Amable Liñán Martínez

Excm. i Magnífic Sr. rector de la Universitat Politècnica de València
Doctores i Doctors,
Senyores i Senyors.

Abans que res he de començar agraint a la Universitat Politècnica de València aquest nomenament de Doctor Honoris Causa, perquè prové d'una Universitat que a pesar de la seua joventut s'ha guanyat un merescut prestigi, gràcies al gran esforç desplegat pels seus professors per a convertir-ho en centre d'excel·lència. Em sent especialment honrat, i aclaparat, al veure'm incorporat a una llista de Doctors Honoris Causa de tan excepcional qualitat intel·lectual.

He d'advertir-los que els mèrits que m'atribuïx el Professor Payri no són tant mèrits propis sinó conseqüència de la fortuna que em va portar a centres i grups d'excel·lència per a la meua formació i iniciació en la investigació. En ells i en la meua activitat docent posterior, em vaig trobar amb col·laboradors excepcionals que han sigut més responsables que jo de l'èxit dels meus empenyoraments. Estic segur que els elogis del Professor Payri als meus mèrits estan exagerats per la seua benevolència i per l'amistat que ens unix des de fa molts anys; esta en el meu cas està tenyida d'admiració per la capacitat excepcional que ha demostrat al parir i fer créixer prodigiosament un Centre d'I+D en Motors, únic a Espanya. M'un molt complagut a la celebració del seu vint-i-cinc aniversari.

Jo pense que este nomenament de Doctor Honoris Causa està en part lligat a la decisió de la Universitat Politècnica de València d'iniciar les ensenyances conduents a la titulació d'Enginyeria Aeronàutica, i al fet que, per la meua edat, em toca ser el degà dels seus professors. Abans que res,, he de felicitar a la Universitat per la decisió que han pres d'oferir esta nova titulació, perquè crec que tenen l'hàbit i la capacitat per a fer tot el que és necessari per a assegurar la qualitat i l'excel·lència que requerix la seua ensenyança.

Inicieu les ensenyances de l'Enginyeria Aeronàutica quan esta està jugant un paper essencial en el nostre forma de vida, i tot indica que ho seguirà jugant en el futur. Al ritme dels últims anys el trànsit aeri s'està duplicant cada 15 anys, (encara que en el primer trimestre d'enguany va créixer un 9,4%). Per això, s'estima que en els pròxims 20 anys les aerolínies necessitaran 43000 avions i 96000 motors per a les seues flotes. Esta demanda, a la que cal afegir les tasques quasi comparables de manteniment, col·loca a l'Enginyeria Aeronàutica i en particular a l'europea en una situació pròspera, que ha sigut ressaltada, el 27 d'abril, amb el primer vol de l'Airbus 380.

El desenvolupament d'esta aeronau, que podrà transportar fins a 550 passatgers i aconseguir un pes de 600 tones ja ha mobilitzat uns recursos humans i materials colossals: unes 6000 persones i 10000 milions d'Euros, amb una participació espanyola del 10%, que inclou la de CASA a l'aeronau i ITP als motors. Airbus està oferint amb el a380 un avió amb un consum de combustible per passatger-quilòmetre inferior en un 12% als dels altres avions. A més és un avió més silenciós, amb una emissió de soroll significativament menor que la dels seus rivals. Estos èxits estan lligats a avanços en l'aerodinàmica, en els motors i en l'estructura. L'aportació espanyola en este últim camp ha sigut important, especialment les seues contribucions a la tecnologia dels materials compostos i de fibra de carboni. L'ús d'estos materials facilita la reducció de pes, i amb això la reducció de la resistència i com a conseqüència el consum i el soroll.

El creixement continu del trànsit aeri porta associats múltiples problemes i, amb això, reptes per a l'Enginyeria Aeronàutica. Així per exemple, quant a la Infraestructura del Transport Aeri, el creixement del trànsit crea problemes de control del trànsit aeri, difícils de resoldre, per tant serà necessari reduir significativament, sense afectar la seguretat, la separació entre els avions en els ja saturats corredors que tenen assignats en l'espai aeri El creixement del trànsit està forçant a la remodelització dels aeroports existents i a la instal·lació d'uns altres de nous, amb els problemes mitjà ambientals que açò porta amb si. Els problemes mitjà ambientals del soroll i de les emissions no se circumscriuen al veïnat dels aeroports; per a posar un exemple, les emissions de CO2 corresponents a l'aviació en la Comunitat Econòmica Europea han augmentat més del 70% des de 1990..

