Aerodudas

Buenas de nuevo. Hoy me gustaría hablaros un poco acerca de aviación, uno de mis temas favoritos. Sí, ya sé que de momento no he escrito mucho sobre el tema, aunque algo sí que ha caído, pero tranquilos, que todo se andará. Quizá hubiese estado bien comenzar hablando de cosas más básicas, o más genéricas, pero más adelante habrá tiempo para ello. Hoy quisiera plantear este artículo a modo de preguntas y respuestas, aprovechando que me las ha formulado un amigo. Como más tarde o más temprano me gustaría escribir sobre este tema, creo que no es mala idea ponerlo en común por si alguien más tiene las mismas dudas.

Puede que no esté muy completo, pero por supuesto, ya sabéis que si tenéis alguna duda y os corroe la curiosidad siempre podéis dejarnos un comentario con vuestra pregunta o enviarnos un correo electrónico. Las preguntas a las que intentaremos dar respuestas son las siguientes:

1. ¿Los aviones despegan y aterrizan siempre contra el viento?

2. ¿Cuánto tiempo debe pasar como mínimo entre despegue y despegue?

3. ¿Son los aviones de hélices más seguros que los de turbinas? Se comenta que pueden planear en caso de que se queden sin motor.

4. ¿Por qué los aviones giran, cuando van a aterrizar, en ángulos de 90 grados en el aire?

5. ¿Qué significa el número que encabeza cada pista?

6. ¿Cómo frena un avión en pista? ¿Invirtiendo el motor, o con las pastillas de freno? ¿Si invierte el motor, por qué no van marcha atrás?

7. ¿Por qué los aviones no van marcha atrás? ¿Tiene que ser un coche el que empuje el avión hacia atrás. ¿Por qué?

Comencemos.

¿Los aviones despegan y aterrizan siempre contra el viento?

Sí, los aviones siempre siempre deberán despegar y aterrizar contra el viento. ¿Por qué? Pues porque un avión se sustenta por su velocidad relativa con el viento, digamos que se “apoyan” en el aire a gran velocidad. Por eso los pilotos no suelen controlar principalmente su velocidad en relación al suelo (la denominada “Ground Speed”, que también se utiliza, pero para otras cosas), sino que deben controlar su “Velocidad Indicada (IAS o Indicated Air Speed). Si el viento viene de cara eso significa que estando en reposo ya se dispone de una “velocidad inicial relativa”. En el caso contrario (viento a favor), se tendría que compensar la velocidad a favor para poder sustentarse, con lo que necesitaría más espacio y potencia para despegar.

A la hora de aterrizar es igual. Si se tiene viento en cola, como se le denomina en el mundillo aeronáutico, al disminuir la velocidad, y dado que los aviones aterrizan casi a la velocidad mínima que pueden mantener, o bien es necesario aterrizar a mayor velocidad en relación al suelo, o bien se corre el riesgo de quedarse sin sustentación (entrar en pérdida y estrellarse). Aterrizar a mayor velocidad dificulta mucho esa tarea, las mejores aproximaciones se hacen más lentamente, el toque con el suelo a mayor velocidad es más peligroso y, por supuesto, se necesita más espacio para detener el avión.

Obviamente no es una imposibilidad, una Cessna ligerita puede aterrizar con el viento en cola en una pista muy larga a gran velocidad, pero siempre será mucho más difícil y peligroso que hacerlo con viento en cara. Por esta razón existen las configuraciones de las pistas (Configuración Norte, configuración Sur…). Según de donde sople el viento se escoge una cabecera de pista o la otra (la del otro lado, 180º de diferencia) y se siguen unos procedimientos y unas cartas distintas, ya que el terreno no es el mismo.

¿Cuánto tiempo debe pasar como mínimo entre despegue y despegue?

