El CFM56 es uno de los tipos de motores más prolíficos en el mundo porque su larga historia comenzó con el Boeing 737-300. La familia 737 ha contado con el CFM56 durante más de 25 años, y las variantes del CFM56 todavía impulsa los nuevos modelos, el 737-900ER y el 737-700ER. El motor es también una de las opciones de la familia Airbus A320. Es también el único motor disponible del A340-200 y -300. El F108 reemplazó los motores Pratt & Whitney JT3D en el KC-135 Stratotanker en los ochenta para crear el KC-135R, ahorrando un 27% de combustible.
Historia
La investigación sobre la próxima generación de motores a reacción comerciales —turbofanes de alta tasa de derivación en la categoría de 10 toneladas (20 000 lbf; 89 kN) de empuje— comenzó a finales de la década de 1960. Snecma (actualmente Safran), que hasta entonces se había dedicado principalmente a la fabricación de motores militares, fue la primera empresa en intentar acceder a este mercado buscando un socio con experiencia en el sector comercial para diseñar y construir un motor de esta categoría. Consideraron a Pratt & Whitney, Rolls-Royce y GE Aviation como posibles socios; tras un encuentro entre dos ejecutivos —Gerhard Neumann, de GE, y René Ravaud, de Snecma— en el Salón Aeronáutico de París de 1971, se tomó una decisión. Ambas compañías vieron un beneficio mutuo en la colaboración y mantuvieron varias reuniones más para definir los aspectos fundamentales del proyecto conjunto.
En aquel entonces, Pratt & Whitney dominaba el mercado comercial. GE necesitaba un motor en este segmento, y Snecma ya contaba con experiencia previa trabajando con ellos, tras haber colaborado en la producción del turbofán CF6-50 para el Airbus A300. Por su parte, Pratt & Whitney estaba considerando actualizar su motor JT8D para competir en la misma categoría que el CFM56, pero como un proyecto propio; mientras tanto, Rolls-Royce atravesaba dificultades financieras que le impedían emprender nuevos proyectos. Esta coyuntura convirtió a GE en el socio ideal para el programa.
Una de las razones principales por las que GE se interesó en esta colaboración —en lugar de desarrollar por su cuenta un motor de 10 toneladas— fue que el proyecto de Snecma representaba, en aquel momento, la única fuente de financiación para el desarrollo de un motor de esta categoría. Inicialmente, GE solo contemplaba aportar tecnología proveniente de su motor CF6, descartando el uso de su motor F101 —mucho más avanzado y desarrollado para el bombardero supersónico B-1 Lancer—. La empresa se enfrentó a un dilema cuando la Fuerza Aérea de los Estados Unidos (USAF) anunció, en 1972, su proyecto de transporte de despegue y aterrizaje corto (STOL) de alcance medio y capacidades avanzadas (AMST) —el cual incluía financiación para el desarrollo de un motor de 10 toneladas—: debían decidir entre construir, junto con Snecma, un motor de 10 toneladas con tecnología «limitada», o desarrollar por su cuenta un motor similar con tecnología «avanzada». Ante el temor de quedarse únicamente con el motor de tecnología «limitada» en su catálogo en caso de no adjudicarse el contrato de la Fuerza Aérea —para el cual competían contra Pratt & Whitney y una división de General Motors, que proponían un motor de tecnología «avanzada»—, GE decidió solicitar una licencia de exportación para la tecnología central del motor F101.
Problemas de exportación
En 1972, GE solicitó la licencia de exportación como su principal contribución al proyecto del motor de 10 toneladas. La Oficina de Control de Municiones del Departamento de Estado de los Estados Unidos recomendó rechazar la solicitud por motivos de seguridad nacional; concretamente, debido a que la tecnología central formaba parte de un sistema estratégico de defensa nacional (el bombardero B-1), había sido desarrollada con financiación del Departamento de Defensa y, además, su exportación a Francia supondría una reducción del número de trabajadores estadounidenses en el proyecto. La decisión oficial se formalizó mediante un Memorando de Decisión de Seguridad Nacional, firmado por el asesor de Seguridad Nacional, Henry Kissinger, el 19 de septiembre de 1972.