El desenvolupament espectacular que ha tingut l'Enginyeria Aeronàutica en els últims cent anys per a aconseguir que l'avió es convertisca en un mitjà de transport ràpid, segur i eficient, no haguera sigut possible sense aportar els recursos científics i tecnològics necessaris. Durant bona part de la seua història el desenvolupament de l'Aeronàutica va ser essencialment incentivat per les seues aplicacions militars; però les aplicacions comercials lligades al transport aeri, iniciades amb força en el segon terç del segle passat, s'han convertit ara en el motor principal del desenvolupament aeronàutic.

Dedicaré el meu discurs a resumir alguns aspectes de l'evolució de l'Enginyeria Aeronàutica relacionats amb la fluids i dinàmica; disciplina a què he dedicat la meua activitat docent i investigadora. Però abans vull començar assenyalant com en esta activitat han influït, molt positivament a mon entendre, les circumstàncies familiars i professionals.

En primer lloc, jo he tingut el privilegi d'haver pogut dedicar durant tota la meua vida la major part de les meues energies als meus estudis, a l'ensenyança i a la investigació. Açò ha sigut així, gràcies al suport incondicional primer dels meus pares i germans i, ja des de fa quaranta anys, de la meua dona Rosa María i de la nova família que creem junts. Vaig nàixer en un medi rural on el forma de vida, molt pobre, diferia poc dels formes de vida de l'Edat Mitjana. La solidaritat entre els conveïns ajudava a pal·liar les freqüents dificultats que trobaven; per això, com Deia Buñuel, este forma de vida era dolorós en el material però exquisit en l'espiritual. Als meus pares dec una actitud optimista davant de la vida, que també compartix la meua dona. Ells em van ensenyar, amb el seu exemple, a confiar en els altres, sol·licitant-los i oferint-los l'ajuda necessària per a la solució dels problemes.

Jo, que des de xiquet m'he sentit agraciat amb el do de la curiositat i el plaer pels estudis, vaig ser el primer que va tindre en la meua família l'oportunitat de cursar l'ensenyança secundària. Després vaig tindre el privilegi de seguir els estudis d'Enginyeria Aeronàutica en dos centres singulars; primer, en l'Escola Especial d'Enginyers Aeronàutics a Madrid i, posteriorment, en els Guggenheim Aeronautical Laboratories del CALTECH (Institut Tecnològic de Califòrnia).

Estes dos Escoles d'Enginyeria Aeronàutica van nàixer el mateix any 1928; ambdós, salvant òbviament les diferències, amb vocació d'excel·lència. La de Madrid sota la direcció d'Emilio Herrera i la de Califòrnia sota la direcció de Teodoro Von Karmán. En estes escoles vaig trobar, i també vaig viure, l'ambient intel·lectual, extraordinàriament propici i estimulant, que em va permetre iniciar-me, i que després em va servir de guia, en una activitat docent i investigadora que ha sigut molt gratificant.

Emilio Herrera i Alfredo Kindelán, ambdós Enginyers Militars, havien iniciat la seua carrera en l'Aeronàutica com a pilots de globus aerostàtics i, junt amb Eduardo Barrot i José Ortiz Echagüe, van rebre en 1911 el títol de pilot d'avió. Els quatre van jugar un paper determinant en l'evolució de la nostra Enginyeria Aeronàutica. Si bé, les contribucions més singulars a esta es deu als Enginyers de Camins: Leonardo Torres Quevedo, amb el dirigible mig-rígid (Torres Astra), i Juan de la Cerva, amb l'Autogir. Juan de la Cerva va introduir amb l'Autogir l'articulació de batiment de les seues ales giratòries i altres avanços que van ser incorporats posteriorment als helicòpters.