Pues podemos decir, grosso modo, que 2 minutos, aunque eso sería únicamente para los aviones tipo “heavy” (“pesado”), es decir, reactores grandes (un A320, por ejemplo, entra en este grupo) que dejan tras de sí una gran estela turbulenta. Estos son los aviones comerciales en los que estamos acostumbrados a volar. Cabe destacar que la coletilla “heavy” no se adopta directamente por el peso del avión, sino por la estela turbulenta que deja tras de sí, que sí que puede estar influenciada por el peso del avión.

Es la separación tanto para las salidas como para las llegadas. Esto es algo genérico, pues luego se debe modificar ligeramente en cada caso, pues no es lo mismo una salida de un avión HEAVY seguido de un avión medio, que una de uno HEAVY seguido de uno ligero (¡imaginaos una Cessna después de un Airbus 380!). En algunos casos la separación es por distancia sin límite de tiempos (en las llegadas).

En principio, la norma dictaría que la separación debería ser de:

SALIDAS:

  • LIGERO o MEDIO detrás de PESADO => 2 minutos.
  • LIGERO detrás de MEDIO => 2 minutos.

LLEGADAS: 3 nm sin límite de tiempo, excepto en los siguientes casos:

  • PESADO detrás de PESADO => 4 nm sin límite de tiempo.
  • MEDIO detrás de PESADO => 5 nm o 2 minutos.
  • LIGERO detrás de MEDIO => 5 nm o 3 minutos.
  • LIGERO detrás de PESADO => 6 nm o 3 minutos.

¿Son los aviones de hélices más seguros que los de turbinas? Se comenta que pueden planear en caso de que se queden sin motor.

En principio no. Todos los aviones son diseñados aerodinámicamente para poder planear en caso de pérdida de motor. Ambos tipos de motores, en caso de fallo de motor pueden “liberarse” de manera que giren libres sin el peso de la maquinaria.

En los de hélice de paso variable se pone la hélice “en bandera” para que entorpezca lo menos posible el paso del aire y genere la menor resistencia posible. En los reactores el motor queda “libre” de los mecanismos a los que va anclado para lo mismo, generar la menor resistencia posible.

No estoy seguro de si es exactamente igual que en el caso de los helicópteros. Estos, si se para el motor, entran en lo que se llama “autorotación” que hace girar las hélices libremente mientras el helicóptero va cayendo. En este caso, es el paso del aire por las hélices el que provoca la rotación de estas. De esta manera se consigue algo de sustentación (algo parecido a un autogiro) que puede dar una oportunidad al piloto de hacer un aterrizaje de emergencia más o menos controlado.

Lo que sí que me parece lógico es que los aviones de hélice son normalmente más ligeros que los de turbina, por lo que los de turbina necesitan mayor velocidad para sustentarse. Es por ello que planear en estos últimos puede ser o algo más complicado, o con un recorrido menor.

¿Por qué los aviones giran, cuando van a aterrizar, en ángulos de 90 grados en al aire?

Aunque supongo que se refiere al giro del tramo de base a final, voy a explicar también el caso de aterrizajes con viento cruzado.

a. Los aviones en vuelo visual (VFR) deben aterrizar incorporándose a un “circuito de tránsito aéreo”. Éste es un enorme “rectángulo” (virtual, claro) situado encima del aeropuerto y con uno de sus ejes mayores cruzando longitudinalmente la pista. Para despegar también utilizan este circuito.

El giro de 90º grados al que hace referencia la pregunta debe ser el giro de Base a viento en cara. En realidad al aterrizar el giro se denominaría de Base a Final, pues se llama así al tramo de viento en cara que acaba en la cabecera de la pista.

Los aviones en vuelo instrumental (IFR) no realizan circuitos de tránsito aéreo, aunque sí que siguen patrones preestablecidos en las cartas de vuelo. Éstos no tienen por qué realizar ningún giro de 90º antes de aterrizar. Los vuelos comerciales que solemos realizar son de este tipo.

b. Muchas veces, cuando hay mucho viento cruzado los aviones se dirigen “girados” hasta llegar a la cabecera de la pista. Viento cruzado es cuando el viento no viene de cara en paralelo a la pista en la que se va a aterrizar. Si el viento es muy perpendicular a la pista se realiza un aterrizaje con viento cruzado, que son los más peligrosos, sobre todo si el viento es muy fuerte.

