Cómo Detener Un Avión De Pasajeros De 400 Toneladas

Los aviones modernos van rápido. Las velocidades de crucero típicas se acercan a la velocidad del sonido. ¿Te diste cuenta de que te movías tan rápido? Tan inevitable como un motín de Viernes Negro en WalMart, al final de cada vuelo debemos detener este vehículo a gran velocidad en una corta longitud de concreto. A veces, esa pista está mojada, nevada o incluso helada. Se necesita un poco de ingeniería seria para lograr esto rutinariamente. ¿Cómo los pilotos detienen un avión y lo dirigen a la puerta? Usamos varios sistemas para hacerlo realidad.

Spoilers y Frenos de velocidad: Deshágase del elevador

Las velocidades de aterrizaje de los aviones de pasajeros son de alrededor de 160-170 millas por hora. Cuando un avión se mueve tan rápido, todavía quiere volar después de que las ruedas toquen el pavimento. Lo primero que queremos hacer en el aterrizaje es evitar que las alas generen elevación (para que permanezcamos en el suelo). Hacemos esto con spoilers; paneles en la parte superior de las alas que podemos levantar al aterrizar. Hacen un par de cosas por nosotros:

• Los alerones interrumpen (estropean) el flujo de aire sobre el ala para destruir cualquier elevación restante que se genere. Esto pone todo el peso del avión en el tren de aterrizaje para que nuestros frenos de rueda puedan hacer su trabajo.

• Los spoilers a menudo se llaman «frenos de velocidad».»A altas velocidades, los spoilers son muy efectivos para ralentizar el avión (imagine sostener una gran pieza de madera contrachapada por la ventana de su automóvil a velocidad de carretera).

El despliegue rápido de spoilers después del aterrizaje es importante, especialmente en pistas cortas. Para obtener el máximo beneficio de los spoilers, los armamos para que se desplieguen automáticamente antes de aterrizar, de modo que cuando las ruedas aterricen, los spoilers se desplieguen. Observe el ala durante el aterrizaje en su próximo vuelo. Cuando veas que aparecen los spoilers, di en voz alta: «¡Oye, desplegaron los spoilers en este bebé!»Sus compañeros de viaje quedarán impresionados con su AeroSavvy.

Observa cómo los alerones se extienden en cámara lenta mientras este 737 aterriza:

Frenos, NO los frenos del viejo Plymouth de tu padre

El sistema más importante que utilizamos para detener el avión son los frenos de rueda. Los aviones modernos usan frenos de disco, similares a los de su automóvil; pero en lugar de tener un solo disco de rotor, las ruedas de avión pesado tienen pilas de rotores, a menudo 4 o más, escondidos dentro de cada rueda. Una de las razones por las que los aviones grandes tienen muchas ruedas es para que puedan tener muchos frenos. Durante un aterrizaje en una pista corta o una parada de emergencia en el despegue, los frenos trabajan duro y pueden calentarse mucho. Tener más ruedas (y más frenos) distribuye la carga de trabajo para mantener las temperaturas de los frenos bajo control. Cuantos más frenos, mejor.

Para que los frenos funcionen de manera más eficiente, incluyen un sistema antideslizante. Es como los frenos antibloqueo de tu auto, pero con esteroides. El sistema antideslizante supervisa todas las velocidades de las ruedas después del aterrizaje. Si detecta que una rueda empieza a desacelerar más que las demás (lo que indica un deslizamiento), reduce el frenado en esa rueda. El sistema es muy eficaz para reducir la velocidad en pistas contaminadas con lluvia, nieve, aguanieve o hielo.

Los sistemas antideslizantes para aviones han estado en uso generalizado desde la década de 1950. Todos los aviones de línea modernos (incluso los considerados «viejos» por los pasajeros) están equipados con antideslizantes controlados por computadora.

¿Alguna vez te has preguntado cómo aplican los pilotos los frenos?

Los controles son un poco diferentes a los de tu coche. Los frenos en un avión se activan presionando hacia abajo la parte superior de los pedales de timón izquierdo y derecho. El pedal izquierdo del timón acciona los frenos de rueda del tren de aterrizaje izquierdo; el pedal derecho acciona los frenos derechos. Tener controles de freno separados nos permite aplicar diferentes cantidades de frenado a cada marcha principal (se llama «frenado diferencial»). Esto nos ayuda en situaciones de frenado difíciles y cuando hacemos giros muy cerrados mientras rodamos.

Para mejorar aún más el frenado, la mayoría de los aviones de pasajeros tienen un sistema de frenos automático que aplica los frenos por nosotros al aterrizar. En el 757 & 767, puedo elegir la configuración de freno automático en función de las condiciones de aterrizaje. Un ajuste de 1 proporcionará una desaceleración lenta; bueno para un avión ligero y una pista larga. «Max Auto» le dice al sistema que necesito una acción de frenado seria. Una situación que requeriría Max Auto es una pista cubierta de nieve o aguanieve o una pista corta y húmeda. Para la mayoría de los aterrizajes, un ajuste de 2 o 3 proporciona una desaceleración suave que garantiza que los pasajeros (que no deberían beber café durante el aterrizaje) no derramarán su café.