En 1913 es va crear l'Escola Nacional Aeronàutica (no militar) amb l'objectiu de formar Enginyers, Pilots i Especialistes. Encara que es van contractar els primers professors, no va arribar a funcionar; a pesar que es va nomenar Kindelán com a director qui va proposar muntar un Laboratori d'Aerodinàmica i es va iniciar l'adquisició d'aparells i la construcció d'edificis en Getafe. Durant la Guerra Mundial es va tancar.

Kindelán va continuar pressionant per a la creació d'un Laboratori Aerodinàmicament i finalment, en 1919, es va iniciar la seua instal·lació en Quatre Vents. Es va inaugurar sota la direcció d'Emilio Herrera en 1921, qui havia construït un túnel aerodinàmic a què li va dedicar la NACA un dels seus Reports; era del tipus de Göttingen, de circuit tancat, amb una secció d'assajos de 3 m. De diàmetre i amb motor de 700 CV. En este túnel es van fer els assajos de l'helicòpter del marqués de Pescara i els de l'Autogir de la Cerva.

En 1928 es va crear, sota la direcció d'Emilio Herrera, l'Escola Superior Aerotècnica. Comença a funcionar en 1930 amb dos cursos de ciències bàsiques i altres dos d'especialització en Aeromotors i Aeronaus, oberts als titulats d'altres Escoles d'Enginyeria. El nou d'este projecte està en la selecció del professorat. Emilio Herrera va contractar els professors més prestigiosos de la Universitat Espanyola; entre ells Esteban Terradas, Navarro Borrás, Puig Adam. Julio Palacios i Julio Rei Pastor. També van ser professors Calb Rodés, Gómez i Roda Miranda, enginyers responsables de la LAPE (Companyia Aèria Espanyola) i Ortiz Echagüe de la Indústria Aeronàutica que posteriorment va ser president de Construccions Aeronàutiques i president fundador de la SEAT.

Quan després de la nostra Guerra es van reprendre els estudis d'Enginyeria Aeronàutica en l'Acadèmia Militar d'Enginyers Aeronàutics, el seu director, Felipe Lafita, i el seu Cap d'Estudis, Antonio Pérez Marín, van mantindre este professorat a què es va incorporar nova sàvia representada, entre altres, per Ricardo Sant Joan, Sixt Rius, Ricardo Vall, Romà Alonso, Juan del Camp, Gregorio Millán i Carlos Sánchez Tarifa. El prestigi del professorat va servir per a atraure a estudiants brillants i treballadors que van crear el rent que va determinar l'evolució posterior de la nostra Escola i de l'Enginyeria Aeronàutica Espanyola.

Tornant a la història general de l'Enginyeria Aeronàutica, pot dir-se sense faltar a la veritat que l'aviació, i també l'Enginyeria Aeronàutica, acaba de complir un segle; perquè fa cent anys que els germans Wilbur i Orville Wright la van parir amb el seu enginy excepcional, mostrant com havien de complementar-se harmoniosament el sistema estructural de l'avió amb els de sustentació, estabilitat i control i també amb el sistema de propulsió, per a fer possible el vol amb una aeronau més pesada que l'aire. A pesar que els germans Wright no van gaudir dels avantatges d'una educació universitària, van demostrar tindre una gran curiositat pels temes científics i tecnològics i, també, una capacitat excepcional per a assimilar-los i utilitzar-los en els seus projectes.

La seua preocupació pel vol, com abans per les bicicletes, va nàixer per raons esportives. Havien seguit amb gran interés els esforços de l'enginyer mecànic alemany Otto Lilienthal per a desenvolupar el vol amb planadors. Este havia dissenyat i construït fins a 16 tipus diferents de velers; dotats d'ales amb perfils en forma d'arc de circumferència, que havia assajat per mitjà del sistema de braç giratori. Ell mateix realitzava els vols, penjant-se de la carcassa que donava forma a les ales i movent el seu cos per a aconseguir l'estabilitat i el control. En 1896 es va matar com a conseqüència de l'entrada en pèrdua del seu planador, després d'haver fet més de 2000 vols en els 5 anys anteriors, en els que va acumular un total de 5 hores de vol.

Els germans Wright van pensar que podien contribuir al desenvolupament del vol amb planadors si trobaven un procediment de control de l'aeronau basat en les forces aerodinàmiques, que fóra més eficaç que el simple desplaçament del pilot.