Si bien se alegaron motivos de seguridad nacional para justificar el rechazo, la política también desempeñó un papel fundamental. El proyecto —y la cuestión de su exportación— se consideraba tan relevante que, en 1971, el presidente francés Georges Pompidou recurrió directamente al presidente estadounidense Richard Nixon para solicitar la aprobación del acuerdo; asimismo, Henry Kissinger abordó el asunto con el presidente Pompidou durante un encuentro en 1972. Según se informó, GE argumentó ante las más altas instancias que era preferible conservar la mitad del mercado a no tener ninguna participación, escenario que, a su juicio, se produciría si Snecma decidía desarrollar el motor por su cuenta, sin la contribución de GE. Los funcionarios de la administración Nixon temían que este proyecto pudiera marcar el principio del fin del liderazgo estadounidense en el sector aeroespacial.
También se especuló con que el rechazo podría haber sido, en parte, una represalia por la labor de Francia para convencer a Suiza de que no adquiriera los aviones LTV A-7 Corsair II —de fabricación estadounidense—, los cuales competían con un diseño francés: el Dassault Milan. Finalmente, Suiza no compró ninguno de los dos modelos y optó por el Northrop F-5E Tiger II.
Encuentro entre Nixon y Pompidou de 1973
A pesar de que la licencia de exportación fue denegada, tanto la parte francesa como GE siguieron presionando a la administración Nixon para obtener el permiso necesario para exportar la tecnología del motor F101. Estas gestiones continuaron durante los meses posteriores al rechazo, hasta el punto de que el tema se incluyó en la agenda de la reunión que mantuvieron los presidentes Nixon y Pompidou en Reikiavik, en 1973. Las deliberaciones en esta reunión dieron lugar a un acuerdo que permitió continuar con el desarrollo del CFM56. Los informes de la época señalan que el acuerdo se basó en la garantía de que el núcleo del motor —la parte que GE estaba desarrollando a partir del motor militar F101— se fabricaría en Estados Unidos y, posteriormente, se trasladaría a Francia, con el fin de proteger tecnologías sensibles. Asimismo, la empresa conjunta acordó abonar a Estados Unidos 80 millones de dólares en concepto de regalías (calculados a razón de 20 000 dólares por cada motor cuya fabricación estaba prevista), como reembolso de los fondos destinados por el gobierno estadounidense al desarrollo del núcleo del motor F101.[3] Documentos desclasificados en 2007 revelaron que un aspecto fundamental del acuerdo de exportación del CFM56 fue el compromiso del gobierno francés de no imponer aranceles a las aeronaves estadounidenses importadas en Europa.
Desarrollo
El trabajo de desarrollo del CFM56 comenzó antes de la creación formal de CFMI. Si bien el proceso transcurrió sin contratiempos, el acuerdo internacional dio lugar a condiciones de trabajo singulares. Por ejemplo, ambas empresas contaban con líneas de montaje: algunos motores se ensamblaban y probaban en Estados Unidos, mientras que otros lo hacían en Francia. Los motores ensamblados en Francia estaban sujetos a un acuerdo de exportación inicialmente muy estricto; esto significaba que el núcleo, fabricado por GE en Estados Unidos, se enviaba a la planta de Snecma en Francia, donde se depositaba en una sala cerrada a la que ni siquiera el presidente de Snecma tenía acceso. Los componentes de Snecma (las secciones delantera y trasera del motor) se introducían en dicha sala, donde los empleados de GE los acoplaban al núcleo; a continuación, el motor ya ensamblado se retiraba para completar su fabricación.
El primer motor CFM56 terminado se puso en marcha por primera vez en la planta de GE en Evendale el 20 de junio de 1974, seguido por un segundo motor en octubre de 1974. Este segundo motor fue enviado posteriormente a Francia, donde se puso en marcha por primera vez el 13 de diciembre de 1974. Estos primeros motores se consideraban «unidades de producción» —a diferencia de los prototipos de prueba— y fueron designados como CFM56-2, la primera variante de la familia CFM56.
Variantes
El CFM56 motoriza a aviones de corto, medio y largo alcance. Su núcleo de maquinaria turbo está basado en el F101 de General Electric, que fue desarrollado del B-1B Lancer. Entró en servicio en 1982 y hay más de 13.000 motores CFM56 de todas las variantes en servicio.
