Un trijet es un avión a reacción propulsado por tres motores a reacción . En general, los trijets de las aerolíneas de pasajeros se consideran aviones a reacción de segunda generación , debido a sus innovadoras ubicaciones de los motores, además del avance de la tecnología de turbofán . Los trijets son más eficientes que los cuatrijets , pero no tanto como los birreactores , que reemplazaron a los trijets a medida que se disponía de motores de turbofán más grandes y confiables .
El Dassault Falcon 7X /8X y el Dassault Falcon 900 son los únicos trijets que aún se encuentran en producción. [ cita requerida ]
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Un aspecto a tener en cuenta en los trijets es la posición del motor central, que normalmente se consigue situándolo a lo largo de la línea central, pero sigue planteando dificultades. La configuración más habitual es la de colocar el motor central en la parte trasera del fuselaje y suministrarle aire mediante un conducto en forma de S ; se utiliza en el Hawker Siddeley Trident , el Boeing 727 , el Tupolev Tu-154 , el Lockheed L-1011 TriStar y, más recientemente, el Dassault Falcon 7X . El conducto en forma de S tiene una baja resistencia y, puesto que el tercer motor está montado más cerca de la línea central, normalmente será fácil manejar el avión en caso de fallo del motor. Sin embargo, los diseños con conducto en forma de S son más complejos y costosos, sobre todo para un avión de pasajeros. Además, el compartimento central del motor requeriría cambios estructurales en caso de un importante cambio de motor (remodelación del motor). Por ejemplo, la bahía central del 727 sólo era lo suficientemente ancha para acomodar un turbofán de bajo bypass y no los nuevos turbofán de alto bypass que eran más silenciosos y más potentes. Boeing decidió que un rediseño era demasiado caro y puso fin a su producción en lugar de seguir desarrollando el modelo. La sección de cola del Lockheed Tristar era demasiado corta para acomodar un motor de dos carretes ya existente, ya que estaba diseñado únicamente para acomodar el nuevo motor Rolls-Royce RB211 de tres carretes , y los retrasos en el desarrollo del RB211, a su vez, retrasaron la entrada en servicio del TriStar, lo que afectó a las ventas. [1]
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El McDonnell Douglas DC-10 y el MD-11 relacionado utilizan un diseño alternativo de motor central "directo", que permite una instalación, modificación y acceso más sencillos. También tiene el beneficio adicional de que es mucho más fácil cambiarle el motor. Sin embargo, esto sacrifica la aerodinámica en comparación con el S-duct. Además, como el motor está ubicado mucho más arriba que los motores montados en las alas, la falla del motor producirá un momento de cabeceo mayor, lo que dificultará su control.
La colocación de los dos motores restantes varía. La mayoría de los aviones más pequeños, como el Hawker Siddeley Trident y el Boeing 727 , así como el Tupolev Tu-154 de tamaño intermedio , tienen dos pilones de motor montados en los laterales en una configuración de cola en T. Los Lockheed TriStar y DC-10/MD-11 de fuselaje ancho más grande montan un motor debajo de cada ala. Se realizaron estudios preliminares en el TriStar para reutilizar el fuselaje y el ala para un diseño de birreactor, aunque estos nunca se materializaron debido a la falta de fondos de Lockheed. Además, a fines de la década de 1990, Boeing, que había adquirido McDonnell Douglas, consideró quitar el motor de cola del MD-11 para convertirlo en un birreactor, pero en su lugar canceló la producción del MD-11 por completo. [1]
Una de las principales ventajas del diseño trijet es que las alas se pueden ubicar más atrás en el fuselaje, en comparación con los birreactores y cuatrirreactores con todos los motores montados en las alas, lo que permite que las puertas de entrada y salida de la cabina principal estén ubicadas más centralmente para un embarque y desembarque más rápido, asegurando tiempos de respuesta más cortos. El motor y las alas montados en la parte trasera desplazan el centro de gravedad del avión hacia atrás, mejorando la eficiencia del combustible , aunque esto también hará que el avión sea ligeramente menos estable y más complejo de manejar durante el despegue y el aterrizaje. (El birreactor McDonnell Douglas DC-9 y sus derivados, cuyos motores están montados en pilones cerca del empenaje trasero , tienen ventajas/desventajas similares al diseño trijet, como las alas ubicadas más atrás y un centro de gravedad más retrasado). [ cita requerida ]
Los trijets son más eficientes y más baratos que los aviones de cuatro motores, ya que los motores son la parte más cara del avión y tener más motores consume más combustible, especialmente si los cuatrirreactores y los trirreactores comparten motores de potencia similar, lo que hace que la configuración de trirreactor sea más adecuada para un avión de pasajeros de tamaño mediano en comparación con los cuatrirreactores más grandes. Sin embargo, los precios de compra más altos, principalmente debido a la dificultad y complejidad de montar el tercer motor a través de la cola, anularán en cierta medida esta ventaja.
