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Repostando un avión

Air BP, el socio oficial de combustible y reducción de carbono de la Red Bull Air Race, sabe exactamente qué combustible necesita un avión para competir al más alto nivel en las carreas aéreas. Y resulta que las demandas de un avión de vanguardia son muy diferentes a las de los autos de carreras.

"Esas diferencias son intrínsecas en el diseño del motor", dice el Dr. Alisdair Clark, Gerente de Investigación y Desarrollo de Combustibles de Aviación de Air BP. "En las carreras de coches, los equipos usarán el motor más ligero que puedan manejar mientras dure la carrera, y lo llevarán al límite. Sin embargo, en la aviación, el motor no se puede desmontar debido a la riesgo asociado con el fallo. ¡Debe incorporarse un mayor margen de seguridad porque necesita permanecer en el cielo!"

En la Red Bull Air Race, los motores están estandarizados no solo por seguridad, sino también para garantizar la igualdad de condiciones. El Lycoming Thunderbolt AEIO-540-EXP de alto rendimiento, con seis cilindros, aire refrigerado y con unos 320 caballos de fuerza a 2.950 rpm fue diseñado especialmente para este deporte y es el motor de confianza para todos los equipos. Air BP produce combustible destinado a ayudar a que los motores de aviación funcionen de manera confiable y óptima.

"Una vez en la pista, nuestros motores funcionan a máxima velocidad", dice el Director Técnico de Red Bull Air Race, Jim"Jimbo" Reed. "Cuando estás volando a 200 nudos, a 20 metros del suelo, la fiabilidad es una amiga que quieres tener de tu lado".

Al desarrollar el combustible, estos son los factores que deben considerarse:

Tipo de motor
Los motores de aviación son diferentes a los de los autos de carreras, por ejemplo, son de aceleración más lenta. Para la aviación, la velocidad de la hélice es muy importante. "Se trata de confiabilidad, y el papel de un motor de aviación es girar la hélice entre 2.000 y 3.000 rpm", dice Clark. "Mientras tanto, en un coche de carreras el requisito previo es generar la máxima energía térmica, que se puede lograr con diferentes tipos de combustible, con motores de alta velocidad que queman mucho combustible en pequeñas cantidades muy rápidamente: es la forma más sencilla de obtener más potencia de un motor con la ventaja de una caja de engranajes".

Los motores de Fórmula Uno, por ejemplo, están limitados a 15.000 rpm, mientras que las reglas de la Red Bull Air Race especifican un máximo de 2.950 rpm.

El tamaño de la cámara de combustión del motor también es diferente. Los motores de aviación normalmente usan cámaras de combustión mucho más grandes que queman la mezcla de combustible/aire de forma relativamente lenta, en comparación con los motores "calientes" de carreras. En el punto muerto superior con el motor de compresión de 10 a 1 utilizado en la Red Bull Air Race, el volumen de espacio libre en la cabeza es de aproximadamente 164ccs, mientras que en la F1 con base en tierra el volumen total de combustión de todo el motor es 1600ccs .

Además, una diferencia obvia pero clave es que los motores que impulsan autos de carreras como los de la F1 deben soportar altas cargas longitudinales y laterales, mientras que las carreras aéreas es un deporte en tres dimensiones, por lo que los motores de carreras se enfrenten al movimiento en los tres sentidos: rodar (movimiento alrededor del eje longitudinal), inclinación (movimiento alrededor del eje lateral) y guiñada (movimiento alrededor del eje vertical).

Chambliss in the track

Mezcla de combustible
En muchos autos de carrera, está permitido el uso de sustancias como el etanol y el metanol, que contienen oxígeno y pueden aumentar la potencia de salida. Pero también pueden reducir el alcance y, con la fiabilidad como prioridad, el etanol y el metanol no se utilizan en los combustibles de aviación, menos en el caso de los aditivos especializados como MethMix.

Sin embargo, en la Red Bull Air Race, los pilotos pueden asegurarse que su motor está funcionando en su nivel óptimo ajustando la mezcla de combustible manualmente. Para un rendimiento máximo y una combustión perfecta y eficiente, el motor necesita una relación de 14,7 partes de aire por una parte de combustible. Los pilotos tienen un control manual para ajustar la mezcla de combustible, pero es un delicado acto de equilibrio. Si hay demasiado combustible en la mezcla, será demasiado "rico", lo que significa que el motor perderá potencia. Del mismo modo, si hay muy poco combustible en la mezcla, funcionará "pobre", perdiendo nuevamente potencia. En otras palabras, ¡volar un avión de carreras conlleva muchas más cosas que simplemente tirar de la palanca!

Engranajes
Los coches de carreras usan múltiples velocidades para optimizar la velocidad del motor y la adherencia a la carretera. Aunque algunos aviones tienen motores engranados, los aviones de la Red Bull Air Race no funcionan así, lo que ahorra peso. Sin embargo, la hélice Hartzell de uso estandarizado en el campeonato proporciona una función similar a la del engranaje. Las tres cuchillas, que son esencialmente alas pequeñas que arrastran al avión por el aire, tienen un paso ajustable o ángulo de ataque. Para velocidades bajas, es mejor un lanzamiento plano, como las marchas pequeñas de un automóvil, pero para las velocidades de carrera, se necesita un paso mucho más pronunciado para transferir eficientemente la potencia del motor en el aire, como un automóvil en una marcha alta. El piloto puede controlar el ángulo de las palas de la hélice desde la cabina. (Dato curioso: en algunos aviones, las puntas de las hélices en realidad son supersónicas, pero eso sería una desventaja en las carreas aéreas, porque hay un gran aumento en el arrastre cuando las puntas de los apoyos se acercan a la velocidad del sonido. En la Red Bull Air Race, las puntas de la hélice alcanzan aproximadamente 0.89 Mach en carrera rpms).

Tobias Odewald refuelling

Octano
La diferencia en el diseño de la aviación y el motor automático significa una diferencia en el octano del combustible, también. "El Octano es la capacidad del combustible para esperar una chispa, cuánta compresión y calor puede soportar antes de encenderse", describe Clark. "Cuanto mayor sea el octanaje, menor será la posibilidad de que el combustible se encienda inesperadamente a presiones y temperaturas más altas, lo que podría causar daños al motor".

¿Ese golpe que a veces escuchas cuando pasa un auto por la calle? Ese es el sonido de la detonación, el combustible explota. Un motor de funcionamiento suave es crucial para la aviación, y en la Red Bull Air Race los aviones vuelan con 100LL de octanaje (bajo nivel de plomo). Clark dice que el mejor combustible comúnmente disponible para carreras de coches tiene un octanaje de motor de aproximadamente 88. "En la vida cotidiana, todo el mundo se fía de los combustibles, pero los expertos en carreras siempre están interesados en esa pequeña diferencia que puede hacerlos ir más rápido, y eso es válido tanto para las carreras aéreas como para el automovilismo", señala Clark. "En Air BP, es genial estar involucrado con la investigación de combustibles, buscando mejorar el rendimiento junto con la seguridad y la confiabilidad".