Airbus A380: ¿cómo fue posible?
por Kurt Schleicher, A380 Chief
Engineer Airbus España (R)
Conferencia
Amigos del Museo del Aire, 15 de Febrero 2014
Introducción.
El
desarrollo de un avión gigante no es lo mismo que el de un avión más convencional. Hay que tener en cuenta:
1º: ¿Está el
mundo preparado para ello? à
Simbiosis: el avión debe amoldarse a los aeropuertos y los aeropuertos a las
nuevas posibilidades que ofrece el avión (por ejemplo, subir y bajar en tiempo
razonable 600 pasajeros)
2º: ¿Hay
mercado? à Sí, es más rentable
llevar más pasajeros de una vez en un vuelo que repartido entre varios, siempre
que haya demanda y se disponga entre 250 y 350 millones de dólares para comprar
uno…
Pese a la
crisis actual que ha hecho descender el ritmo de ventas, se sabe que este
negocio es cíclico, por lo que hay que aguantar y saber sobrevivir a los malos
tiempos.
Aviones
comerciales como éstos conforman un proyecto de tal magnitud que se sale de las
posibilidades de un solo país y aún así no es fácil desarrollarlo entre varios;
deben estar bien avenidos y juntos haber experimentado previamente una aventura
similar.
Esta
circunstancia se dio con el consorcio
Airbus, compañía relativamente joven que aunaba los esfuerzos de 4 países y ha
sido capaz de llegar a dominar hoy día el mercado mundial como compañía única,
repartiéndose el pastel mundial con el otro gigante americano, Boeing.
¿Se
hubiese podido hacer un avión así si no se hubieran dado estas circunstancias?
Quizás hubiese
entrado en las posibilidades de americanos o rusos, que han desarrollado
aviones de transporte militares de gran tamaño (el Jumbo 747 fue concebido
inicialmente como avión de transporte), pero las circunstancias de mediados del
siglo pasado tampoco fueron las de hoy; Boeing ha seguido remodelando su
antiguo Jumbo, pero nunca será un avión nuevo y optimizado.
Sea como
fuere, el A380 ha sido posible llevarlo a cabo en Europa…
Fechas clave de Airbus y aspectos
organizativos:
1967: ……………..primer convenio
franco-germano-británico (para desarrollar un birreactor de 300 plazas)
1968: …………… salida del
convenio del gobierno inglés, aunque Hawker Siddeley mantuvo el desarrollo
de su ala.
18 de Diciembre de 1970:
………….. establecimiento del GIE (Groupement d'Interet Économique)
franco-germano, realmente la fecha de la creación legal de Airbus Industrie.
23 de Diciembre de 1971: …………
Adherencia del gobierno español al acuerdo básico, es decir, se convierte
en miembro de “pleno derecho” de Airbus.
Enero de 1979: …………………………
Vuelta al redil de British Aerospace con la aceptación del gobierno
británico de comprar un 20% de la participación y convertirse asimismo en un
miembro más.-
à
Ya estaban los 4 países: Francia, Alemania, España y Reino Unido.
Tras 30 años de G.I.E.:
10 de Julio del 2000: …………………
Constitución de la entidad EADS N.V. (European Aeronautic Defence and
Space Company) como fusión de las empresas Aerospatiale-Matra S.A. (Francia),
Daimler Chrysler Aerospace AG (Alemania) y Construcciones Aeronáuticas (CASA)
(España).-
La entidad está compuesta por: Airbus,
Military Transport Aircraft, Aeronautics, Defense, Space and Security Systems.-
EADS era del orden de 100.000 personas y Airbus más adelante y según se iba
formando, 50000, es decir, la mitad.-
¿Qué pasó con los
ingleses? Pues que exactamente un año
más tarde:
10 de Julio del 2001: …………………
Creación de la sociedad Airbus S.A.S. (Sociedad por acciones
simplificada), formada a partir del consorcio Airbus Industrie.- Sus socios
son EADS N.V. en un 80% y BAE SYSTEMS en un 20%.
NOTA: en 2014 desaparecerá
EADS y pasará a llamarse “Airbus Group”, con una nueva organización
Fechas
clave para el A380:
1996: creación de la LAD(Large Aircraft Division)
de Airbus para el comienzo del desarrollo del proyecto A-3XX, futuro A380
2000: 19 de Diciembre, fecha del lanzamiento
oficial del A380, que a partir de entonces ya dejaría de llamarse A3XX.-
(Nótese que ya existía EADS, pero aún no se había constituido Airbus S.A.S.)
2004:
Mayo: primeras entregas de
componentes e inauguración de la Línea de Montaje Final (FAL)
–Lagardere- en Toulouse.
Julio: Power-On del avión
2005:
Enero: Roll-Out del avión
27 de Abril: primer vuelo y
comienzo de los Ensayos en Vuelo hasta la Certificación
2006: Diciembre: Obtención de la
Certificación de Tipo del avión (TC), conjunta EASA / FAA
2007: Agosto / Octubre: protocolo de la primera
entrega a cliente
Prolegómenos
de Airbus:
1965: Las compañías aéreas, con Lufthansa y Air
France a la cabeza, requieren un avión de gran capacidad 200-300 plazas para
distancias cortas y medias con dos
motores, lo que origina un gran debate frente a los defensores de cuatro
motores para aviones grandes. Henri
Ziegler, de Sud Aviation, lanzó los estudios de un prototipo, de sección “Wide
Body” y dos motores, firmando acuerdos con británicos de Hawker Siddeley para
el diseño de las alas. Rolls Royce no se sumó, lo que obligó después a elegir
compañías americanas. (Embrión del A300).
1967: Se funda
Airbus con tres personas, con Roger Beteille a la cabeza, apoyado por Henri
Ziegler, en un despacho en París. Se define por Roger el nuevo concepto de
cabina de pasajeros.