Debido a su mayor empuje, los trirreactores tendrán un rendimiento de despegue ligeramente mejor en comparación con los birreactores si falla un motor. Debido a que el rendimiento de despegue de los aviones generalmente se calcula para incluir un margen adicional para tener en cuenta una posible falla del motor, los trirreactores tienen una mejor capacidad para despegar desde aeropuertos altos y calientes o aquellos donde el despeje del terreno cerca de la pista es un problema.
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A diferencia de los bimotores, los trimotores no están obligados a aterrizar inmediatamente en el aeropuerto adecuado más cercano si falla un motor. (Esta ventaja también la comparten los cuatrimotores). [2] Esto es ventajoso si la aeronave no está cerca de una de las bases de mantenimiento del operador, ya que los pilotos pueden entonces continuar el vuelo y aterrizar en un aeropuerto donde sea más adecuado realizar reparaciones. Además, para los trimotores en tierra con un motor inoperativo, se puede conceder la aprobación para realizar vuelos de transbordo con dos motores. Antes de la introducción de ETOPS , solo los trimotores y cuatrimotores podían realizar vuelos internacionales largos sobre áreas sin aeropuertos de desvío. Sin embargo, esta ventaja ha desaparecido en gran medida en los últimos años, ya que los aviones bimotores certificados por ETOPS también pueden hacerlo.
El mayor obstáculo al que se enfrentan hoy los trijets son los costos operativos, principalmente la eficiencia del combustible, ya que un diseño de tres motores casi con certeza [ vago ] consume más combustible que un diseño comparable de dos motores. [ cita requerida ] Esto también aumenta en gran medida la dificultad de comercializar un nuevo avión trijet hoy, especialmente para el servicio de pasajeros. Sin embargo, esto valió la pena entre 1970 y 1990, cuando los trijets y los birreactores compartían motores de potencia similar, como cuando el DC-10, el MD-11, el 767 de Boeing y los A300, A310 y A330 de Airbus estaban todos propulsados por el General Electric CF6 , y la potencia adicional del tercer motor le dio al DC-10/MD-11 ventajas en mayor alcance y/o mayor carga útil sobre el birreactor A300/A330. Desde la década de 1990, con nuevos avances en la tecnología de turbofán de alto bypass, los grandes birreactores han sido equipados con motores diseñados específicamente, como el General Electric GE90 del Boeing 777 , lo que permite a los birreactores realizar las mismas tareas que la mayoría de los trirreactores e incluso muchos cuatrirreactores, pero de manera más eficiente.
El primer diseño de trirreactor que voló fue el prototipo del bombardero Tupolev Tu-73 , que voló por primera vez en 1947. [3] Los primeros trirreactores comerciales fueron el Hawker Siddeley Trident (1962) y el Boeing 727 (1963). Ambos fueron compromisos para cumplir con los requisitos de las aerolíneas; en el caso del Trident, era para satisfacer las necesidades cambiantes de BEA, mientras que el 727 tenía que ser aceptable para tres aerolíneas diferentes. Aunque se consideró la colaboración entre los fabricantes, no se concretó. [4]
Los primeros diseños estadounidenses de aviones birreactores estaban limitados por la regla de los 60 minutos de la FAA , según la cual la trayectoria de vuelo de los aviones bimotores se limitaba a 60 minutos de vuelo desde un aeropuerto adecuado, en caso de fallo del motor. En 1964, esta regla se levantó para los diseños de trirreactores, ya que tenían un mayor margen de seguridad.
