Aviones de carga

Un avión de carga (también conocido como avión de carga, carguero, avión de transporte o avión de carga) ) es un avión de ala fija diseñado o convertido para el transporte de carga en lugar de pasajeros. Dichos aviones generalmente cuentan con una o más puertas grandes para cargar carga. Las comodidades para los pasajeros se eliminan o no se instalan, aunque generalmente hay instalaciones de confort básicas para la tripulación, como cocina, baño y literas en aviones más grandes. Los cargueros pueden ser operados por aerolíneas civiles de pasajeros o de carga, por particulares o por agencias gubernamentales de países individuales, como las fuerzas armadas.

Los aviones diseñados para vuelos de carga suelen tener características que los distinguen de los aviones de pasajeros convencionales: una sección transversal de fuselaje ancha/alta, un ala alta para permitir que el área de carga se asiente cerca del suelo, numerosas ruedas para permitirle aterrizar en ubicaciones no preparadas y una cola montada en alto para permitir que la carga entre y salga directamente del avión.

En 2015, los aviones de carga exclusivos representan el 43 % de los 700 mil millones de ATK (tonelada-kilómetro disponible) de capacidad, mientras que el 57 % se transporta en las bodegas de carga de los aviones. También en 2015, Boeing pronosticó que el transporte marítimo de mercancías aumentaría hasta el 63%, mientras que los cargamentos especializados representarían el 37% de los 1.200 millones de ATK en 2035. La firma Cargo Facts Consulting pronostica que la flota mundial de aviones de carga aumentará de 1.782 a 2.920 aviones de carga entre 2019 y 2039.

Historia

Ya en 1911 se empezaron a utilizar aviones para transportar carga en forma de correo aéreo. Aunque los primeros aviones no fueron diseñados principalmente como transportadores de carga, a mediados de la década de 1920 los fabricantes de aviones diseñaban y construían aviones de carga específicos.

En el Reino Unido, a principios de la década de 1920, se reconoció la necesidad de un avión de carga para transportar tropas y material rápidamente para pacificar las revueltas tribales en los territorios recién ocupados de Oriente Medio. El Vickers Vernon, un desarrollo del Vickers Vimy Commercial, entró en servicio con la Royal Air Force como el primer transporte de tropas dedicado en 1921. En febrero de 1923, lo utilizó el Comando de Irak de la RAF, que voló cerca de 500 aviones sikh. tropas de Kingarban a Kirkuk en el primer puente aéreo estratégico de tropas. Vickers Victorias jugó un papel importante en el puente aéreo de Kabul entre noviembre de 1928 y febrero de 1929, cuando evacuaron al personal diplomático y a sus dependientes, junto con miembros de la familia real afgana en peligro por una guerra civil. Las Victoria también ayudaron a crear rutas aéreas pioneras para Imperial Airways'. Handley Page HP.42 aviones de pasajeros.

El diseño alemán de la Segunda Guerra Mundial, el Arado Ar 232, fue el primer avión de carga construido expresamente. El Ar 232 estaba destinado a suplantar las conversiones anteriores del carguero Junkers Ju 52, pero solo se construyeron unas pocas. La mayoría de las otras fuerzas también utilizaron versiones de carga de aviones de pasajeros en la función de carga, sobre todo la versión C-47 Skytrain del Douglas DC-3, que sirvió con prácticamente todas las naciones aliadas. Una innovación importante para el futuro diseño de aviones de carga se introdujo en 1939, con los prototipos quinto y sexto del avión de transporte militar cuatrimotor Junkers Ju 90, con el primer ejemplo conocido de una rampa de carga trasera. Este avión, como la mayoría de los de su época, utilizaba un tren de aterrizaje con arrastre de cola, lo que provocaba que el avión tuviera una decidida inclinación hacia atrás al aterrizar. Estos aviones introdujeron el Trapoklappe, una potente rampa/elevador hidráulico con una escalera para el personal centrada entre las rampas de las vías de vehículos, que elevaba la parte trasera del avión en el aire y permitía una fácil carga. Una rampa de carga trasera similar incluso apareció en una forma algo diferente en el avión de carga bimotor estadounidense Budd RB-1 Conestoga de finales de la Segunda Guerra Mundial equipado con rueda de morro.