Si un avión aterrizase de igual forma que sin viento cruzado no podría aterrizar en la pista, pues el viento cruzado lo desplazaría lateralmente. Para evitar esto, se gira el avión haciendo que su morro se enfrente al viento para compensar esa deriva. Este giro se hace sobre el eje de “guiñada” (eje Z, utilizando el timón de dirección, que es accionado por los pedales) a la vez que el avión “vira” sobre su eje longitudinal (utilizando los alerones) para evitar que el avión termine cambiando su trayectoria hacia el viento. En el último momento, antes de tocar tierra, los pilotos deshacen estos ajustes y vuelven a alinear el avión con la pista para realizar la toma final. En youtube hay algunos videos muy impresionantes (otro mas) de este tipo de aterrizajes. Cuando el viento es muy cruzado y muy fuerte los aviones van muy muy girados con respecto a la pista.

Esquema de aterrizaje con viento cruzado

¿Qué significa el número que encabeza cada pista?

El número que encabeza la pista determina su “cabecera” y sale de los dos primeros dígitos de su dirección magnética. Es decir, la pista 36 de Barajas se llama así porque está alineada con los 360 grados magnéticos, o lo que es lo mismo, si te pones en la pista encima del número 36 y miras al otro extremo de la pista estarás mirando al Norte. En el otro lado de la pista, los números son distintos, obviamente, con una diferencia de 180º, es decir, otra vez en la pista 36 de Barajas, la otra cabecera (utilizada en otras configuraciones según los vientos como ya vimos anteriormente) estará marcada como 18, es decir, 180 grados.

Cuando se tienen dos pistas paralelas en el mismo aeropuerto se utilizan las letras “L” o “R” para indicar la pista izquierda (Left) o derecha (Right). Por ello se puede ver como Barajas tiene las pistas 36L y 36R. ¡Ah! Y en los casos en que se tienen 3 pistas, que ya es más raro, la pista central se denomina con la letra “C”, lógico, ¿no?

Cabecera de la pista 36R de Madrid-Barajas

¿Cómo frena un avión en pista? ¿Invirtiendo el motor, o con las pastillas de freno? ¿Si invierte el motor, por qué no van marcha atrás?

Los aviones comerciales frenan utilizando una combinación de dispositivos, disponen de varios mecanismos para el frenado del avión. Los aviones más ligeros sólo tienen algunos de estos dispositivos, los más simples, que suelen ser únicamente frenos en las ruedas y aerofrenos.

Los comerciales tienen aerofrenos, también conocidos como Spoilers , que son esos “aleroncitos” que se ven levantados en las alas cuando el avión está aterrizando. Esto dificulta el paso del aire sobre el ala y genera mayor resistencia al avance).

Spoilers

También disponen de frenos en las ruedas que pueden ser accionados manualmente, aunque se usan poco, sólo al final para maniobrar al salir de pista, aparcar o en caso de emergencia.

Disponen, a su vez, de autobrakes, que son los frenos automáticos de las ruedas. Mediante ellos un ordenador del avión decide cómo realizar la fuerza de frenado según una configuración que el piloto le indica con anterioridad.

AutoBrake de un 737

Por último, también utilizan las “reversas”. No todos los aviones disponen de ellas, pero sí los más grandes. Y es un mecanismo más o menos complicado de implementar según el modelo de avión, pero tan simple en su funcionamiento básico como tapar la salida trasera del reactor para que el aire que estos empujan rebote y salga de nuevo hacia adelante generando un empuje hacia atrás que frenará el avión.

Distintos tipos de reversas

Normalmente se utiliza la combinación de todos ellos de manera coordinada. Las “pastillas de freno” serían los que se utilizarían en último lugar, de poder escoger, ya que actúan directamente sobre la rueda, que es un punto crítico en el aterrizaje cuando aún se va a gran velocidad. Frenar muy fuerte podría reventar el neumático, bloquear la rueda, romper alguna parte del tren y afectar a la hidráulica… que podría tener graves consecuencias.