En el caso de los aviones de pasajeros a reacción de segunda generación, con las innovaciones del turbofán de alto bypass para una mayor eficiencia y reducción del ruido, y el fuselaje ancho (doble pasillo) para una mayor capacidad de pasajeros/carga, el diseño trirreactor se consideró la configuración óptima para el avión de pasajeros a reacción de fuselaje ancho mediano, situándose en términos de tamaño, alcance y coste entre los quadjets (aviones de cuatro motores) y los twinjets, y esto dio lugar a una oleada de diseños de trirreactores. El Boeing 747 de cuatro motores era popular para los vuelos transoceánicos debido a su largo alcance y gran tamaño, pero era caro y no todas las rutas podían llenar su capacidad de asientos, mientras que los modelos originales del Airbus A300 twinjet estaban limitados a distancias de corto a medio alcance. Durante este período, diferentes aviones de pasajeros a reacción compartían motores de potencia similar, como cuando el McDonnell Douglas DC-10 , el Airbus A300 y el Boeing 767 estaban propulsados por el General Electric CF6 , la potencia adicional del tercer motor proporcionó al DC-10 ventajas en mayor alcance y/o mayor carga útil sobre los birreactores A300 y 767. Por lo tanto, los diseños trirreactores como el DC-10 y el L-1011 TriStar representaban el mejor compromiso con el alcance medio a largo y el tamaño medio que buscaban las aerolíneas estadounidenses para sus rutas nacionales y transatlánticas. Como resultado de estos aviones de fuselaje ancho trirreactores, así como de la popularidad del Boeing 727, en su apogeo de la década de 1980, los trirreactores constituían la mayoría de todos los aviones de pasajeros a reacción estadounidenses.
Entre 1985 y 2003, el número de aviones de este tipo en servicio se había reducido de 1.488 a 602. El número de birreactores, por otra parte, se había más que cuadriplicado en el mismo período. [5] Tanto Lockheed como McDonnell Douglas se vieron debilitados financieramente compitiendo en el mercado de fuselaje ancho, lo que llevó a Lockheed a poner fin a la producción del L-1011 en 1984 después de producir solo la mitad de las unidades necesarias para alcanzar el punto de equilibrio, mientras que una serie de accidentes fatales del DC-10 también ralentizaron sus ventas. [1] En 1984, Boeing puso fin a la producción del 727, ya que su compartimiento central del motor requeriría un rediseño extremadamente costoso para acomodar turbofán de alto bypass más silenciosos, y pronto fue reemplazado por Airbus con su A320 y Boeing con sus 737 y 757 . Los avances posteriores en la tecnología de turbofán de alto bypass y la posterior relajación de las normas de seguridad de las aerolíneas hicieron que el trijet e incluso el cuatrijet quedaran casi obsoletos para los servicios de pasajeros, ya que su alcance y carga útil podían cubrirse de manera más eficiente con grandes birreactores propulsados por motores diseñados específicamente como el General Electric GE90 del 777 .
Durante la década de 1980, McDonnell Douglas fue el único fabricante occidental que continuó el desarrollo del diseño del trirreactor con una actualización del DC-10 , el MD-11 , que inicialmente tenía una ventaja en alcance y carga útil sobre sus competidores de fuselaje ancho medio más cercanos que eran los birreactores, el Boeing 767 en producción y el futuro Airbus A330 . McDonnell Douglas había planeado un nuevo trirreactor llamado MD-XX, que eran versiones alargadas del MD-11 . El avión MD-XX Long Range habría sido capaz de viajar distancias de hasta 8.320 millas náuticas (15.410 km) y tenía una envergadura de 65 metros (213 pies). El proyecto fue cancelado en 1996, un año antes de que McDonnell Douglas fuera adquirida por Boeing. Boeing puso fin a la producción del MD-11 después de completar los pedidos restantes de los clientes, ya que el MD-11 habría competido con el 767 y el 777. Un estudio para eliminar el motor montado en la cola del MD-11 (que lo habría convertido en un birreactor) nunca se concretó, ya que habría sido muy caro, y el MD-11 tenía muy poco en común en términos de diseño o calificación de tipo con otros aviones de pasajeros de Boeing. [6] A diferencia de McDonnell Douglas, que se mantuvo fiel a su configuración trirreactor existente, Airbus (que nunca produjo un avión trirreactor) y Boeing trabajaron en nuevos diseños de birreactores de fuselaje ancho que se convertirían en el A330 y el 777, respectivamente. La ventaja de largo alcance del MD-11 fue breve, ya que pronto se vio amenazada por el derivado de cuatro motores del A330, el A340 , y el 777. El único otro desarrollo notable de un trirreactor durante la década de 1980 fue en la Unión Soviética , donde el Tupolev Tu-154 fue reequipado con el motor Soloviev D-30, así como con un nuevo diseño de ala, y entró en producción en serie a partir de 1984 como el Tu-154M .