La Europa de la posguerra también desempeñó un papel importante en el desarrollo de la industria moderna del transporte aéreo y del transporte de mercancías. Es durante el Puente Aéreo de Berlín en el apogeo de la Guerra Fría, cuando Occidente emprendió una movilización masiva de aviones para abastecer a Berlín Occidental con alimentos y suministros, en un puente aéreo virtual las 24 horas, después de que la Unión Soviética cerrara y bloqueara La conexión terrestre de Berlín hacia el oeste. Para suministrar rápidamente la cantidad necesaria de aviones, se pusieron en servicio muchos tipos más antiguos, especialmente el Douglas C-47 Skytrain. En funcionamiento, se descubrió que se necesitaba tanto o más tiempo para descargar estos diseños más antiguos como el tren de aterrizaje triciclo Douglas C-54 Skymaster, mucho más grande, en el que era más fácil moverse cuando aterrizaba. Los C-47 fueron rápidamente retirados del servicio y, a partir de entonces, las cubiertas planas fueron un requisito para todos los nuevos diseños de carga.

En los años posteriores a la guerra, se introdujeron una serie de nuevos aviones de carga personalizados, que a menudo incluían algunos aviones "experimentales" características. Por ejemplo, el C-82 Packet de EE. UU. presentaba un área de carga extraíble, mientras que el C-123 Provider introdujo la ahora común forma de fuselaje trasero/cola levantada para permitir una rampa de carga trasera mucho más grande. Pero fue la introducción del turbohélice lo que permitió que la clase madurara, e incluso uno de sus primeros ejemplos, el C-130 Hercules, en el siglo XXI como Lockheed Martin C-130J, sigue siendo el criterio con el que se basan los nuevos transportes militares. Se miden los diseños de los aviones. Aunque durante muchos años se han propuesto diseños más grandes, más pequeños y más rápidos, el C-130 continúa mejorando a un ritmo que lo mantiene en producción.

"Estratégico" Los aviones de carga se convirtieron en una clase importante propia, comenzando con el Lockheed C-5 Galaxy en la década de 1960 y varios diseños soviéticos similares de las décadas de 1970 y 1980, y culminando con el Antonov An-225, el avión más grande del mundo. . Estos diseños ofrecen la capacidad de transportar las cargas más pesadas, incluso tanques de batalla principales, a distancias globales. El Boeing 747 fue diseñado originalmente con las mismas especificaciones que el C-5, pero luego se modificó para que pudiera ofrecerse como versión de pasajeros o de carga. El "golpe" en la parte superior del fuselaje permite que el área de la tripulación esté libre de contenedores de carga que se deslicen hacia afuera en caso de accidente.

Cuando se anunció el Airbus A380, el fabricante aceptó originalmente pedidos para la versión carguero A380F, que ofrece la segunda mayor capacidad de carga útil de cualquier avión de carga, superada sólo por el An-225. Un consultor aeroespacial ha estimado que el A380F tendría una carga útil un 7% mejor y un mayor alcance que el 747-8F, pero también unos costes de viaje más elevados. A partir de mayo de 2020, la compañía portuguesa Hi Fly comenzó a realizar vuelos de carga con un A380, transportando suministros médicos desde China a diferentes partes del mundo en respuesta al brote de Covid-19. Permite casi 320 m3 de carga entre las tres cubiertas. En noviembre de 2020, Emirates comenzó a ofrecer un minicarguero A380, que permite transportar 50 toneladas de carga en la panza del avión.

La importancia de los aviones de carga

Los aviones de carga han tenido muchos usos a lo largo de los años, pero no se habla mucho de su importancia actual. Hoy en día, los aviones de carga pueden transportar casi de todo, desde productos perecederos y suministros hasta automóviles y ganado completamente construidos. El mayor uso de aviones de carga proviene del aumento de las compras en línea a través de minoristas como Amazon y Ebay. Dado que la mayoría de estos artículos se fabrican en todo el mundo, se utiliza la carga aérea para llevarlos del punto A al punto B lo más rápido posible. La carga aérea aumenta significativamente el valor del comercio mundial. La carga aérea transporta mercancías por valor de más de 6 billones de dólares estadounidenses, lo que representa aproximadamente el 35% del comercio mundial en valor. Esto ayuda a los productores a mantener bajos los costos de los productos, permite que los consumidores puedan comprar más artículos y permite que las tiendas permanezcan con productos en los estantes.

La carga aérea no sólo es importante en el aspecto de entrega y envío, sino que también es muy importante en la industria laboral. Las compañías de carga aérea en los Estados Unidos emplean a más de 250.000 trabajadores, las aerolíneas de carga estadounidenses emplearon a 268.730 trabajadores en agosto de 2023, el 34% del total de la industria.