Primer acierto
de Airbus: nuevo concepto de cabina con
doble pasillo y optimizada para 2 contenedores en tándem, destinada a un avión
de 200-300 plazas de dos motores bajo las alas, germen del Airbus A300.
Prolegómenos y vaivenes históricos
1967: Los alemanes, comandados por Franz
Josef Strauss, defensor del proyecto , se suman al acuerdo franco-británico; se
consiguen las primeras financiaciones
1968: Por el contrario, se prioriza por el
gobierno francés el Concorde, la gran estrella, frente a Airbus, el “patito
feo”, defendido por Ziegler con el apoyo de Chaban-Delmas. Se sale el gobierno
británico del acuerdo, pero HSA se mantiene.
1969: Se
funda el “Grupo de Interés Económico Airbus Industrie” entre alemanes y
franceses. Director general: Roger Beteille, al mismo tiempo director técnico
del Proyecto. A señalar que no era una empresa, sino un consorcio formado por
empresas y compañías independientes. Nace el A300B, con 260 plazas mix class.
Se lanza el Mercure.
1971: Designación
de CASA como constructor asociado a Airbus por el gobierno español (el llamado
“acuerdo básico”), seguido de la adherencia del gobierno español al acuerdo, es
decir, se convierte en miembro de “pleno derecho” de Airbus, tras dos años
“perdidos”
1972: Enero:
Air Inter compra 10 aviones Mercure, programa auspiciado por Giscard D´Estaign,
presidente de Francia, en el que ya participaba CASA solamente en fabricación
(trozos de fuselaje). No se venderán más y se cancelaría el programa en 1975.
28 de Octubre de
1972: primer vuelo del A300B, tras 3 años y tres meses de desarrollo.
1979: Vuelta
al redil de los británicos, ya como British Aerospace, formando el Consorcio
cuatripartito: Por Francia: Aerospatiale, 37,9%; por Alemania: Deutsche Airbus
37,9%; por Gran Bretaña: British Aerospace, 20,0% y por España: CASA, con el
4,2%
Primeras dificultades: transporte de componentes desde los lugares
de fabricación al montaje final en Toulouse
Primera nave de montaje final en Toulouse
Primeras dificultades.
Participación española en programas
de colaboración civiles
CASA existe desde
1923, manteniéndose contactos primero con Francia (Breguet,etc), después con
USA (mantenimiento y colaboración especialmente) y con Alemania tras la IIGM,
en la que en la época de de la Hispano Aviación en Sevilla (antes de la fusión
con CASA en 1973) recalaron ingenieros de gran valía tras el fin de la IIGM
(ej., Messerschmitt, padre del Saeta) y en CASA con HFB y Dornier.
Programas
de colaboración en aviones comerciales en CASA:
En 1962 se desarrolló por primera vez
(con responsabilidad compartida de diseño) el Hansa HFB 320 (que se
llamó inicialmente C-210). En CASA se diseñó y fabricó la parte de cola y se
hicieron ensayos en vuelo.
En 1969 –Mayo- se ofreció a CASA
fabricar grandes componentes del Mercure, que se ensamblaron en Sevilla. Casi
al mismo tiempo se fundó el GIE Airbus.
1971: CASA y
el INI, apoyados por el gobierno español, deciden participar en Airbus, fabricando
el estabilizador horizontal, trampas del tren y la puerta frontal de pasajeros,
constituyendo el 4,2%, calculado a partir de la posible compra de Iberia, tras
arduas negociaciones. Se había llegado algo tarde (el diseño ya estaba hecho),
pero se consideró interesante que entrase CASA como nuevo socio de “pleno
derecho”, es decir, en lo bueno y en lo malo, al coincidir con la salida de los
ingleses y por las compras de Iberia.
1972: se decide participar en el
diseño en el marco de una potencial colaboración global del 25% en el proyecto
del Europlane QTOL, incluyendo
estudios aerodinámicos. No pasó de la fase de proyecto (prioridad HSA146,
Airbus).
Comienzos de la Fibra de Carbono en
CASA
1972: se acuerdan con
McDonnell Douglas y Boeing varios pequeños programas de colaboración, ocasión
que se aprovecha para realizar los primeros pinitos en tecnologías de Fibra de Carbono.
1972: investigación de fibra de carbono en carcasas de depósitos
de alta presión y antenas para reducir peso. La ventaja de la fibra es que se
puede orientar en el sentido de la máxima solicitación de carga, relajando las
direcciones que la tengan menor y conseguir un peso óptimo.- El CDTI concedió
presupuesto, a condición de que se aplicase en otros campos fuera de la
aeronáutica (de hecho, años más tarde fue así, con el mástil del barco de la
Copa América, por poner un ejemplo no aeronáutico y que tuvo cierto renombre).
1975:
contrapartida por la compra de los Boeing 757 por Iberia: desarrollo de
los flaps en fibra de carbono.-
En aquella
época era demasiado pronto para diseñar y fabricar elementos estructurales,
pues no había todavía suficiente experiencia para ello ni existían los ensayos
correspondientes de fatiga y conocimiento de la estructura frente a condiciones
ambientales de temperatura y humedad, ensayos que vendrían más adelante.-
Sin
embargo, el hecho de tener ya un programa cobertura era por sí solo
interesantísimo y además proporcionaba un componente a desarrollar, permitiendo
avanzar en el sistema de curado a 180º.
Comienzos de la participación
española en Airbus
1972: sale de Getafe a Toulouse el primer
Estabilizador Horizontal del A300 fabricado en CASA.
1975: se decide estudiar la posibilidad de participar
en el diseño del A300, continuando el ya realizado por Dornier y MBB del
Estabilizador Horizontal, pero el fiasco del Europlane y la carga de
trabajo precisa para el C-212 y el C-101, aconsejaron posponer esta
participación hasta que surgiese un nuevo proyecto en Airbus. En estos
programas también se va aplicando la tecnología de fibra de carbono, aunque
solamente en estructura secundaria.