Con excepción de los aviones comerciales Dassault Falcon 7X , Falcon 8x y Falcon 900 , ningún fabricante produce actualmente aviones de pasajeros de tres motores.
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Los motores modernos tienen tasas de falla extremadamente bajas y pueden generar una potencia en el eje y un empuje mucho mayores que los tipos anteriores. Esto hace que los bimotores sean más adecuados que antes para operaciones transoceánicas de larga distancia, lo que resulta en restricciones ETOPS más relajadas ; los modernos aviones bimotores de fuselaje ancho generalmente tienen una calificación ETOPS 180 o (en el caso del Boeing 777 y 787 ) ETOPS 330, e incluso ETOPS 370 para el Airbus A350 . [7] Como tal, tener más de dos motores ya no se considera necesario, excepto para aeronaves muy grandes o pesadas como el Boeing 747 , Airbus A380 (más de 400 asientos en una configuración de clase mixta), Antonov An-124 y An-225 , o para vuelos a través del hemisferio sur, principalmente hacia y desde Australia (que aún no ha adoptado el estándar ETOPS 330), donde la ruta más directa para algunos vuelos es sobre la Antártida . [8]
Desde el año 2000, la producción de trijets de fuselaje estrecho y ancho ha cesado para casi todos los aviones comerciales, siendo reemplazados por birreactores . A partir de 2016, los jets comerciales Falcon 7X, 8X y 900, todos los cuales utilizan S-ducts , son los únicos trirreactores en producción. Los trirreactores que ya no están en producción, como el 727 , el Tu-154 , el DC-10 y el MD-11, han encontrado una segunda carrera como aviones de carga, así como en servicios chárter, gubernamentales y militares limitados. Sin embargo, debido a la edad promedio de los trirreactores y la pandemia de COVID-19 , la mayoría de los operadores no privados han optado por retirar los cuatrirreactores y trirreactores y reemplazarlos por birreactores más eficientes y económicos. Hoy en día, el único trirreactor ampliamente utilizado es el MD-11, operado principalmente por UPS Airlines y FedEx Express en servicios de carga.
Para los operadores privados y corporativos más pequeños, donde la máxima eficiencia de combustible es a menudo menos importante que para las aerolíneas que operan rutas regulares, los trijets pueden seguir siendo de interés debido a su inmunidad a ETOPS y la capacidad de despegar desde pistas más cortas y, por lo tanto, tener acceso a más aeropuertos. Como resultado, una cantidad considerable de trijets, como los recientemente construidos Dassault Falcons , están en uso por operadores privados y departamentos de vuelos corporativos.
Airbus presentó una patente en 2008 para un nuevo diseño de trirreactor de cola doble , cuyo motor de cola parece utilizar un diseño "recto" similar al del MD-11, pero se desconoce si se desarrollará o producirá y cuándo. [9] Sin embargo, se suponía que el diseño de fuselaje de ala combinada propuesto por el Boeing X-48 , el estudio de diseño N+2 de Lockheed y el avión comercial supersónico Aerion AS2 también tendrían tres motores. [10] [11] El programa AS2 se canceló en mayo de 2021 cuando Aerion Corporation cerró. [12] [13]
El avión de transporte supersónico (SST) Overture, planeado por Boom Technology , originalmente estaba previsto que utilizara tres motores, con el tercer motor instalado en la cola con un conducto en forma de Y y tomas de aire a ambos lados de la parte trasera. Sin embargo, un diseño revisado con cuatro motores ubicados bajo un ala delta se presentó en el Salón Aeronáutico de Farnborough el 19 de julio de 2022. [14]