CFM56-2
Esta es la primera de las variantes con un empuje de 9.990 a 10.990 kgf (98 kN a 108 kN). Su primera aparición pública fue en la remotorización de un Douglas DC-8 Super 70 en 1982. Su éxito se debe a la remotorización militar de la variante del Boeing 707. F108 es la designación militar para el motor. Hoy en día, la USAF es el mayor cliente de CFM, con más de 450 aviones remotorizados en servicio, o 1.800 motores CFM56-2. El CFM56-2 está compuesto de un fan de una sola etapa, con un compresor de baja presión de tres etapas, dirigido por una turbina de baja presión de cuatro etapas, un compresor de alta presión de altas presiones, dirigido por una turbina de una única etapa. El carburador es anular. El fan de 1.735 mm de diámetro tiene un flujo de aire de 358 kg/s. El motor desarrolla 9.990-10.890 kgf de empuje estático.
Un incidente en abril de 2018: Con respecto al accidente la Administración Federal de Aviación de Estados Unidos (FAA) ha ordenado la inspección de 220 motores de aeronaves después del incidente que acabó con una víctima mortal el pasado martes. Una pasajera falleció en un avión de la compañía Southwest tras reventar el motor izquierdo en pleno vuelo. Este es el primer accidente de aviación comercial estadounidense desde 2009, según las estadísticas de la Junta Nacional de Seguridad en el Transporte (NTSB, por sus siglas en inglés).
Una investigación preliminar indica el accidente se produjo porque faltaba una hoja de la turbina del motor, que aparentemente se había roto, según ha informado el presidente de la NTSB, Robert Sumwalt. La parte del motor dañado fue hallado en la localidad de Bernville, en el estado de Pensilvania, a 112 kilómetros del aeropuerto de Filadelfia. "Queremos entender la magnitud del problema, estoy muy preocupado por esta situación. (...) No somos capaces ahora mismo de extrapolar lo sucedido a toda la flota", ha explicado Sumwalt.En las dos próximas semanas la FAA emitirá una directiva de aeronavegabilidad que exigirá inspecciones de los motores del modelo CFM56-7B, el mismo que explotó en pleno vuelo. "La directiva solicitará una inspección de las aspas de las turbinas ultrasónicas cuando alcancen cierto número de despegues y aterrizajes. Cualquier aspa que falle en la inspección tendrá que ser reemplazada", explica la FAA en su página web.La aclaracion fue extraída de un artículo del diario El País de España del 19 de abril de 2018.
La primera variante del CFM56, el CFM56-3, fue diseñado para los aviones Boeing 737-300/-400/-500, con empuje estático de 8.400 a 10.670 kgf (82 kN a 105 kN). El motor -3 tiene un pequeño fan de 1524 mm de diámetro y un bajo paso de conducción, pero con la configuración básica de motor.
Un significativo cambio para este motor fue el tamaño fue el tubo de escape del motor para el permiso en tierra.
Fue certificado por la FAA estadounidense en enero de 1984. Se convirtió en la variante turbofán más numerosa en la historia de la aviación con 3.975 motores construidos para los 737-300/-400/-500. Es muy versátil y tiene un elevado precio de reventa.
Tras el Desastre Aéreo de Kegworth de 1989, debido a una fatiga del metal que causó el fallo del compresor en el motor, toda la flota de 737-400 fue inmovilizada temporalmente.
Entre las particularidades del -3B1 está el radio de conducción de 5,0; un radio de presión de 27,5; un flujo de aire de 297 kg/s y un empuje estático de 9.080 kgf.
CFM56-5
El CFM56-5 está diseñado para los aviones Airbus. Tiene un amplio espectro de empuje que varía entre 9.990 y 15.400 kgf (98 kN a 151 kN). Difiere del motor de Boeing en elementos como el FADEC, el diseño interno avanzado permite mejorar el rendimiento respecto del CFM56-3 manteniendo la flexibilidad del CFM56-3. Hay 3 subvariantes distintas, la CFM56-5A, la CFM56-5B y la CFM56-5C. Tanto el CFM56-5A como el CFM56-5B tienen capacidad ETOPS. La designación de Airbus para cualquier avión equipado con motores CFM es "1". Ejemplos: A320-211 o A340-312.
