"Compessor stall" en el TF 30 del F14 A

A raíz de esta entrada, un lector nos pregunta los principales motivos por los que se generaba "compessor stall" en el TF 30 del F14 A.


Imagen de Greg Goebel bajo licencia Creative Commons

Cuando el F-14 Tomcat entró en servicio por primera vez, estaba propulsado por un par de motores Pratt & Whitney TF30 que en realidad habían sido diseñados para el F-111B. La idea era que la Marina pudiese operar un avión similar. Recuérdese que hubo un intento infructuoso de navalizar el F-111. También se pensó en la idea de compartir sistemas y por ello se decidió dotar también a los F-14 con el TF30. Aunque ambos aviones tenían alas de geometría variable, eran dos aviones muy distintos. En el F-111 estos motores iban bien, pero el F-111 era más un bombardero polivalente que un caza y eso marcaba la diferencia.

Aunque los TF30 eran potentes (se dijo que no lo suficientemente potentes para un caza como el F-14), también es cierto que eran increíblemente problemáticos, y se le atribuyen varios accidentes.

Se dice que unos 40 Tomcat a lo largo de los años se perdieron por problemas con estos motores. Más adelante los motores TF30 fueron reemplazados por los más fiables General Electric F110-GE-400 que, además de dar más empuje (un 30% más), resolvieron efectivamente todos los problemas del TF30, pero muchos F-14 todavía continuaron utilizando los motores antiguos hasta bien entrada la década de 2000.

Muchos aerotrastornados consideran al F-14 Tomcat como un icono. Para muchos aficionados es su avión favorito y no encuentran una explicación lógica a su poca vida operativa cuando la comparan con la longevidad del F-15 y el F-16. 

La verdad es que el F-14 Tomcat era un avión de combate muy avanzado que fue diseñado específicamente para un escenario bélico basado en un conflicto nuclear. Mirando la historia de este aparato (…y del mundo) con cierta perspectiva, es cuando podemos ver el papel que jugó el diseño en este maravilloso y enorme super-caza naval. 

La Marina quería un avión de combate con una relación empuje-peso (en configuración limpia) de 1 o mejor (la Fuerza Aérea de los EE. UU. tenía los mismos objetivos para el F-15 Eagle y el F-16 Fighting Falcon). La relación empuje-peso del F-14A era similar a la del F-4 Phantom II; sin embargo, el nuevo diseño de fuselaje y ala proporcionaban una mayor sustentación y un mejor perfil de ascenso que el F-4. No se consiguió el mismo resultado que en los F-15, pero aun así, el aparato era tan bueno que se llevaron a cabo complejos planes para actualizar el F-14 y que pudiera seguir operativo en el siglo XXI, pero estos planes nunca llegaron a buen término.

Ilustración de Gary Danvers Collection

Los motores TF30 y el Tomcat

Se llegó a decir que el Tomcat era “un precioso avión propulsado por dos pedazos de chatarra”. Quizás la frase es un poco fuerte, pero la realidad es que pronto se descubrió que el TF30 no se adaptaba bien a las demandas del combate aéreo y era propenso a que el compresor entrara en pérdida con altos ángulos de ataque (AOA) si el piloto movía rápida y agresivamente las palancas. Existía un problema muy grave con eso. 

Debido a que las góndolas del motor se encontraban muy separadas (para aumentar la sustentación y llevar más armamento), las pérdidas del compresor en un AOA alto eran especialmente peligrosas porque tendían a producir un empuje asimétrico que podía inducir en el Tomcat una espiral invertida o una barrena plana, muy difícil de recuperar.

Foto de Chiefhuggybear bajo licencia Creative Commons donde se muestra el llamado "tunel" entre los motores del F-14. Para que os hagáis una idea de lo alto y grande que es este "bicho", os diré que yo (1,80 cm) estuve de pie en el tunel. Solo con verlo asusta.

¿Por qué no ocurría lo mismo en el F-111?

Los F-111 de la USAF y la RAAF operaban de forma diferente. El F-111, aunque técnicamente designado como un "caza" (por la "F" de fighter en la denominación F-111), en realidad se utilizó como avión de ataque al suelo y bombardero táctico. Una misión típica de ataque a tierra se caracteriza por cambios menos abruptos en la aceleración, el ángulo de ataque y la altitud que una misión de combate aire-aire. Si bien el bombardeo y el ataque a tierra pueden necesitar en ocasiones maniobras duras y violentas para evitar los misiles y aviones enemigos, estas maniobras generalmente no son tan extremas y violentas como las requeridas en el combate aire-aire. Hay que tener en cuenta también que el F-111 es un avión más grande y menos maniobrable. El F-111B pesaba casi 40 toneladas. Los bombarderos necesitan motores potentes para transportar sus cargas útiles a velocidades de combate, pero también tienen envolventes de vuelo muy diferentes a las de los cazas.

En el F-14 se decía que “desde el principio, se enseñaba a los pilotos a volar el motor antes que volar el avión”, según declaraciones del capitán Lee Tillotson, coordinador del programa F14 de la Marina, al Washington Post en 1984. “El piloto tiene que estar muy pendiente de lo que hace con las palancas de gases en todo momento”.

La foto de arriba muestra los restos del F-14 Tomcat del VF-51 Screaming Eagles BuNo 162602 después de estrellarse en la cubierta al aterrizar a bordo del USS Kitty Hawk (CV-63) el 11 de julio de 1994. Se puede leer la historia aquí:

https://theaviationgeekclub.com/heres-why-this-f-14a-tomcat-split-into-two-pieces/

Comentarios

  1. Muchas gracias por el artículo. Genial.

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  2. Hola
    ¿Hay algún avisador específico en cabina de este fenómeno?
    ¿De cuánto tiempo de margen dispone el piloto para tratar de evitar, por ejemplo, la barrena plana?
    ¿No están muy poco ahumados los restos de la foto del accidente, a pesar del incendio? ¿No usaban materiales compuestos? No se aprecian partes "derretidas"

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    Respuestas
    1. Hola querido lector,

      No existe un aviso específico. Esa situación se detecta por los parámetros del motor. Cuando el empuje desciende, se comienza a percibir alguna vibracion y las RPM y el Fuel Flow fluctúan puede ser un signo de que al motor le ocurre algo.

      El tiempo que un piloto dispone para detectar el fallo y la posible barrena dependen de muchos fractores, entre ellos de la propia situación situación y el tipo de pérdida. Todo eso se entrena en los cursos del avión.

      El F-14 era un avión bastante convencional en muchos aspectos. Uno de ellos era el uso de los materiales. La célula estaba hecha de metales ligeros casi en su totalidad. Se utilizó mucho aluminio y solo en las partes donde se requería más resistencia, como el tren de aterrizaje y los encastres alares se utilizó el acero y el titanio.

      Efectivamente, parece poco afectada la parte que se ve en la foto, pero desconozco los motivos.

      Un cordial saludo
      Manolo

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    2. Para saber todo sobre el Tomcat te recomiendo esta página:
      http://www.anft.net/f-14/index.htm
      Un saludo
      Manolo

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  3. Este problema se refleja tambien en la película "Top Gun " cuando " Maverik " Tom Cruise pierde el control de su F14 , y tiene que eyectarse junto con su operador de radar , que desafortunadamente este fallece al impactar su cabeza contra la çúpula de cristal

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