Esta
decisión de aplazamiento dio tiempo a un periodo de “formación y preparación”
para cuando se decidiera lanzar un proyecto Airbus que requiriese un diseño
nuevo.
El
despegue de Airbus
Las ventas del A300 iban
progresando muy lentamente:
1974:
entrega de 4 aviones y otros 9 en 1975
Para las
expectativas de entonces en cuanto a ratio de producción era lo
previsto, pero 4 aviones al año era claramente insuficiente para
compensar los gastos del programa; las ventas no aumentaban y las expectativas
de nuevas ventas seguían estando a cero.
En 1977 y
cristalizado en
1978, se produjo un hecho clave:
la compra de 23 aviones
A300B por la Eastern, tras el famoso acuerdo con Frank Borman, pergeñado
con inteligencia y osadía por B. Lathiere y Roger Beteille.
Firma del contrato
Esto
supuso que, a ojos del mundo, Airbus tenía credibilidad al ser capaz de vender
en “territorio Boeing” y constituyó el “despegue” de Airbus.
Primer A300B de Eastern Airlines
A310: la oportunidad española
1977: Lufthansa propuso que se pensara en un avión de
alcance corto/medio optimizado para rutas europeas y con menos pasajeros; el
A300 se “pasaba” un poco, pues en la mayoría de estos vuelos el avión no iba
lleno.
Había que adaptar el avión a los nuevos requerimientos:
Acortando la cabina para dar cabida
tan sólo a unos 200 pasajeros (finalmente serían 218 pax en lugar de los 260
que podía llevar el A300)
Optimizando las alas para rutas
cortas mediante la definición de un perfil supercrítico y un ala más pequeña
El peso máximo al
despegue sería también algo menor, lo que le permitiría llegar más lejos.
La parte de cola
tampoco sería ya la misma, en particular el estabilizador horizontal, que sería
ligeramente más pequeño que el del A-300, (de 69 a 64 m2) ¡se precisaba un
nuevo diseño!
Llegó así la ansiada
oportunidad: ¡por fin había nuevo diseño para CASA! Y se podría cumplir
aquello de que “el que diseña, fabrica” y vice-versa.
1978: coincidencia
del impulso de Airbus por las ventas en USA y lanzamiento de un nuevo programa:
el A310.
Ensayo estructural a rotura del ala del A310-200
A310-200: primer vuelo el
3 de Abril de 1982
Así
empezó la historia de la participación en el diseño del estabilizador
horizontal con plena responsabilidad de CASA en éste y en los sucesivos
programas Airbus: A300-600, A320,
A330/340, A340-600 y A380, así como otro objetivo: incrementar la participación
del 4,2% a la primera oportunidad…
NO es
objeto de esta conferencia detallar toda la fase de desarrollo de los aviones
Airbus entre 1978 y 2000.
Una
síntesis desde la óptica española a muy grandes rasgos servirá sin embargo para
comprender el racional y el continuado progreso hasta llegar al A380, con una
fe inquebrantable en las posibilidades de la Fibra de Carbono debido al ahorro
de peso asociado, objetivo primario en todo diseño.
Hay
componentes y elementos que son más o menos proclives a dicho ahorro, pues así
como en revestimientos y costillas los ahorros son cercanos al 20%, en herrajes
la ganancia es bastante exigua, dadas las posibilidades de los mecanizados.
El ahorro
de peso se logra optimizando la orientación de las fibras en función de los
caminos de carga, pero la colocación de las diferentes capas es discreta y no
continua.
La
consecución de un diseño óptimo está en saber jugar con ambas variables, a la
vez que se intercambian las experiencias tras múltiples ensayos de desarrollo
de fabricación e ir conociendo los límites del diseño gracias a los ensayos
estructurales, desde “coupons” hasta ensayos de componente, llevándolos hasta
la rotura al final, verificando de esta forma el diseño.
Airbus
ofrecía los “vehículos” para este desarrollo; no sin grandes dificultades y
retos continuados, se continuó SIEMPRE en esta línea.
Síntesis de la participación española
entre 1971 y 2000
A300 …….
Fabricación inicialmente, más tarde también diseño de estabilizador
horizontal tras transferencia. (69 m2). Fabricación
de puerta de pasajeros delantera de diseño francés.
A310-200 …….. Diseño y fabricación del nuevo estabilizador
horizontal (64 m2) con nuevos
revestimientos mecanizados .
A300-600:
……. Mismos componentes, E.H. igual al nuevo anterior (64 m2), pero rediseñado
por sufrir mayores cargas en vuelo. Al mismo tiempo, este programa sirvió de
vehículo para “carbonizar” los timones de profundidad y las trampas de tren,
aplicando tecnología sandwich
A310-300 y A300-600R ……… E.H.: Misma geometría
al anterior (64 m2), difiere en que incorpora un tanque de combustible y
vapor-seal; primer avión que lleva tanque de combustible en cola. Trampas
comunes. Timones y trampas también en FC
A320 (+A321,
A319 y A318): …….Nuevo gran reto: diseñar, desarrollar y fabricar el primer
estabilizador horizontal como estructura primaria en F.C. de 33m2, sin tanque.
Todo
en fibra (monolítico, sistema modular, nuevo concepto de curado a 180º
desarrollado en CASA, incluyendo los herrajes de estructura primaria, y con
timones en sandwich). Además, trampa de tren principal en FC, revestimientos de
la S18 de fuselaje y Dado Panels de interiores.- El A321 etc. lleva estos
componentes comunes.
Nuevo revestimiento del estabilizador horizontal en F.C., utilizando sistema modular
E.H. A320: Herrajes y costillas en FC
A330/A340: ………Nuevo E.H. de 71,5 m2, en fibra de
carbono los cajones laterales y el central metálico. Primer estabilizador
horizontal que combina F.C y tanque de combustible à
nuevo reto: certificar esta estructura frente a impacto de rayos. Nuevo diseño
de la puerta de pasajeros delantera. Timones en sandwich.
