Pruebas de Certificación

El factor más importante en la aviación es la seguridad y por ellos los aviones, desde sus más tempranas etapas de diseño, tienen muchos factores a tener en cuenta, pero el que prevalece por encima de todos estos es la seguridad en todos sus componentes.

Por ello, una de las fases más exigentes que deben soportar todos los diseños de un avión son las pruebas de certificación, una serie de pruebas que las agencias de verificación (básicamente la FAA norteamericana y la Agencia Europea de Seguridad) realizan con los primeros aviones ya fabricados pero antes de entregar los correspondientes certificados que garantizan que el modelo es seguro. Algunas de estas pruebas, como vamos a ver, son absolutamente exigentes y espectaculares en su realización.

La prueba de "rejected takeoff",que podríamos traducir por despegue abortado en las peores condiciones.

Se realiza simulando que el avión va cargado completamente de pasajeros y maletas. Para ello, se suelen utilizar bidones llenos de líquido o piedras de pesos estándar (aunque parezca mentira, a su vez estos dos elementos deben estar certificados). Se carga el avión al maximo de combustible acercando lo más posible la carga total al MTOW (abreviatura de Maximum TakeoffWeigth, Maximo peso en despegue). Se pone el avión a rodar en pista acelerando hasta justo antes de alcanzar la velocidad de decisión V1, y entonces se aplican los frenos a tope, sin utilizar la reversa de los motores, hasta conseguir detener el avión dentro de la pista.

Como se puede ver en el vídeo, la energía empleada en los frenos durante la frenada hace que los discos de los frenos se pongan al rojo vivo con riesgo de incendio en la zona. Los bomberos, claro, están al acecho de cualquier incidencia, pero para que la prueba sea válida el avión tiene que soportar la prueba sin que intervengan durante al menos 5 minutos.

Una curiosidad a destacar, es que para evitar que por el aumento de presión producido por el exceso de temperatura los neumáticos puedan estallar, estos se desinflan automáticamente.

Otras de las pruebas más espectaculares son las referidas a los motores.

Lógicamente, estos elementos son una de las partes que más pruebas reciben así que las pruebas suelen ser complemente exhaustivas. Las más conocidas son las llamadas pruebas de ingestión, que consisten en hacer que por el motor pase algo más que aire.

Por ejemplo esta es una prueba de ingesta de agua:

Ahora vemos una ingesta de hielo...

Esta última prueba se realiza, efectivamente, con aves y dependiendo del volumen de las mismas el resultado esperado puede ser diferente: en el caso de aves pequeñas (y por supuesto, de pocas aves) se espera que el motor simplemente se las trague sin demasiados problemas en los álabes. En el caso de pájaros mayores lo que nunca debe pasar es que los álabes perforen la cubierta exterior del motor: todas las piezas dañadas deben quedar contenidas en el motor aunque éste se detenga. Recordemos que un avión puede volar sin demasiados problemas con solo uno de sus motores, pero lo que nunca puede pasar es que las piezas salgan despedidas. 

Para finalizar, en el siguiente vídeo se ven de forma resumida algunas otras pruebas que se realizan habitualmente con los aviones antes de poder otorgarles la correspondiente certificación. El avión que las sufre en esta ocasión es el nuevo 747 Intercontinetal.

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¿Cómo aterrizar si no ves el aeropuerto?

Cuando las condiciones climáticas adversas llegan a nuestros aeropuertos, muchas veces nuestros vuelos se atrasan, pero normalmente la operación continúa, como es esto posible si muchas veces desde la terminal no puedes ver la pista?... pues bien la respuesta es fácil. 

Los sistemas de aterrizaje instrumental, conocidos también como ILS por sus siglas en inglés (Instrument Landing System), permiten a la tripulación de una aeronave realizar la aproximación a una pista aún en condiciones de baja o incluso casi nula visibilidad, indicándoles en todo momento si están alineados con el eje de la pista y si están descendiendo con el ángulo correcto para hacer contacto con la pista en el punto adecuado.

Basan su funcionamiento en varias señales de radio que emiten ciertos equipos instalados en tierra y en los correspondientes equipos de a bordo que las reciben y muestran a los pilotos la información pertinente.

Localizador

La información acerca de si el avión se encuentra alineado con el eje de la pista, lo que se denomina localizador, se calcula mediante dos señales de radio emitidas por un conjunto de antenas instaladas siguiendo el eje de la pista, pero ya fuera de ésta, normalmente más allá del extremo desde el que se despega.

Una de esas señales, muy direccionales, es emitida ligeramente desviada hacia la derecha, mientras que la otra tiene la misma desviación, pero hacia la izquierda.

El receptor de a bordo es capaz de detectar la diferencia con la que se reciben ambas señales y a partir de ella calcular la posición del avión en relación al eje de la pista.