Van començar arreplegant la informació disponible llavors sobre els problemes, i possibles solucions, del vol amb aeronaus més pesades que l'aire; abans de llançar-se ells mateix l'any 1900, a l'experimentació amb planadors en les dunes de Kitty Hawk (Carolina del Nord).

Havia sigut Sir George Cayley el primer a comprendre, a principis del segle XIX, que per a compensar amb una força sustentadora el pes de les aeronaus més pesades que l'aire, estes havien d'estar dotades amb ales. De manera que quan l'aeronau està en moviment relatiu respecte a l'aire, les forces aerodinàmiques sobre les ales constituïxen la sustentació que equilibra el pes de l'aeronau. Sir Cayley sabia que, com ens havia ensenyat Galileu, l'aire oferix també una resistència a este moviment relatiu, per la qual cosa, per a mantindre la velocitat en vol horitzontal, era essencial dotar a l'avió d'un sistema propulsiu que compensara esta resistència. També Cayley va comprendre que l'aeronau havia de disposar de dispositius que asseguraren l'estabilitat i el control.

No obstant el coneixement, de tipus empíric o de tipus teòric, de les forces aerodinàmiques, que determinen tant la sustentació i la resistència com la propulsió, eren tan deficients en el segle XIX, que les idees de Cayley només van poder tindre traducció pràctica a finals del segle i limitades, amb poques excepcions, als 2000 vols d'Otto Lilienthal en planadors no propulsats.

Recolzant-se en l'escassa informació existent, Wilbur i Orville Wright van iniciar en 1900 els seus experiments en Kitty Hawk (limitats al seu mes de vacacions a l'any), amb un planador biplà, amb l'adequada consistència estructural, que ells havien dissenyat utilitzant la informació existent, que encara consideraven fiable, sobre les forces aerodinàmiques.

Abans de llançar-se al vol lliure, van començar fent volar a estos planadors com a cometes, llastats amb diferents pesos o amb un dels germans muntat en el planador (amb l'objectiu d'adquirir experiència del pilotatge). Els resultats els van confirmar la viabilitat del procediment de control per mitjà d'alabiement de les ales, i els van suggerir modificacions en el disseny aerodinàmic per al planador amb què van experimentar l'estiu de 1901. Estos experiments els van confirmar que els coneixements existents sobre les forces aerodinàmiques no eren fiables i no els permetrien aconseguir el vol propulsat. Per això, es van decidir a buscar la guia que necessitaven en els resultats d'assajos i mesures ben controlades en un túnel aerodinàmic (el segon dels Estats Units) que ells mateix van construir. En ell van provar models d'una gran quantitat de perfils i forma en planta d'ales, que els van proporcionar una informació valuosíssima, que van utilitzar en els seus projectes posteriors i, en primer lloc, per al seu planador de 1902.

Amb este van aconseguir una relació 1/10 entre la resistència i la sustentació que conduïa a una tracció, necessària per a compensar la resistència, tan baixa que es van animar a intentar el vol propulsat en 1903. Ho van aconseguir el 17 de desembre després d'haver tingut ells mateixos que dissenyar, com a ales giratòries, i després construir les hèlices de dues palas contrarotatòries, igual que el motor de gasolina, refrigerat per aire, que amb un pes de 80 kg els va proporcionar fins a 16 CV.

L'evolució que han seguit els avions des del Flyer I dels Wright fins a l'Airbus 380 no hauria pogut tindre lloc sense l'aportació de les Ciències Aeronàutiques i, en particular de la dinàmica de fluids moderna, que sorprenentment va iniciar també el seu camí fa 100 anys amb la presentació per Ludwig Prandtl de la seua Teoria de la Capa Límit en el Tercer Congrés Internacional de Matemàtiques; celebrat en Heildelberg al desembre de 1904.

Gràcies a Euler, des de fa 250 anys disposem de les equacions que descriuen els moviments dels fluids, quan les forces viscoses que s'oposen al lliscament d'unes capes fluides respecte a altres són despreciables. Atés que la relació entre les forces de pressió i les viscoses, caracteritzada pel número de Reynolds, és molt gran en una fracció molt alta dels fluixos que trobem en l'Enginyeria, pareix natural esperar que estos estiguen ben descrits per les equacions d'Euler, i que no hàgem d'acudir a les equacions de Navilier-Stokes que sí que inclouen els efectes viscosos.