A340-500/600: …….. Nuevo E.H, 100m2, todo en F.C. y
tanque de combustible, con unión central (no cajón) metálica. Timones ya en estructura monolítica,
abandonando el sandwich. Misma puerta de pasajeros.
A320 (y A321, 319 y A318)
A320:primer vuelo, 22 Febrero 1987
A330 y A340
A340-300
Bernard Ziegler, Director Técnico de Airbus, el día anterior
al primer vuelo del A340,
25 de
Octubre de 1991: “Volar no sé cómo volará, pero bonito sí
que nos ha salido”
El A330, primo hermano del anterior con 2 motores, realizó su primer vuelo en Noviembre 1992: Gran comunalidad
con el A340: el ala lleva la previsión de montar los dos motores adicionales
de éste.
Entrega primer E.H. A340: 2 de Dic 1990
A340-600: el más largo.
A340-600: Primer vuelo: Abril 2001
1998: diagrama "pasajeros-alcance"
Prolegómenos del A380. Proyectos
americanos
En 1992 (coincidiendo con las primeras
entregas de los A330-340) se empezó a pensar seriamente en un hermano mayor de
la familia con capacidades del orden de 600
pasajeros, doble de los A330-340, aunque la idea ya venía de antes.
Los
americanos daban vueltas a varios proyectos, unos derivados del Jumbo y alguno
nuevo, que no pasó de los estudios preliminares. También se canceló el MD-12,
menor en tamaño (500 pax).
Al mismo tiempo,
franceses y alemanes desarrollaban los primeros conceptos “en secreto” (
el
ASX 500/600 y el A2000).
Finalmente, se
aunaron fuerzas con Airbus y se abandonaron estos proyectos, que tampoco
pasaron de ahí.
En paralelo de
todo lo anterior, en 1992, aunque ya desde los años 80 se pensaba en
ello, en la D. de Futuros Proyectos de Airbus, Jean Roeder y su grupo daban
forma a varios estudios, destacando el UHCA (Ultra High Capacity
Aircraft), que englobaba a su vez varias versiones, a cual más exótica
(doble fuselaje, cola en V, etc)
Entre otros
estudios futuros, especialmente versiones “canard”, incluso se concibió una
gigantesca versión “ala volante”, similar a la del concepto actual (?) del
Boeing 797.
España: Ensayos de viabilidad en
Getafe – GSS
En 1993 ya se sabía que se terminaría lanzando el
nuevo avión gigante de una u otra forma y se comenzaron a poner los medios para
“estar a la altura” (especialmente con ensayos demostradores, ej., el “Barrel
test” de grandes secciones de fuselaje, en Alemania.
En CASA ya éramos
expertos en FC y se decidió lanzar un programa interno de desarrollo llamado GSS
(Grandes Superficies Sustentadoras) para demostrar la viabilidad de los
conceptos en FC aplicados a un hipotético estabilizador horizontal (o alas en
FC para otros programas, ej., CASA 2000), que debería ser mayor al que
se desarrollase en el futuro.
Decidimos que la
referencia fuese 260m2, más del triple de los 71,5 m2 de entonces del
A330-340. ¡Otro reto!
Programa GSS en
Getafe. E.H. Full Scale de 260 m2,
parte de un extenso programa de viabilidad (256 ensayos, de los que 121
fueron de subcomponentes), desarrollado entre 1993 y 2001.
Lanzamiento del A3XX
VLCT y A3XX
El proyecto
parecía demasiado grande (industrial y financieramente) hasta para un consorcio
europeo como Airbus y se trató de desarrollar algo en conjunto con Boeing: VLCT (Very Large Commercial
Transport). Boeing aceptó inicialmente de buena gana (así sabrían lo que se “cocía” en Airbus). Todos
aportaban sus proyectos, AS y DASA los mencionados y hasta CASA presentó un
estudio llamado C-600. Al final, en 1995,
todo quedó en nada, tras mutis por el foro americano.
Decisión de
lanzamiento:
1996: Había que ir solos con el
macro-proyecto; no había más remedio que aprobar su lanzamiento, debido a que
la ausencia de Airbus en el sector de los aviones ultragrandes o very large,
como se les conoce, podría poner en peligro la propia supervivencia de
Airbus a medio o largo plazo.
Por
lo tanto:
Había que proceder a acelerar
todas las actividades destinadas a un futuro lanzamiento del avión y prever los
recursos humanos y materiales para ello
Había que aprobar la creación de
una nueva división independiente en Airbus, que se llamaría LAD (Large Aircraft
Division)
Había que involucrar desde ese
momento y al mismo tiempo a los socios Airbus, a las líneas aéreas y a los
suministradores que se considerasen imprescindibles para acometer un proyecto
de esa magnitud.
Se aprobó en Abril de 1996 lanzar
el proyecto A3XX, así como la nueva organización LAD con sede en Toulouse,
con un presupuesto estimado inicial de 11000 millones USD.
¿Por qué
era tan vital un proyecto de un avión gigante en aquellos momentos?
Pues porque se preveía una expansión
importante de los países del oriente lejano con el crecimiento asociado de
demanda de asientos de avión para rutas largas (asiáticas, Asia con Europa,
trasatlánticas y transpacíficas) y también rutas cortas, ya que había tres
rutas domésticas japonesas que eran de las más congestionadas del mundo.-
Evidentemente, la
nueva demanda se podría cubrir poniendo más aviones, pero si se pusieran la
mitad de los necesarios con el doble de capacidad, saldría mucho más rentable
para las compañías aéreas en términos de coste por asiento frente al consumo y
tiempo, a la vez que se evitaban congestiones en los aeropuertos y hasta en las
propias rutas.