¿Qué tan buenos son los frenos? Malditamente bueno

El peor escenario absoluto para el castigo máximo de freno es un «despegue rechazado».»Para obtener la certificación, los fabricantes de aeronaves deben demostrar que su avión completamente cargado puede acelerar hasta alcanzar la velocidad de despegue y luego detenerse de forma segura en la pista restante. ¡Y tiene que hacerlo con frenos viejos y desgastados! En el mundo real, esta maniobra es muy rara. Incluso si eres un viajero frecuente, no es probable que experimentes uno. Mira este video del Boeing 747 en proceso de certificación de frenos. La máquina de casi un millón de libras acelera a 200 millas por hora antes de aplicar el frenado completo. Los frenos hacen su trabajo exactamente como están diseñados mientras se calientan a 2500 ° F al rojo vivo. Después de que el avión se detiene, los neumáticos se desinflan por diseño para que no revienten. Quizás más sorprendente; después de un cambio de neumáticos y frenos, este avión está nuevamente listo para la acción.

Inversores de empuje (¡Frenado adicional!)

¿No sería genial si pudiéramos tomar un poco de empuje del motor y desviarlo hacia adelante para obtener un poco de frenado adicional? ¡Por supuesto! Los sistemas de empuje inverso son muy efectivos para ralentizar los aviones y ahorrar desgaste de los frenos. Encontrará empuje inverso en la mayoría, si no en todos, los grandes aviones de pasajeros. Algunos aviones regionales más pequeños no tienen inversores debido a su peso más ligero. «Empuje inverso» no significa que el motor funcione hacia atrás (eso no funcionaría). Para generar empuje inverso, una serie de puertas y paneles deflectores en el motor se mueven en su posición para desviar parte del escape del motor hacia adelante. Cuando escuchas el rugido de los motores después del aterrizaje, estás escuchando a los inversores haciendo su trabajo.

Existen algunos tipos de inversores de empuje. El inversor de tipo cucharón que se muestra a continuación se puede encontrar en las antiguas variantes Fokker 70 & 100, DC-9 y MD80. El empuje del motor que sale por la parte trasera del motor se desvía hacia adelante en un ángulo de aproximadamente 45º.

Se pueden ver puertas reversibles de cubierta en muchos aviones Airbus como el A319, el A320 y el A340.

Muchos aviones Boeing, así como el Airbus A380, utilizan inversores de empuje en cascada. La mejor manera de mostrarlas es con un video. Aquí está un Boeing 747 desplegando sus inversores en cascada después de aterrizar en una pista mojada. Observa cómo se abre la parte trasera de los motores justo después de aterrizar. La humedad hace que sea fácil ver el empuje que se desvía hacia adelante.

¿Cómo despliegan los pilotos los inversores de empuje?

Utilizamos palancas especiales que están unidas a la parte posterior de las palancas de empuje (aceleradores). En el aterrizaje, el piloto alcanza detrás de las palancas de empuje, agarra las palancas inversas y las levanta. Esto indica que las puertas del inversor y los deflectores deben desplegarse y que los motores deben enrollarse (lo que hace que los pasajeros de la raqueta oigan después del aterrizaje).

El empuje inverso es más efectivo a alta velocidad. El despliegue de los inversores en el aterrizaje reduce en gran medida la distancia de aterrizaje. Muy importante en una pista mojada y resbaladiza.

Dirección en el suelo

Mientras hablamos de ruedas y frenos, haré una pregunta relacionada que se hace a menudo. ¿Cómo conducimos un avión grande mientras rodamos? Ya mencioné que podemos usar la parte superior de los pedales del timón para el frenado diferencial. Esto nos da un poco de control de dirección, pero no sería bueno que los frenos o los neumáticos siempre se dirigieran de esta manera.

Los pedales del timón nos dan una capacidad limitada para girar la rueda de la nariz a altas velocidades en la pista. El timón de dirección se utiliza para la mayoría de la dirección de tierra. El timón utiliza un sistema hidráulico (como la dirección asistida de su automóvil) para girar el engranaje de la nariz. Los labradores se encuentran en el lado izquierdo de la cubierta de vuelo, cerca de la mano izquierda del capitán. Algunos jets tienen macetas a ambos lados para que cualquiera de los pilotos pueda tomar un taxi. Conducir hasta la puerta es una tarea bastante fácil que requiere un poco de empuje de los motores y usar el timón para dirigir el avión como un automóvil, un automóvil muy, muy largo. Se necesita un poco de práctica para acostumbrarse (gracias al cielo por los simuladores).

Ahí lo tienes: alerones, frenos y retroceso de empuje. ¡Los tres grandes tapones de avión con los que cuentan los pilotos (y los pasajeros) al final de cada vuelo!