No obstant, les equacions d'Euler no contenen els termes regularitzadors de les solucions que aporten els efectes de la viscositat i conducció de calor en les equacions de Navilier-Stokes. Per això, perquè les solucions d'estes equacions puguen representar els fluxos reals no podem descartar que les solucions presenten discontinuïtats en les magnituds fluides en certes superfícies, tal com van proposar Riemann i Helmholtz a mitjan segle XIX. Estes superfícies de discontinuïtat inclouen les ones de xoc, descrites per Rankine i Hugoniot, i les capes de remolins, introduïdes per Helmholtz. Quan les discontinuïtats es limiten a les derivades de les magnituds fluides, estes només poden assentar-se en les superfícies característiques de les equacions d'Euler.

La presència de discontinuïtats introduïx multiplicitat en les solucions de les equacions d'Euler. No obstant este problema no es dóna quan ens limitem a la busca de les solucions de tipus irrotacionals de les equacions d'Euler; açò és, per als fluxos potencials per als que la velocitat deriva d'un potencial. El mateix Euler va ser qui va descobrir l'existència d'estes solucions exactes de les equacions d'Euler, per a les que si el fluid és incompressible el potencial de velocitats satisfà l'equació de Laplace, que ja va escriure Euler en 1755.

Les equacions d'Euler, ampliades en el cas dels moviments de gasos amb la relació de Poisson corresponent als fluxos adiabàtics (que més tard es va saber que eren isentròpics), i amb la restricció de descriure només les seues solucions irrotacionals, van constituir durant el segle XIX la base per a l'estudi de la majoria dels fluxos. No obstant, els resultats presentaven paradoxes que convertien la Hidrodinàmica Teòrica en una disciplina matemàtica, moltes vegades deslligada de la realitat.

La paradoxa més important per a l'aviació és la de d'Alembert que diu que en el moviment irrotacional, estacionari d'un cos respecte al fluid, la resistència i la sustentació exercides pel fluid sobre el cos són nul·les. En el cas ideal del moviment bidimensional, respecte a un perfil cilíndric d'envergadura infinita, l'equació de Laplace del moviment irrotacional té infinites solucions, que es distingixen per la circulació de la velocitat al voltant del perfil. En este cas límit el fluid seguix sense oferir una resistència al moviment del cos, però sí que dóna lloc a una força sustentadora proporcional a la circulació, com van demostrar Kutta i Joukowski.

Va ser Kutta, el matemàtic alemany del mètode de Runge-Kutta, el qual va introduir en 1902 la hipòtesi que en el moviment bidimensional al voltant de perfils prims, amb vora d'eixida esmolat, la circulació hauria de ser la determinada per la condició que la velocitat fóra finita en el vora d'eixida. Esta condició de Kutta permetia calcular la sustentació proporcionada pels perfils; mantenint-se nul·la la resistència, com en la paradoxa de d'Alembert.

El valor màxim típic de la relació sustentació/resistència per als perfils aerodinàmics usats en els avions està entorn de 40; si bé per als avions moderns amb l'envergadura finita de les seues ales, els valors d'esta relació està entorn a 20, el doble de la del Flyer I dels germans Wright. Així per als Enginyers Aeronàutics la paradoxa de d'Alembert s'ha convertit en el límit ideal de d'Alembert.

Va ser Prandtl, amb la seua teoria de la capa límit que acaba de complir cent anys, el que va mostrar com resoldre moltes de les paradoxes que omplien a la Mecànica de Fluids i va convertir a esta disciplina en una ciència predictiva dels fluxos reals. Prandtl ens va fer veure que en aquells moviments per als que el nombre de Reynolds (el paràmetre adimensional que mesura la relació entre les forces d'inèrcia conectives i les forces viscoses) és gran enfront de la unitat, podem dividir el camp fluid en dos regions: una regió principal on el moviment és no viscós, i típicament irrotacional, a què no se li pot impedir lliscar respecte al cos, i una capa prima que ho cobrix on veiem reduir-se a zero la component de la velocitat tangencial al cos. La grossària de la capa és just el necessari perquè les forces de viscositat conten en ella per a evitar el lliscament de la capa fluida adjacent al cos.