Cuanto menor es el tamaño del avión,
más suben en teoría los costes de operación para una ruta determinada con
fuerte demanda, es decir, más pasajeros por vuelo y kilómetro hacen que los
costes de operación bajen.-
Otro reto:
había que hacer un avión óptimo para rutas cortas y largas al mismo tiempo,
algo especialmente duro para los estudios de fatiga y tolerancia al daño. Esto
requería un ensayo de fatiga de avión completo.
Requerimientos
y limitaciones: Configuración
Requerimiento: “el avión debe caber en un
cuadrado de 80m. de lado”
Resultado:
Avión corto y chato, de dos
pisos, sección ovoide
Ala de superficie y sección
gigantescas
Estabilizador horizontal muy
grande para compensar la corta distancia al ala
Deriva desproporcionadamente
grande para permitir correcto mando lateral (posteriormente se ha evidenciado
que podría ser algo más pequeña)
Requerimiento: Para el montaje final del avión era precisa
la construcción de una nueva gigantesca nave que fuera capaz de albergar al
gran pájaro, en especial su altura (de la deriva), equivalente a un edificio de 9 pisos, a la vez que permitir
una coexistencia de varios aviones en línea con la entrega de 4 aviones al mes,
lo previsto, sin contar con edificios de pintura, puesta a punto, etc. Así
surgió la nave de Lagardére, en Toulouse.
Requerimiento: Transporte de secciones
A380
Otro problema: ¿cómo
transportar los diversos componentes desde su lugar de fabricación en varios
países a la nueva nave? Afortunadamente existía el Beluga, pero los componentes
más grandes ya no cabían. Se decidió el transporte por mar y finalmente por
río, el Garona.
(para los primeros programas Airbus se hacía por Super Guppy, ya jubilado)
Reemplazado por el Beluga, que se queda corto para grandes secciones A380
Por carretera
Fluvial
Por mar
NOTA: una vez el
avión equipado y listo para volar, va a Hamburgo volando, se le monta la cabina
de pasajeros customizada y vuelve a Toulouse
Requisitos de evacuación: Otro reto: que fuera posible evacuar a
todos los pasajeros en línea con la norma “900 pasajeros en menos de 90
segundos”. Se logró con 873
pasajeros en tan sólo 78 sg. poco antes de la Certificación en 2006, probando
que la configuración de 9 puertas era apropiada.
A3XX-100 A3XX-100R A3XX-200
Nº Pasajeros ………………….... 555 …………………………..
555 …………….…….. 656
Radio de acción … …… 7500nm (13900km) …..… 8750nm (16200km)
…......... 7500nm (13900km)
MTOW (max peso al
despegue) …… 510 t. …………………… 550 t. ……………….….. 550 t.
Empuje motores
(min.req.) …….……. 72k ………………….… 75k. ……………….…… 78k
Definición
del A380, partiendo del A3XX
Con referencia a la familia A3XX, se decidió
que para el A380 se escogería como punto de partida el A3XX-100 y lo más cerca
posible del A3XX-100R. Esto significa 555 pasajeros (mix-class) a una
distancia mayor de 15000 kms.
Requerimientos:
Superar el alcance del 747-400 en
300nm (555km) adicionales
Mejorar los costes directos de
operación en al menos un 15% frente al mismo 747-400
Que la longitud de la pista de
aterrizaje pudiera ser como máximo de 11000 pies (3,35km)(altitud ISA+15)
Que la velocidad de aproximación
fuese menor de 150 nudos (277 km/h, menos que la velocidad punta de un F1)
Cumplir con los requerimientos en
cuanto a ruido
En definitiva, que un monstruo de
más de 500 toneladas y más de 600 pasajeros tenía que ser capaz de flotar en el
aire a la velocidad de un coche deportivo; no es de extrañar que impresione
verle aterrizar y encima sin hacer ruido… y si comparamos en términos de
“pasajeros/radio de acción”, se debería superar a sus potenciales competidores
de Boeing, sobre el papel y con los datos disponibles entonces, naturalmente.
Dimensiones principales del A380-800
frente al A3XX-100:
Longitud: 72,7 m.
……………………… (2 metros más que el A3XX-100)
Envergadura: 79,7 m …………………….(igual
que el A3XX-100)
Altura (en la deriva): 24,3 m…………….. (como un edificio de 9 pisos)
Sección de fuselaje en cabina:
….. sección ovoide de 2 pisos a lo largo de toda la longitud del avión,
admitiendo en el piso inferior una distribución de asientos 3/4/3 y en la
superior 2/4/2, así como un generoso espacio en el compartimento de carga con
una altura de más de 2 metros.- El ovoide terminó siendo de 8,56 m alto x
7,14 m ancho., un poco más grande de lo previsto inicialmente
Superficie alar: 845 m2 ………. (algo
más grande de lo previsto) ……… DOBLE que las del A330/340 y 40% mayores que las
del 747-400
Superficie E.H.: 205 m2 ……..…..(casi
igual a lo previsto) y móvil (como el
ala de un A320)
Superficie E.V.: 122 m2 ………….(la
alternativa “pequeña”)
Tren de aterrizaje de 20
ruedas, con la condición de no salirse de la vía de rodadura.
18 puertas de pasajeros (ambos
lados) para permitir su evacuación en menos de 90 segundos; la regla de “100
pasajeros por puerta” se cumplía por lo tanto sobradamente y daba flexibilidad
para futuros crecimientos hasta 900 pasajeros.
Performances del A380:
Velocidad máxima (límite
operacional) …… 0,89 Mach, un
subsónico alto…
(NOTA: ¡en ensayos en vuelo se llegó a 0,93
Mach!)
MTOW (peso max. al despegue)
……… 560 toneladas, más que lo previsto inicialmente, incluso más que
el -100R.