Indicador de senda de planeo

La información acerca de si el avión está descendiendo adecuadamente, de si está en lo que se denomina la senda de planeo, se calcula de forma similar, pero en este caso las antenas que emiten la señal para calcularlo están situadas a un lado de la pista. Estas antenas están ajustadas para marcar una senda de planeo que normalmente tiene una inclinación de 3 grados sobre la horizontal de la pista, y las señales que emiten están desviadas 0,7 grados por encima y otras tantos por debajo de la senda de planeo para definir ésta.

De nuevo los instrumentos de a bordo son capaces de medir la diferencia de intensidad con la que se reciben las dos señales y a partir de ahí calcular si el avión está en la senda de planeo, por encima, o por debajo. La información recibida del ILS es mostrada a los pilotos en un instrumento que les indica en todo momento si están en la posición correcta o si tienen que subir, bajar, o girar el avión a la izquierda o a la derecha, aunque en algunos aviones el ILS es capaz de enviar instrucciones directamente al piloto automático para que este se encargue del aterrizaje.

Existen distintas categorías de los sistemas ILS, según los mínimos de visibilidad. Estas categorías son CAT I, CAT II, y CAT III. Así, un ILS de Categoría I permite aterrizajes con una altura de decisión mínima de 61 metros sobre el nivel de la pista, y con una visibilidad superior a 800 metros o un RVR, la distancia a la que el piloto puede ver la pista, las señales que marcan su superficie, o las luces que la delimitan y marcan su eje, de al menos 550 metros. Un ILS CAT III B, el más preciso de los que hay en uso, permite, por su parte,aterrizar sin altura de decisión mínima y siempre que el RVR no sea menor de 50 metros.

Veamos una aproximación CAT III B 

Además, independientemente de que el aeropuerto tenga un sistema ILS de la categoría que sea, el avión y la tripulación tienen que estar equipados y formados adecuadamente para su uso. Por ejemplo, en un aterrizaje instrumental de categoría III B es el piloto automático el que lleva el avión hasta que este decelera hasta la velocidad de rodaje tras aterrizar, con lo que obviamente es necesario que el avión tenga un piloto automático capaz de recibir órdenes del ILS. También es necesario que el avión disponga, por ejemplo, de un radio altímetro para poder utilizar sistemas ILS de categoría II y III.

Por su parte, la parte de tierra del sistema ILS es capaz de comprobar su propio funcionamiento y de desconectarse automáticamente si detecta un fallo, algo que ha de suceder en un plazo de diez segundos en un sistema CAT I mientras que en un CAT III este plazo ha de ser menor a los dos segundos.

En el uso práctico, los controladores aéreos se encargan de ir guiando a los aviones hacia el localizador de la pista según se van acercando al aeropuerto indicándoles el rumbo a seguir para interceptarlo, y aunque puede haber varios aviones usando el ILS a la vez, es necesario mantener la correspondiente distancia de seguridad entre ellos.

Esta distancia, conocida en términos de navegación aérea como separación, ha de ser mayor en condiciones de baja visibilidad, de ahí que se produzcan retrasos aún en aeropuertos que disponen de ILS.

Pero debido al uso de esas señales de radio tan direccionales mencionadas antes hay algunas limitaciones en lo que se refiere al funcionamiento del localizador y del indicador de la senda de planeo, que se pueden ver afectados por la presencia de grandes edificios o incluso la de aviones en puntos de espera adyacentes a la pista, así que ya se están haciendo pruebas de los sistemas que en el futuro están llamados a sustituir el ILS.

Uno de ellos es el sistema EGNOS, que mediante tres satélites geoestacionarios y una red de estaciones terrestres suplementa al sistema GPS, consiguiendo una precisión inferior a los dos metros a la hora de calcular la ubicación de cualquier vehículo.

Un sistema como éste, además, se podría utilizar en todas las fases del vuelo, no solo en los aterrizajes, y permitiría reducir la separación a mantener entre aviones, con lo que no sólo ayudaría en condiciones de baja visibilidad, sino en realidad en cualquier momento, permitiendo aprovechar mejor el congestionado espacio aéreo.

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ATIS (Automatic Terminal Information Service)

El ATIS es una emisión continua que se genera normalmente mediante un programa de síntesis de voz desde texto en los aeropuertos con un cierto volumen de tráfico, en una frecuencia conociday publicada en las cartas de navegación del propio aeropuerto y que tiene la finalidad de informar a los pilotos que lo usan de las condiciones generales del aeropuerto en el momento actual. El motivo de hacerlo de esta forma es muy simple: si no se utilizara esta frecuencia adicional, los controladores de torre o aproximación tendrían que estar constantemente dando la misma información a todos los pilotos con la consiguiente saturación de la frecuencia correspondiente.