En el seu treball de 1904, Prandtl va escriure la forma simplificada que en la capa límit tenen les equacions de Navilier-Stokes, i també va mostrar moltes de les propietats qualitatives de les solucions, incloent el paper que en estes propietats juguen els gradients de pressió. En particular, va mostrar com la capa límit pot desprendre's quan el fluid en la capa es troba amb un gradient de pressions advers (Més tard analitzaria el paper d'estos gradients en la transició a la turbulència en la capa límit). Quan la capa límit es desprén es prolonga en el si del fluid com les capes de remolins que havia introduït Helmholtz i que Kelvin va mostrar que eren inestables davant de pertorbacions amb longitud d'ona majors que el seu grossària. Esta inestabilitat d'Helmholtz-Kelvin convertix sovint en turbulent el moviment del fluid en estes capes.

La teoria de Prandtl va explicar els avantatges aerodinàmics de l'ús de perfils, de grossària moderadament prim amb vora d'eixida esmolat, perquè en ells la capa límit no es desprén fins molt prop del vora d'eixida, perquè amb bona aproximació es complix la condició de Kutta. Només quan l'angle d'atac creix per a acostar-se al d'entrada en pèrdua el punt de despreniment es desplaça cap al vora d'atac i el perfil perd apreciablement la seua capacitat sustentadora.

En el moviment de l'aire al voltant d'un ala d'envergadura finita, amb sustentació positiva, ens trobem amb un moviment de l'aire entorn a les puntes de l'ala, des de la regió de sobrepressió de l'intradós cap a l'extradós, on hi ha depressió respecte a l'ambient. Per això, trobem una capa de remolins que arranca de la vora d'eixida i que s'enrotlla per a formar els remolins contrarotatoris que servixen de nucli de condensació en els solcs dels reactors.

Va ser també Prandtl el que ens va ensenyar a calcular estes capes de remolins que arranquen de la vora d'eixida de l'ala, i a predir la resistència, que diem induïda associada als mateixos. Esta, com van descobrir amb els seus experiments els germans Wright, disminuïx a l'augmentar l'allargament, o relació entre l'envergadura i la corda de l'ala.

Ludwig Prandtl, havia sigut anomenat Professor de Mecànica Aplicada en Göttingen, en 1904, alhora que Carl Runge el va anar de Matemàtica Aplicada, gràcies a les gestions del matemàtic Félix Klein. Este va ser durant les dos primeres dècades del segle XX l'impulsor de l'activitat científica en Göttingen, que es va convertir en Centre d'excel·lència, de referència, per a la investigació científica i tecnològica. Klein va comprendre que la Universitat alemanya havia d'implicar-se decididament en les ciències bàsiques que atengueren, guiant-lo, al desenvolupament tecnològic, i per a esta tasca va atraure a Prandtl i a Runge.

Prandtl va iniciar immediatament les seues contribucions a les ciències de l'Enginyeria amb la teoria de la capa límit i de seguida amb el muntatge d'un túnel supersònic per a la descripció experimental i teòrica del fluix en les toveres convergents-Divergents (introduïdes per Laval per a les turbines de vapor), anticipant-se 50 anys a les observacions del flux en motors coet. Va demanar la col·laboració de Teodoro Von Karman per a muntar un túnel aerodinàmic de circuit tancat que va proporcionar, igual que un altre més gran construït en 1916, una informació valuosíssima per a l'Aeronaútica. Este túnel va servir de model per a molts dels túnels posteriors.

Teodoro Von Karman havia arribat a Göttingen en 1906 atret per Prandtl i prompte va iniciar la seua aportació a la ciència. En primer lloc amb la descripció, junt amb Max Born, dels efectes quàntics en les calors específiques dels sòlids cristal·lins i, immediatament després, amb el seu estudi de l'estabilitat del carrer de remolins que trobem en el solc de cossos cilíndrics, no aerodinàmics.