Radio de acción: del orden de
8300 n.m. (= 15400 km), cifra no oficializada inicialmente, pues era
preferible mantener el concepto de very long range en genérico,
adaptarse a cualquier ruta que los operadores deseasen y luego probarlo con
vuelos demostradores. (Ejemplos: Los Angeles- Sydney, Paris-Tokio,
Frankfurt-Seul… )
Consumo por pasajero /100km. = 3
litros (frente a 3,4 l del B 747)
En cuanto a los motores, 2 opciones; una
americana, de la unión GE con PW (que se llamaría Engine Alliance) y otra
británica, con el Rolls Royce Trent 900 de 80 k´s de empuje.- Cada versión
requeriría una Certificación de Tipo aparte.
Posibles derivados:
A380-800 ……
similar al antiguo A3XX-100, 555 pasajeros, 3 class, (en single class,
hasta 806 pasajeros) ……….. Referencia
A380-800F (Freighter) …… 3
pisos de carga …………(cancelado, tras el diseño casi finalizado)
A380-800R extended range ………….. + 800 nm. adicionales ……… “más lejos”
A380-900 stretched,
sucesor del A3XX-200 con los mismos 656 pasajeros en 3-class (+10 cuadernas) ó 986 pasajeros en single
class ..... “Muchos pasajeros, no tan lejos”
A380-700 short, 480 pax y
a +800 nm de range adicional (diseño
protegido) ……. “Pocos pasajeros, muy lejos”
A380-800C (combi) =
A380-800R con gran compuerta de carga lateral trasera
A380-800D (domestic flights) …………. 750 pax, 2 class
Participación española en los
estudios del A3XX:
Estabilizador horizontal
Aunque el objetivo era
sacar más paquetes de trabajo en el
futuro, la mínima participación española sería al principio y como siempre el estabilizador horizontal,
participación que más tarde aumentaría notoriamente, como veremos.
Recordar que
en 1993 se había lanzado el programa interno GSS con un tamaño máximo para el
E.H. de 260 m2 (que debería ser mayor que el tamaño real que se decidiese).
Esto permitiría acometer el desarrollo de la gigantesca cola, del tamaño de un
ala del A320.
A partir de
los primeros estudios aerodinámicos, este tamaño debería ser:
a) Versión
estabilizador fijo, nueva opción……………………. 240 m2 o bien,
b) Versión clásica de estabilizador móvil por
trimado ………….de 220 a 225 m2
Posteriormente y tras optimizar los estudios, se decidió un estabilizador móvil de 205 m2.
Entre 1996 y
2000 se desarrollaron los pre-estudios del entonces A3XX en diferentes
grupos de trabajo.
El objetivo
español estaba claro: aumentar la participación del clásico 4,2% a un
10%. Dado que se había apostado en CASA por la Fibra de Carbono y la
experiencia demostrada en todos los programas, éramos los primeros candidatos a
llevarnos algunos elementos proclives a ser concebidos en F.C.-
Participación adicional española para el
A380:
Primera fase: Estabilizador vertical,
parte tradicionalmente alemana con experiencia y soporte industrial existente
en Alemania, pero se logró que fuese CASA (con vistas a una Empresa Única)
quien estuviese a cargo de la integración de ambos estabilizadores y
determinando una definición conceptual común, importante para un posterior
mantenimiento. En la nueva organización, el diseño se haría por alemanes bajo
supervisión española y la fabricación en la factoría alemana de Stade (cerca de
Hamburgo).
Segunda fase: Sección 19 y 19.1 de
fuselaje.
S19: se apostó por diseñar y
fabricar por primera vez en el mundo una sección entera de fuselaje en FC
(exceptuando las cuadernas principales), ganando por ventaja en peso a la
versión alemana metálica.
S19.1: cono de cola adyacente que
incorporaba el APU, se haría igualmente en FC. El APU se subcontrató a
un consorcio formado por PW y Hamilton Sundstrand bajo dirección española.
Ambos componentes equipados con los sistemas
correspondientes.
De esta forma, España ya era responsable de toda la
parte de cola del avión desde el mamparo de presurización: se le llamó “Rear
End”.
Además de
lo anterior, la responsabilidad de los siguientes diseños españoles bajo
control exterior se transfirió más adelante a Airbus España:
Belly Fairing, carenas ventrales al
avión rodeando el encastre de ala. Parece una pieza de poca importancia –de
hecho es estructura secundaria- pero el reto de las múltiples interfaces y su
enorme tamaño (más de 30 metros) lo complicaban bastante.
Trampas de Tren: ya teníamos
experiencia en trampas de FC, por lo que en el reparto nos llevamos el diseño y
la fabricación de las trampas.
Costillas de ala también en FC,
negociadas con los británicos, excepto para las centrales que serían metálicas.
El ala es metálica, pero la experiencia de uniones metal – fibra en CASA era
muy amplia y nos permitió optar por esta solución.
Aire Acondicionado a nivel avión
(diseño no específico).
Todos
estos paquetes fueron bendecidos y que fueran oficialmente para España en el Plan
Industrial al respecto, que se aprobó en 1999.
Todo
esto no se consigue sin el debido respaldo industrial, por lo que
ya desde finales de los años 90 se lanzaron y acometieron obras faraónicas en
la factoría de Illescas y en la propia factoría de Getafe, pensando ya en que
en estas factorías se pudiera acometer una entrega de hasta 4 aviones por mes,
que era el requerimiento global para el avión. El Plan Industrial internacional
no hizo sino refrendar esta situación y hacer posible el 10% de participación
en el A380. La Fª de Puerto Real se adaptó al montaje del E.H.
“Know-how” español en A380
La relevancia de
las nuevas estructuras en Fibra de carbono que aportaba la parte española para
todo el avión se observa en este esquema:
Cambios organizativos: la Empresa
Única
Con el nuevo
siglo, en Julio del 2000, se constituyó la nueva Empresa Única y
desapareció el Consorcio GIE anterior.