Tipos de aviones de carga

Casi todos los aviones comerciales de carga actualmente en la flota son derivados o transformaciones de aviones de pasajeros. Sin embargo, existen otros tres métodos para el desarrollo de aviones de carga.

Derivados de aviones no de carga

Muchos tipos se pueden convertir de avión de pasajeros a avión de carga instalando una puerta de carga en la cubierta principal con sus sistemas de control; mejorar las vigas del piso para cargas y reemplazar el equipo y mobiliario de los pasajeros con nuevos revestimientos, techos, iluminación, pisos, desagües y detectores de humo. Los equipos de ingeniería especializados rivalizan con Airbus y Boeing, lo que le da al avión otros 15 a 20 años de vida útil. Aeronautical Engineers Inc convierte los Boeing 737-300/400/800, McDonnell Douglas MD-80 y Bombardier CRJ200. Bedek Aviation, de Israel Aerospace Industries, convierte los 737-300/400/700/800 en unos 90 días, los 767-200/300 en unos cuatro meses y los 747-400 en cinco meses, y está estudiando el Boeing 777, el Airbus A330 y A321. Voyageur Aviation, ubicada en North Bay, Ontario, convierte el DHC-8-100 en el DHC-8-100 Package Freighter Conversion.

A300B4-200 F costo de conversión de $5M en 1996, un A300-600F $8M en 2001, un McDonnell Douglas MD-11F $9M en 1994, un B767-300ERF $13M en 2007, un Boeing 747-400 PSF $22M en 2006, un A330-300 P2F se estimó en 20M en 2016 y un Boeing 777-200ER BCF en $40M en 2017. Al evitar la instalación principal de la puerta de cubierta y confiar en ascensores más ligeros entre cubiertas, LCF Conversiones quiere convertir A330/A340s o B777s por $6.5M a $7.5M. A mediados de los años 2000, el pasajero 747-400 costó $30–50 millones antes de una conversión de $25 millones, un Boeing 757 tuvo que costar $15 millones antes de la conversión, bajando a menos de $10 millones para 2018, y $5 millones para un 737 Classic, bajando a $2–3 millones para un Boeing 737-400 para 2018.

Los cargueros derivados ya tienen la mayoría de sus costos de desarrollo amortizados y el tiempo de entrega antes de la producción es más corto que el de todos los aviones nuevos. Los aviones de carga reconvertidos utilizan tecnología más antigua; sus costos operativos directos son más altos que los que se podrían lograr con la tecnología actual. Al no haber sido diseñados específicamente para carga aérea, la carga y descarga no está optimizada; la aeronave puede estar presurizada más de lo necesario y puede haber aparatos innecesarios para la seguridad de los pasajeros.

Aviones de carga civiles exclusivos

Un avión de carga comercial exclusivo es un avión que ha sido diseñado desde el principio como un carguero, sin restricciones causadas por requisitos militares o de pasajeros. A lo largo de los años, ha habido una disputa sobre la rentabilidad de un avión de este tipo, y algunos transportistas de carga afirmaron que podrían obtener beneficios constantemente si tuvieran un avión de este tipo. Para ayudar a resolver este desacuerdo, la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio (NASA) seleccionó a dos contratistas, Douglas Aircraft Co. y Lockheed-Georgia Co., para evaluar de forma independiente la posibilidad de producir un carguero de este tipo para 1990. Esto se hizo como parte del Estudio de sistemas de transporte aéreo de carga/logística (CLASS). Con cargas útiles comparables, se dijo que los aviones de carga dedicados proporcionaban una reducción del 20 por ciento en el costo del viaje y una disminución del 15 por ciento en el precio del avión en comparación con otros aviones de carga. Sin embargo, estos hallazgos son extremadamente sensibles a las suposiciones sobre los costos del combustible y la mano de obra y, más particularmente, al crecimiento de la demanda de servicios de carga aérea. Además, ignora la situación competitiva provocada por los menores costos de capital de los futuros aviones de carga aérea derivados.