En 1914, Von Karman va ser nomenat Professor a Aachen de la càtedra que havia sigut dedicada a l'Aerodinàmica per suggeriment de Junkers, el qual abans havia ocupat la càtedra de Motors, deixant-la per a dedicar-se de ple als seus projectes d'avions. Von Karman va iniciar des d'Aachen una col·laboració molt estreta amb Junkers i també amb l'holandés Focker per a la solució de problemes estructurals i aerodinàmics dels seus avions. A la labor de Von Karman a Aachen devem les lleis de la paret i del defecte de la quantitat de moviment; a les que responen, amb bona aproximació, els valors mitjans del fluix turbulent en conductes i en capes límits.

En 1928, baix l'impuls de Robert Millikan i amb el suport de la Fundació Guggenheim, es van crear els Laboratoris Aeronàutics del Caltech, sota la direcció de Von Karman, amb l'objectiu de convertir al Caltech en centre de referència per a l'Enginyeria Aeronàutica, com ho era Göttingen a Alemanya, i incentivar l'assentament de la indústria a Califòrnia.

Von Karman va dirigir el muntatge d'un túnel aerodinàmic molt eficient i va iniciar de seguida una col·laboració molt estreta amb la Douglas, tant per a l'ensenyança com per a la investigació i el desenvolupament d'avions, aportant la seua mestria en l'Aerodinàmica i en la Mecànica de Sòlids. Les seues aportacions al disseny i desenvolupament del DC-3, que va iniciar els seus vols en 1935, van ajudar a convertir-ho en l'avió llegendari, que va llançar l'aviació comercial. (Encara l'any 2000 hi havia 1000 avions DC-3 en vol).

Von Karman va intervindre de manera crucial en la solució dels problemes que van facilitar el vol a velocitats transòniques i supersòniques. Va aportar la teoria no lineal per a la descripció del flux al voltant d'avions i va contribuir decisivament al desenvolupament dels motors de reacció i dels motors coet. (Va ser el creador del Jet Propulsió Laboratory).

Esta preocupació per la propulsió li va portar a examinar els processos de combustió. Prompte es va decidir a convertir la Combustió en àrea interdisciplinària, ampliant les lleis de conservació de la Mecànica de Fluids amb les de conservació de les espècies reactives, recolzades en la Teoria dels Fenòmens de Transport i les lleis de la Cinètica Química. Amb l'ajuda del Professor Saul Penner del Caltech i del que va ser el meu professor de Mecànica de Fluids Gregorio Millán, Von Karman va establir el marc conceptual que descriu els processos irreversibles dels sistemes de combustió.

Gregorio Millán va tindre l'oportunitat d'iniciar esta col·laboració amb Von Karman després de 1948, quan este havia vingut a Espanya, invitat pel llavors president del Patronat de l'INTA, Esteban Terradas, per a donar un cicle de conferències sobre Aerodinàmica Transònica i Supersònica i (ja llavors) sobre Energia Eòlica.

La col·laboració de Gregorio Millán amb Von Karman va donar origen a la formació d'un grup espanyol de Combustió (a què vaig tindre el privilegi d'unir-me quan era estudiant), i va ser tan fructífera que el Primer Congrés Internacional de Ciències Aeronàutiques, a què van acudir totes les personalitats més rellevants d'estes ciències, es va celebrar a Madrid, en 1958.

Von Karman considerat amb tota justícia el pare de les Ciències Aeronàutiques americanes va morir en 1963, quan acabava de rebre la primera Medalla Nacional de Ciències, de les mans del president Kennedy, per a premiar la importantíssima labor realitzada per ell en el desenvolupament de les Ciències Aerospacials.

La Mecànica de Fluids, per les seues aplicacions a l'Aerodinàmica i a la Propulsió, va jugar un paper clau en el desenvolupament de l'Enginyeria Aeronàutica. En l'Aerodinàmica, per a proporcionar les ferramentes adequades per al càlcul de les forces aerodinàmiques que determinen la dinàmica de vol de l'avió i, en particular, per a aconseguir la reducció de la relació entre la resistència i sustentació que determina l'eficiència de l'aeronau,. En la Propulsió, pel paper que juga en tots els seus aspectes i, en particular, quan han d'aconseguir-se els valors alts desitjats del rendiment dels compressors i turbines, en el disseny de les preses i toveres i en l'anàlisi dels processos de combustió.