CFM56-5A
El CFM56-5A está diseñado para motorizar a los aviones de la familia Airbus A320, con empujes entre 9.990 y 12.000 kgf (98 kN a 118 kN). Este es el motor inicial de la serie CFM56-5. Su diseño deriva del CFM56-2 y el CFM56-3. El arreglo mecánico y el diámetro de fan son como los del -2C.
Las particularidades del 5/A1 son: ratio de conducción 6,0; ratio de presión 31,2; flujo de aire 387 kg/s, empuje estático de 11.350 kgf.
CFM56-5B
Es una mejora del CFM56-5A, diseñado originalmente como motor del A321. A día de hoy, es el motor de todos los modelos de la familia A320 (A318/A319/A320/A321), y ha superado al CFM56-5A. Entre los cambios del CFM56-5A está el doble carburador anular que reduce la emisión de óxidos del nitrógeno hasta en un 45 por ciento. Es también el motor más utilizado por Airbus. El radio de empuje se sitúa entre 9.990 a 14.980 kgf (98 kN a 147 kN).
La mecánica y el diámetro de fan son como los del -5A, pero con una cuarta etapa en el compresor IP. Entre las particularidades del 5/B1 están: relación de conducción 5,5; relación de presión 35,4; flujo de aire de 428 kg/s, empuje neto de 13.620 kgf.
CFM56-5C
Con radios de empujes entre 14.160 a 15.400 kgf (139 kN a 151 kN), los CFM56-5C son los más potentes de la familia CFM56. Es el motor de los Airbus de largo alcance A340-200 y -300, y entró en servicio en 1993. Una quinta etapa fue añadida a la turbina de baja presión.
Para el A340, CFM International aportó el CFM56-5C como sistema de propulsión total: motor, propulsión, y sistema de expulsión de gases.
Entre las particularidades del -5/C2 están: relación de paso 6,6; relación de presión 37,4; flujo de aire de 466 kg/s, empuje neto de 14.160 kgf.
CFM56-7
El CFM56-7 motoriza a los nuevos Boeing 737 (737-600/-700/-800/-900). El CFM56-7 está clasificado con un empuje al despegue de 8.400 a 12.400 kgf (82 kN a 121 kN).
Tiene empujes más elevados, una eficiencia mejorada, y menores costes de mantenimiento que su predecesor, el CFM56-3. Incorpora muchas de las características del CFM56-5 como el FADEC, cámara de combustión doble anular y una mejora el diseño interno. La mecánica es como la de la serie -3, pero el diámetro de fan es de 1550 mm.
El motor CFM56-7 del 737 tiene garantizados 180 minutos ETOPS con aprobación de la FAA de Estados Unidos.
Algunas de las particularidades del -7/B18 son: relación de conducción 5,5; relación de presión de 32,7; flujo de aire de 307 kg/s, empuje neto de 8.850 kgf.
↑Bilien, Jean; Matta, Ram (31 de julio de 1989), «The CFM56 venture», Aircraft Design and Operations Meeting(en inglés), AIAA-89-2038, Seattle, WA: American Institute of Aeronautics and Astronautics, doi:10.2514/6.1989-2038.
↑Samuelson, Robert (1972). "Commerce, Security and the "Ten Ton Engine"". The Washington Post. 8 October 1972, p. H7.
↑GE-SNECMA Jet Engine Joint Venture (1972). National Security Decision Memorandum 189. 19 September 1972. NSDM 189 (pdf)(enlace roto disponible en este archivo).. Retrieved 9 November 2009.
↑"A Rebuff to Pompidou on Engine" (1972). The New York Times. 30 September 1972, p. 39.
↑GE-SNECMA. CFM-56 Jet Engine Joint Development (1973). National Security Decision Memorandum 220. 4 June 1973. NSDM 220 (pdf)(enlace roto disponible en este archivo).. Retrieved 9 November 2009.
↑Lewis, Flora (1975). "G.E.-SNECMA Deal: U.S.-French Dispute Is Obscured". The New York Times. 5 March 1975, p. 53.
