YF120 en el Museo Nacional de la USAF. (Imagen: autor desconocido)
revista de aeronáutica y astronáutica / octubre 2021
la viuda negra: aerodinámica y estructura 797
LOS MOTORES. EL SISTEMA DE
ADMISIÓN Y ESCAPE
Uno de los requisitos del Programa
ATF fue el probar dos motorizaciones
prototipo: el Pratt&Whitney
YF119-PW-100 (instalado en el
PAV-1) y el General Electric YF120-
GE-100 (en el PAV-2). En ambos casos,
el empuje era controlado por el
interfaz entre el VMS y el FADEC (Full
Authority Digital Engine Control)
del motor, que proporcionaba por
sí solo un funcionamiento carefree:
el VMS informaba al FADEC el valor
de mach y del empuje demandado
según posición del mando de gases,
mientras que el FADEC informaba al
VMS el status del empuje alcanzado
y el rendimiento del motor.
El YF119 era un turbofan tradicional
con un bajo bypass, pensado desde
el principio para ser fácil y barato
de mantener a pesar de la inmensa
complejidad que representaba diseñar
un motor que proporcionaría en
su versión de serie 35 000 libras de
empuje con un 40 % menos de piezas
que los de la época, todo un reto
aún hoy.
El realmente innovador era el
YF-120, un motor de ciclo variable.
El principio de funcionamiento
de este motor era muy similar
(no igual) al que actualmente se
contempla para la integración en
sistemas de armas de sexta generación.
En este caso concreto, aunque
no de «tres corrientes» propiamente
dicho, sí que era un motor de ciclo
variable, con un funcionamiento basado
en un sistema de doble bypass:
el motor operaba como un turbofan
(mejora del consumo específico y de
la persistencia en combate) cuando
la compuerta de bypass localizada
justo tras la primera etapa de la sección
del compresor de alta presión
se abría, pasando el caudal de aire
por un conducto denominado fan
bypass. Cuando se le demandaba
empuje propiamente dicho, la mayoría
del caudal de admisión se derivaba
tanto a la cámara de combustión
como a la turbina, cerrando el fan
bypass y abriendo el core bypass
duct, dotándole de características
similares a las de un turborreactor
(aumento de prestaciones en condiciones
de gran altitud y velocidad).
Aún hoy, la mayoría de la información
de este motor es considerada
como «sensible», por lo que este
modelo de funcionamiento descrito
en estas líneas podría no ser exacto.
Pese a que tanto el PAV2 (YF-23)
como el PAV1 (YF-22), ambos equipados
con el YF120, alcanzaron los
mayores valores de velocidad en
súpercrucero, el ganador final fue el
YF119 por ser un diseño más convencional
y menos arriesgado según
evaluación de la USAF.
El conducto de admisión de los
motores constaba de la carácterística
forma en «S» (incremento de carácterísticas
de baja observabilidad), así
como del sistema de control de capa
límite (BLC, Boundary Layer Control)
consistente en dos elementos clave:
el primero, las superficies plásticas
de tipo poroso instaladas en la zona
inmediatamente superior del difusor
de admisión (en las proximidades
del labio), acompañada por otra
capa interior (en el inicio del conducto,
cercana al fuselaje). El segundo
elemento eran sendas compuertas
gemelas controladas por computador,
encargadas de controlar el caudal
de aire de estas carácterísticas
(especialmente importante tanto a
bajas velocidades y altos ángulos
de ataque, como en condiciones
de vuelo supersónico, en donde en
ambos casos se podría afectar negativamente
el rendimiento del motor)
y expulsarlo a través de una cavidad
de sección fija en la zona superior
del fuselaje. Finalmente y para in-
Superficie del BLC en la admisión, así como el generador de vórtices (en forma de cuña, en
la pared del conducto). (Imagen: Northrop Grumman)