En aquél momento,
en España y en la antigua CASA podría haber pasado cualquier cosa, incluso que
la parte española desapareciese, pero gracias a la experiencia acumulada, no
éramos prescindibles y se había conseguido un nivel de confianza en el buen
hacer español y su “know-how” en FC.
Nos lo habíamos
ganado. Esto supuso, sin embargo, una escisión en la antigua CASA, pues
solamente parte de los efectivos con experiencia Airbus pasarían a “Airbus
España” y los demás permanecerían y con el tiempo conformarían la “Airbus
Military” en España.
Los comienzos del
A380 en España fueron, pues, muy difíciles; ya habíamos conseguido el objetivo
de traer trabajo del A380 para España, pero… ¿habría recursos suficientes para
acometer su desarrollo en nueva organización?
Difícil; se
resolvió gracias al sentido de responsabilidad de los jóvenes, de la generación
entonces de alrededor de los 30 años.
Diseño y fabricación (2001-2004)
Tras la escisión y ya bajo una nueva organización dentro de
la nueva compañía Airbus España, los trabajos más destacables fueron:
Diseño en grupos
integrados de ingeniería concurrente en un “plató” en el que convivirían
integradamente las diferentes funciones responsables del A380
Subcontratación de
subcomponentes metálicos o de relativo poco know-how a varios subcontratistas
(¡y gestión de los mismos con auditorías y revisiones!). (NOTA: para todo el avión, ¡llegaría a darse
trabajo nada menos que a 800 empresas subcontratistas!)
Fabricación de todos los
componentes en Getafe, Illescas y Puerto Real (excepto el E.V., en Hamburgo)
Participación de un pequeño grupo
en el MAP (“Puesta a Punto del avión) en Toulouse
Ensayos estructurales verificando
el diseño (estáticos y de fatiga) en Getafe, excepto el estabilizador vertical
integrado con la S19 que se haría en Hamburgo.
Preparación de la justificación
del diseño para la obtención de la Certificación de Tipo
Descripción del Estabilizador
horizontal
El concepto final se apoyaba en tres aspectos: el GSS a
punto de acabarse, el del A340-500/600, ya cerrado y cerca de certificarse sin
aparentes mayores problemas y la experiencia en servicio de los A330/340.
Ahorro de peso: El diseño
estaba condicionado a un proceso continuo de optimización de pesos.
El ahorro
de peso en un laminado se logra optimizando los esfuerzos y caminos de carga
colocando cintas unidireccionales siguiendo una determinada orientación (0º,
90º, 45º)
En un
elemento metálico se puede quitar peso a base de retirar material donde sobre
teóricamente a base de fresado químico o mecánico, pero en un laminado de FC,
no.
En FC hay
que hacerlo de forma continua, capa a capa (no se puede quitar el espesor de
una dejándola a la mitad de una capa, por ejemplo); además, si se quita una
capa, se elimina una orientación, con lo que surge cierto desequilibrio que
habrá que mitigar poniendo incluso nuevas orientaciones.
Consecuencia: cada ahorro de peso supone un rediseño. El óptimo diseño
en FC proporciona “autopistas para los esfuerzos”.
Un panel
como el de los revestimientos del E.H. del A380 es una auténtica obra de arte,
un único panel para todo un lado del estabilizador y con todo género de diferentes
alturas, playas, refuerzos, etc.- El gradiente de espesores en un panel de 5 x
14 metros comienza en el encastre por 25 mm. y termina en el extremo con un
espesor increíblemente pequeño ¡de poco más de 2 mm.!, algo que siempre ha
llenado de asombro a los visitantes que lo veían colgado en la nave de montaje.
¡Un pan de casi 15 metros de largo y entre 25 mm / 2mm de espesor, al
salir del autoclave!
Descripción del Estabilizador
Vertical:
El concepto se basaba realmente en experiencia de programas
anteriores, más las recomendaciones de armonización con el E.H.
Las primeras Design Reviews (PDR) se hicieron en Enero
del 2002 para ambos estabilizadores, fijando los conceptos principales.
Descripción de la S19:
Paneles en FC
Amarre del E.V.
Cuadernas de la S19:
Amarillo: metal
Verde: FC
Método de fabricación de revestimientos: debido a la forma
más curvada, las cintas, mucho más delgadas, se conformaban sobre una base
giratoria (
filament winding) como para una madeja.
Sección 19.1 y APU
Estructura en general en FC, excepto la zona alrededor de la salida del APU, en Titanio
Belly Fairing y Trampas de tren
Filosofía para ensayos estructurales
A380
Los ensayos
de certificación de la estructura se acomodan a los requerimientos de
las Autoridades de Certificación (AA), con las que se negocia desde un
principio los ensayos a realizar en función de la experiencia previa y
similitudes del diseño.
Estos
requerimientos varían sustancialmente según estemos tratando con componentes de
FC o metálicos; si son mixtos, habrá que hacer los ensayos adicionales
necesarios.
En líneas
generales, a los estáticos con FC hay que añadirles un factor que
represente el efecto ambiental (humedad y temperatura), pero a cambio no
son estructuras críticas a fatiga y su comportamiento en ciclos
repetitivos ya se debe haber conocido previamente (para el E.H., esto era bien
cierto tras la experiencia del A340-600 y el GSS mencionados).
Ocurre lo
contrario con el metal: hay que ensayar a fatiga nada menos que 2 vidas
en servicio más otra media vida con daños artificiales para justificar la
Tolerancia al Daño, pero no hay que aplicar factores de ningún tipo. Total: se
ensaya 2,5 veces la vida del avión.
Se sigue la
filosofía de “pirámide de ensayos”: lo que se pueda ir conociendo en paralelo
al diseño y sirva para justificación de ensayos se va haciendo desde los más
pequeños (coupons), pasando por subcomponentes parciales y finalmente los de
“Full Scale” (componente real representativo de la fabricación de serie, y que
evidentemente estará siempre disponible en épocas muy tardías).