La principal ventaja del carguero aéreo dedicado es que puede diseñarse específicamente para la demanda de transporte aéreo, proporcionando el tipo de carga y descarga, piso, configuración del fuselaje y presurización que están optimizados para su misión. Además, puede aprovechar al máximo los resultados ACEE de la NASA, con el potencial de reducir significativamente los costos operativos y el uso de combustible. Unos gastos generales tan elevados elevan el precio del avión y su coste operativo directo (debido a la depreciación y los costes de seguro) y aumentan los riesgos financieros para los inversores, especialmente porque estaría compitiendo con derivados que tienen costes de desarrollo por unidad mucho menores y que a su vez han incorporado algunas de las tecnologías para reducir costos.

Avión de carga conjunto civil-militar

Uno de los beneficios de un desarrollo combinado es que los costos de desarrollo serían compartidos por los sectores civil y militar, y la cantidad de aviones requeridos por el ejército podría reducirse por la cantidad de aviones de reserva civil comprados por las compañías aéreas y disponibles para el ejército en caso de emergencia. Hay algunos posibles inconvenientes, como las restricciones impuestas por el desarrollo conjunto, los castigos que sufrirían tanto los aviones civiles como los militares, y la dificultad para encontrar una estructura organizativa que autorice su compromiso. Algunas características propias de un avión militar deberían rechazarse porque no son adecuadas para un avión de carga civil. Además, cada avión tendría que llevar un peso que no soportaría si se diseñara de forma independiente. Este peso adicional reduce la carga útil y la rentabilidad de la versión comercial. Esto podría compensarse mediante un pago de transferencia en el momento de la adquisición o mediante un pago de compensación por penalización operativa. Lo más importante es que no está claro que habrá un mercado adecuado para la versión civil o que su costo será competitivo con los derivados de los aviones de pasajeros.

Avión de carga sin piloto

La rápida demanda de entregas y el crecimiento del comercio electrónico estimulan el desarrollo de los aviones de carga UAV para 2020:

• Californian Elroy Air quiere reemplazar camiones en rutas ineficientes y volar un prototipo subescala;
• Californian Natilus planea un carguero transpacífico de 747 tamaño y debe volar un prototipo subescala;
• Californian Sabrewing Aircraft apunta a un pequeño carguero regional sin igual y debe volar un vehículo de 65% en 2018 caída;
• La Academia China de Ciencias voló su carga útil de 1,5 toneladas (3.300 lb) AT200 en octubre de 2017 basado en PAC P-750 XSTOL de Nueva Zelanda turboprop
• El transportista de paquetes chino SF Express realizó pruebas de logística de emergencia en diciembre de 2017 con una UAV de baja altitud TB001 de Tengoen Technologies, y planifica un 8-turbofan que transporta 20 t (44.000 lb) más de 7.600 km (4.100 nmi)
• Boeing voló su prototipo Boeing Cargo Air Vehicle, un despegue vertical y aterrizaje (eVTOL) artesanía.

La startup Dorsal Aircraft de Carpinteria, California, quiere que los contenedores ISO estándar ligeros formen parte de su estructura de carguero sin piloto, donde el ala, los motores y la cola están unidos a un fuselaje de columna dorsal. Los contenedores de aluminio interconectados de 1,5 a 15,2 metros de largo (5 a 50 pies) de largo transportan las cargas aéreas, con el objetivo de reducir los costos de transporte aéreo al extranjero en un 60%, y planean convertir el C-130H con la ayuda de Wagner Aeronautical de San Diego, con experiencia en conversiones de pasajeros a carga.

Beihang UAS Technology, con sede en Beijing, desarrolló su UAV de gran altitud y largo alcance BZK-005 para el transporte de carga, capaz de transportar 1,2 t (2600 lb) a lo largo de 1200 km (650 nmi) a 5000 m (16 000 pies). Garuda Indonesia probará tres de ellos inicialmente a partir de septiembre de 2019, antes de comenzar a operar en el cuarto trimestre. Garuda planea instalar hasta 100 vehículos aéreos no tripulados de carga para conectar regiones remotas con aeropuertos limitados en Maluku, Papua y Sulawesi.

Ejemplos

Aviones de logística de transporte aéreo y correo aéreo temprano

• Avro Lancastrian (correo transatlántico)
• Avro York (Berlin Airlift)
• Boeing C-7000
• Curtiss JN-4
• Douglas M-2
• Douglas DC-3
• Douglas DC-4
• Douglas DC-6

Aviones de pasajeros reconvertidos

Transporte de gran tamaño

Avioneta

Aviones militares de carga

Avión de carga experimental

• Hughes H-4 Hércules ("Spruce Goose")
• Lockheed R6V Constitución
• LTV XC-142

Comparaciones