El consum específic dels motors s'ha reduït hui al 40% del valor d'un kgr de combustible per hora i per cada kgr d'espenta, que era típic a finals dels 50. Esta reducció és conseqüència de l'increment del rendiment. I este s'obté multiplicant els rendiments tèrmics i de la propulsió, que ara tenen valors entorn de 0,6. El rendiment tèrmic ha anat creixent gràcies a l'augment de la relació de compressió i, també, gràcies als nous materials amb l'augment de la temperatura d'entrada a la turbina. El rendiment propulsiu era inicialment baix en els motors de reacció que no tenien doble fluix, ja que en definitiva l'energia cinètica del doll es perd. En els turbofan actual l'espenta està en gran manera associat al fan, o ventilador, que mou una gran massa d'aire a velocitats més xicotetes. La reducció de la velocitat mitjana d'eixida en els motors de reacció ha tingut el benefici afegit d'una gran reducció en el soroll aerodinàmic. Açò és així perquè, com ens va ensenyar Sir James Lighthill (que va ser en el seu dia director del Royal Aeronautical Establishment i que després va ocupar la Càtedra lucasiana de Newton en Cambridge), l'energia acústica emesa pels dolls turbulents creix amb l'octava potència de la velocitat. Lightill va ser el científic que, amb l'excepció de Sir George I. Taylor, més va contribuir en el segle XX, en Gran Bretanya, al desenvolupament de la Mecànica de Fluids. Per la seua relació amb el desenvolupament de l'Enginyeria Aeronàutica vull assenyalar ací que Taylor va ser el primer a mesurar en vol, durant la primera Guerra Mundial, la distribució de pressions sobre un ala; actuant ell, en solitari, com a pilot de vol i enginyer d'assajos.

Per a acabar vull afegir unes observacions respecte als problemes de combustió en els aero-reactors. En les cambres de combustió de les aeroturbines, les reaccions químiques tenen lloc després de l'atomització del combustible injectat en la cambra quan, prèvia vaporització de les gotes, els vapors de combustible es troben en una flama de difusió (turbulenta) amb l'oxigen de l'aire. La temperatura aconseguida en estes flames és molt alta (pròxima a la de combustió adiabàtica, d'una mescla estequiomètrica), especialment quan es té en compte que l'aire a l'eixida del compressor ja té una temperatura alta.

Per això, en estes zones d'alta temperatura es generen quantitats indesitjables d'òxids de nitrogen, el ritme de producció del qual pel mecanisme de Zeldovich creix molt amb la temperatura. Per a reduir esta producció indesitjable s'acudix a refredar ràpidament els gasos de combustió amb aire secundari; la qual cosa ha de fer-se sense congelar l'oxidació del monòxid de carboni que es forma com a espècie intermèdia i també reduint a pocs microsegons el temps de residència en la cambra.

L'altra possibilitat és canviar el mode de combustió en les aeroturbines, alimentant la cambra de combustió amb una mescla pobra del combustible i aire. Aquesta barretxa ha de formar-se en una cambra prèvia, de prevaporització i barretxa amb l'aire, i ha d'alimentar-se amb gir perquè per ruptura del remolí s'establisca una zona de recirculació que estabilitze la flama. No obstant, este sistema conduïx a inestabilitats que han d'eliminar-se abans de la seua posada en pràctica.

A pesar dels enormes avanços que s'han aconseguit en la gran varietat de disciplines que contribuïxen a l'Enginyeria Aeronàutica, els reptes amb què s'enfronta per a continuar proporcionant avions cada vegada més segurs i econòmicament i ambiental eficients són molt grans. Per a atendre a estos reptes es necessiten moltes persones amb la formació adequada en les disciplines que intervenen, però també amb la visió generalista per a comprendre com estes disciplines han d'interferir constructivament per a donar lloc a una màquina tan espectacular com l'Airbus A380.

Jo vull acabar felicitant de nou a la Universitat Politècnica de València pel projecte de contribuir des d'ací a la formació d'Enginyers Aeronàutics i també a la investigació en les Ciències Aeronàutiques. Reiterant el meu agraïment per l'honor que m'han conferit, m'oferisc per a ajudar-los, en tot el que em siga possible, a tirar endavant amb èxit la nova titulació.

Moltes gràcies