Por lo tanto, si disponen de reversas ¿Por qué no van marcha atrás? Ahora lo vemos

¿Por qué los aviones no van marcha atrás? ¿Tiene que ser un coche el que empuje el avión hacia atrás. ¿Por qué?

Los aviones no tienen marcha atrás. Tampoco tienen motor para las ruedas, sino que se mueven únicamente debido al empuje aerodinámico (hélices, reactores) de modo que para poder ir marcha atrás tendrían que invertir el giro y/o el paso de las hélices (Sólo en el caso de los de hélices, claro). Creo que hay modelos que sí pueden hacerlo (aviones muy ligeros) pero esto es añadir mayor complejidad a los motores y, desde luego para los reactores es inviable.

Los reactores pueden poner las reversas para moverse marcha atrás, pero la potencia necesaria para ello es enorme. Para hacer el rodaje no creo que superen el 5% de su potencia total, sin embargo para moverse marcha atrás, deberían superar con mucho dicho porcentaje, a fin de cuentas es el empuje “rebotado” en la parte trasera del reactor, lo cual es muy poco eficiente. Por esta parte, esto sería muy muy costoso.

Por otra parte, además, los aviones no pueden aumentar la potencia de cualquier manera en cualquier sitio. Los procedimientos de arranque de los motores deben estar supervisados y aprobados por los ATC (Air Traffic Controller, es decir, los Controladores de Tránsito Aéreo), para que veáis que no es poca cosa. La fuerza desprendida por los reactores es muy grande, (una vez arrancados se ponen los motores al ralentí y ya no son peligrosos) y por ello se debe hacer despejando toda la zona y sin objetos cercanos. Por ello el arranque de los motores se realiza una vez que el avión ha sido separado del finger (Ese pasillo con forma de acordeón por donde realizamos el embarque).

Todo esto mismo es aplicable en caso de querer utilizar la reversa para dar marcha atrás o realizar el retroceso (o “pushback”). No es posible porque es muy peligroso. Creo que en Europa está prohibido para evitar la ingestión de objetos por los motores y porque, además, las reversas generan mucho mucho mucho ruido. Y no sólo eso, sino que, como decía antes, además, el avión cuando necesita dar marcha atrás aún no ha encendido los motores (no los de las alas, al menos) por lo que tampoco podría utilizar las reversas. Es mucho más simple, eficiente y seguro utilizar un pequeño remolque para ello.

Vehículo realizando Pushback

Y hasta aquí por hoy. Esperamos que os haya resuelto alguna duda y os haya resultado interesante. Esperamos volver pronto con más entregas aeronáuticas.

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5 Comments

  • Alvar00 dice:

    Que interesante me ha parecido este post. No sabía bastantes cosas de las que decís.

  • Sheldon dice:

    Muchas gracias Álvaro!

  • Jorge dice:

    Me pareció muy interesante el post, solo que me faltan algunos conocimientos básicos para entender del todo. ¿Para cuando un post sobre aeronáutica básica?

  • Sheldon dice:

    Hola Jorge! Muchas gracias por tu comentario… Pues la verdad es que llevo mucho tiempo con la idea de hacer un artículo sobre los fundamentos de la aeronáutica, por qué vuela un avión y esas cosas… Aún no tiene fecha de salida, pero puede que no tarde mucho. De todas formas si tienes alguna duda en concreto no dejes de decírnosla, que estaremos encantados de oírla…

    Un saludo!

  • Begench dice:

    my name is Begench, I am writing you from Trurkmenistan, we interested in Aircraft pushbacks, particularly in two types 1st pushback which will be able to push aircrafts up to size of Boeing 757, and 2nd pushback which will be able to push aircrafts sizes up to Boeing 777, can you please answer me following questions
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