efectuaron 150 estudios y se totalizaron casi 1.500 horas de pruebas en el túnel del viento. Pero al contrario de lo que se podría pensar, para la complejidad relativa del 727, las características de diseño innovador y los cambios significativos en la configuración en comparación con el primer 707, las pruebas y la certificación del pequeño trijet estuvieron increíblemente libres de grandes problemas. La certificación se otorgó solo tres años después de que Boeing optara por seguir adelante con el 727 y menos de un año después del primer vuelo. Además, el rendimiento general del avión fue hasta un 10% mejor que las garantías originales ofrecidas por Boeing. El 727 no solo tenía más alcance y volaba más rápido de lo previsto, sino que despegaba y aterrizaba en longitudes más cortas de lo esperado e incluso consumía bastante menos combustible de lo previsto. La fabrica de Renton comenzó el ensamblaje de los primeros 727 en febrero de 1963. La certificación de la FAA llegó el 20 de diciembre del mismo año. La lista de clientes incluía a la TWA, American Airlines, United, Eastern, Lufthansa, TAA y un largo etc. Una vez en servicio Boeing se animó a sacar una versión carguera (727-100C) y otra de mayor tamaño (727-200) para cubrir todas las posibilidades del segmento. Con las versiones 727-200 este avión demostró ser ideal para las rutas de corto y medio radio, tal como demuestra el número de aparatos vendidos. Debajo se puede ver un 727 durante el turnaround. El carrillo de aire (pneumatic power) para el arranque de motores no era necesario si el avión levaba instalada la opción del APU. 

Debajo se puede ver una tabla con las especificaciones del modelo -100. Para saber más sobre este avión y su turnaround ver el documento en pdf de Boeing.

Originalmente, Boeing planeó construir 250 aviones. Sin embargo, estos demostraron ser tan populares (especialmente después de la introducción en 1967 del modelo más grande 727-200, capaz de transportar hasta 189 pasajeros) que se produjeron finalmente un total de 1.832 en la planta de Renton, Washington. Las variantes incluían un modelo convertible de pasajeros y carga con una opción de cambio rápido de configuración (QC): asientos y galleys montados en plataformas desmontables.

Debajo se puede ver un resumen de los consumos medios de combustible de este avión.

La cabina de vuelo

La cabina de vuelo de un 727 es lo que se conoce popularmente como un cockpit clásico o analógico. Es lo opuesto a los modernos "Glass cockpit" o cabinas digitales equipadas con pantallas de tubos de rayos catódicos introducidos en la familia Airbus o las pantallas más modernas tipo LCD de los aviones comerciales de última generación.

La experiencia demuestra (ver aquí comparativa) que a los pilotos que han sido entrenados en instrumentos analógicos les resulta fácil acostumbrarse a la cabina digital (Glass cockpit), pero cuando la situación se invierte, la carga mental extra que va de digital a analógica puede causar problemas. Los pilotos que usan el viejo conjunto de instrumentos como en el 727 escanean constantemente todos sus instrumentos en una secuencia muy disciplinada y crean una imagen mental constante de lo que el avión está haciendo, dónde está, su velocidad, su altura, el rendimiento del motor, etc., según lo indican los instrumentos con sus agujas y símbolos.

Curiosidades del 727

El robo de un coche es algo más o menos habitual, pero la sustracción de un avión parece una empresa algo más complicada, ya que se precisa a alguien con los conocimientos suficientes para pilotarlo. Esto es lo que ocurrió el 25 de mayo de 2003 con un 727 que se encontraba en un hangar de mantenimiento en el aeropuerto Quatro de Fevererio de Luanda. El aparato, con matrícula N844AA, había sido estrenado en 1975 por American Airlines, aunque en aquel momento su propietario era Aerospace Sales & Leasing. El/los cacos, se subieron al avión, rodaron por la pista y, desoyendo todas las advertencias de la torre de control, despegaron hacia un lugar desconocido. Un año antes del misterioso robo, esa empresa había llegado a un acuerdo para transformar el aparato en una especie de avión cisterna para transportar combustible hasta las minas de diamantes del interior del país y venderlo a un consorcio encabezado por Air Angola. Durante la modificación, las butacas fueron sustituidas por diez tanques que sumaban una capacidad total de 19.000 litros. Hasta la fecha no se tiene noticias de lo que ha ocurrido con este avión. 

El 727 fue un avión muy empleado en la compañía Iberia, sobre todo en el puente aéreo Madrid-Barcelona. El B727 llega a Iberia en Junio de 1972, (EC-CAI). En total Iberia llegó a operar hasta casi 40 B727. Se decía que este modelo llevaba un "sagrario" a bordo, pero no se trataba del lugar donde se deposita a Cristo sacramentado, sino de un pequeño armario, de puertas blancas, donde la tripulación guardaba las bandejas de la comida. La compañía CASA firmó un contrato con Boeing en 1971 para la construcción de las aletas de compensación del timón y las también las escalerillas ventrales del Boeing 727. El último vuelo de un 727 con Iberia hizo la ruta Madrid-Barcelona-Madrid el 3 de octubre de 2001.

En septiembre de 1984, después de una producción de 22 años, se entregó el último de los 1.832 Boeing 727 (un 727-200F entregado a Federal Express). El 727, de esa manera se ha convertido casi en leyenda aeronáutica y es uno de los jets comerciales más exitosos y vendidos de la historia.

En la imagen se puede ver uno de los excelentes dibujos de nuestro buen amigo Reinaldo.
https://dibujosconhistoria.wordpress.com/2015/09/20/boeing-727-de-iberia/