Ensayo Full Scale de avión completo en Dresden (Alemania)
Ensayos de certificación del E.H.
(Getafe)
Para el E.H. se
utilizó un único componente para estática y fatiga, decisión arriesgada por
plazos .
Los ensayos
de certificación del EH fueron:
1º: El ensayo de cajón, estático, incluyendo las cargas de
presión del tanque de combustible,
2º: El ensayo de impacto de pájaro
3º: El ensayo “Full Scale”, de estática, fatiga y tolerancia
al daño
Ensayo Rear
End Test (Hamburgo)
Rear End Test (RET) : ensayo estático y tolerancia al daño
de las partes de fibra de carbono (sin E.H.) con la S19 unida al E.V. completo
y el mamparo de presurización de la unión de la S19 con la S18. El lugar del
ensayo fue finalmente Hamburgo.
(El ensayo de fatiga
de la S19 cubriendo partes metálicas incluída la cogida al E.V. se realizó en
el Full Scale de Dresden)
Ensayos de impacto de pájaro (INTA,
Madrid)
Los
ensayos de impacto de pájaro debían realizarse con animales vivos, por efecto
del “rigor mortis” a alta velocidad. Hoy
en día se va aceptando con cuentagotas justificaciones con modelos, acumulando
experiencias.
Nuevo
material para A380: GLARE.- Entremezcla varias capas de metal (aleación ligera)
y de laminado en fibra de vidrio, proporcionando menor densidad (menos peso),
mejor comportamiento a tolerancia al daño, mejor resistencia a corrosión y
sobre todo, mejor resistencia a impactos.- Evidentemente, se planteó su amplia
incorporación en el fuselaje a finales del 2002, lo que se llevó a
cabo finalmente en la zona cilíndrica central del mismo.-
Se decidió
probar con el B.A. del E.H., inicialmente metálico. Hay que recordar que como
hay un tanque de combustible en el cajón del estabilizador, el pájaro no debía
dañar dicha zona; la cuestión era hacer un diseño capaz de absorber la energía
del impacto deformándose y que el pájaro no “penetrara” al tanque.
Diversas factorías o sedes
Getafe, en 2003
Puerto Real, en 2003
Hamburgo, Finkenwerder, 1980
Airbus St Martin, Toulouse, 2004
Lagardere, Toulouse, 2005 (Montaje final A380)
Inauguración de la FAL de Lagardere, 7 de Mayo del 2004:
Montaje de los cajones del E.H. en Getafe:
Integración del E.H. completo en Puerto Real:
Transporte de Secciones 19 y 19.1:
Entrega de la primera S19 de Getafe a Hamburgo, por Beluga
Transporte de S18+S19 de Hamburgo a Toulouse
Transporte de secciones de fuselaje (Francia):
Montaje del ala en Broughton:
Cajón central del ala
Borde de ataque del ala
27 de Mayo 2004, entrega del primer E.H. en Puerto Real:
Transporte de componentes en y desde
España
El estabilizador horizontal
totalmente montado y equipado se iría desde Puerto Real (la Cabezuela) por mar
hasta el mismo puerto que los demás componentes (Pauillac) y de ahí, a
Lagardere por río.
Mencionar a título
anecdótico que para asegurar el cortísimo transporte por carretera desde la
nave de Puerto Real al puerto de La Cabezuela se hizo una maqueta de madera a
escala real (que después coronaría la entrada a la factoría y ahí sigue),
eliminando todo aquello que pudiera estorbar por el camino.
Lo mismo se hizo con
otra maqueta de la Belly Fairing, de 30 metros de largo.
La Belly Fairing se envía igualmente desde Puerto Real.
Las costillas de ala van a
Broughton desde Getafe.
Maqueta del EH del A380 en la nave de Puerto Real
Como transporte secundario:
1º: Desde Illescas a Getafe por camión:
- E.H.:
paneles de cajón y largueros, paneles de revestimiento de los timones
- Fuselaje: los 4 paneles de la S19 y los de la S19.1
2º: De Getafe a Puerto Real: los cajones equipados del E.H.
3º: De Puerto Real a
Hamburgo por camión: Rudder completo
4º: De Getafe a Hamburgo por Beluga: S19 completa y
equipada, para ensamblaje con la S18
Puerto Real: E.H. del primer avión, terminado (Mayo 2004)
Cargando en el Beluga el primer E.V. (Hamburgo)
Montaje final en Lagardére:
Salida del primer A380 de Lagardére
“Roll-out” del A380, 19 de Enero de 2005.
Ensayos en vuelo. Abreviour.
Primer vuelo, 27 de Abril 2005:
Tripulación del primer vuelo:
Type Certification FAA / JAA: 12 de Dic 2006
Situación
comercial
Primera
entrega a cliente: Singapur Airlines, en Octubre de 2007.
Primera
entrega a Air France (12 de Diciembre 2009).
Evolución de ventas y entregas:
Situación a finales de 2013: 309 aviones vendidos, incluyendo el
pedido de 50 A380´s de Emirates, sumando así 140 a esta compañía, que ya tiene
39 entregados.
En 2013 se entregaron un total de 25
A380´s.
Última hora, Feb 2014: Singapur
Airshow: Amedeo compra 20 A380´s.
à
Cada 5 min despega o aterriza un A380 en el mundo…
Reflexión final
“No hay objetivos inalcanzables o impensables; para conseguirlos no hay que tener solamente
golpes de suerte y tomar decisiones clave, sino que es necesario no cejar jamás
y mantener siempre la ilusión y la fe en lo que se hace.
Los grandes logros se alcanzan por el esfuerzo continuado y estar
siempre ahí cuando es preciso”
K.S.