La forma de la transmisión varía de un aeropuerto a otro aunque normalmente sigue las mismas pautas: Aeropuerto que para el que es útil la información (para evitar que alguien seleccione una frecuencia incorrecta y con ello obtenga la información para otro aeropuerto),  un código para esa transmisión (letras A-Z), hora (UTC) a la que ha sido generada la grabación, información sobre la(s) pista(s) en uso en ese momento en el aeropuerto,información meteorológica (viento, visibilidad, presión atmosférica) y cualquier otra notificación de utilidad para los pilotos (obstáculos, estado de la pista, avisos sobre pájaros en las cercanías, etc.).

Escuchemos un de ejemplo de este tipo de transmisiones:

Como se puede oír, lo primero es la identificación del Aeropuerto, seguido del código de la transmisión Z: Zulu. Los pilotos utilizarán este mismo código en la primera llamadas a la dependencia de control correspondientes (torre, aproximación) para informar de que ya hemos oído esa transmisión Zulu y que se pueden ahorrar repetírnosla verbalmente. Podría suceder que desde que hemos oído (y copiado a papel) la transmisión haya pasado cierto tiempo hasta que nos comunicamos. En ese caso, la información en lugar de ser Zulu podría ser Alfa o incluso Bravo, y en ese caso el controlador recomendará volver a sintonizar la frecuencia de ATIS y obtener información actualizada.

Lo siguiente es la hora a la cual ha sido generada esa información: 02:00 UTC que dependiendo de la zona horaria en que nos encontremos sera una hora local diferente. En estas transmisiones la hora se da siempre en UTC para evitar cualquier tipo de confusión.

A continuación, se indica el tipo de aproximación que admite el aeropuerto (VOR) para vuelos instrumentales y la pista en servicio: 18. Además se informa las frecuencias salidas a ser utilizadas por los pilotos.

La siguiente información provista es meteorológica: el viento en pista viene desde un rumbo 130º con una velocidad de 14 nudos, la visibilidad es 20 Km. Cuando se realizó la grabación, el aeropuerto se encontraba con unas pocas (few) nubes cumulus a 3,000 pies de altura,  con una capa de altocumulus dispersos a 1,800 pies. Si las condiciones del aeropuerto fueran excelentes (visibilidad horizontal de mas de 10 Km y sin nubes),  se suele utilizar la abreviatura CAVOK, que significa Ceiling And Visibility OK

Siguiendo con la información meteorológica, escuchamos que la temperatura en el aeropuerto es de 25º C con un punto de rocío de 16º C. El punto de rocío es un dato indica la temperatura a la que se condensa el aire formando partículas de agua y es un indicador de la humedad en el aire. Si la temperatura actual y el punto de rocío están muy próximas podemos deducir que tenemos posibilidad de encontrarnos con niebla en breve,  más aún si está anocheciendo y por tanto la temperatura está descendiendo.

El QNH es una medida de la presión atmosférica en el aeropuerto. Este dato es muy importante porque que los altímetros tradicionales (no basados en sistemas de radar o GPS) dependen de la presión atmosférica para saber la altitud. Si el altímetro del avión no está bien ajustado a la presión actual, las lecturas pueden ser erróneas y a veces en varios cientos de pies. 

Una vez que ha finalizado esta transmisión, la misma vuelve a repetirse indefinidamente hasta que el operador correspondiente la actualiza de forma que siempre esté emitiéndose.

Aunque la grabación anterior fue realizada por una voz sintética, esto no siempre tiene porque ser así: es perfectamente válido el que los controladores realicen la grabación que luego se repetirá mientras la información sea válida. Asimismo, aunque lo mas normal es que la grabación sea solo en ingles, en algunos aeropuertos es posible que podamos escuchar el ATIS en el idioma local del aeropuerto.

El servicio de ATIS no es la única transmisión automática que podemos escuchar. Otra de las más habituales es el VOLMET, del cuál hablaremos otro día.

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Velocidad Aéreas

Al hablar del motivo por el cuál los aviones vuelan, es hablar de velocidad. Es la velocidad la que hace que el flujo de aire encuentre a su paso las alas, cree la sustentación necesaria para elevar una aeronave de varias toneladas, en el caso de los aviones de aerolínea.

No es, por tanto, de extrañar que los pilotos hablen de  muchas velocidades. Sin querer entrar en detalles demasiado técnicos, vamos a intentar dar un pequeño repaso a algunas de ellas.

El dispositivo que se utiliza (hasta hace pocos años de forma única, y todavía como instrumento primario) para medir la velocidad en los aviones es el Tubo Pitot. Este tubo no es es más que un tubo que está orientado hacia la corriente de aire (en un avión, hacia delante) y que en función de la velocidad de esta corriente de aire recibe mas o menos presión sobre sí, lo que en principio quiere decir una mayor o menor velocidad.

Tubo Pitot

Como veremos, en cada una de estas fases de un vuelo hay ciertas velocidades que deben ser respetadas de forma bastante precisa en cada tipo de avión, despegues, ascensos, crucero, descenso y aterrizaje.

Vamos a ver algunas de las velocidades mas típicas por su orden más natural. Es importante notar que estas velocidades tienen valores diferentes dependiendo del tipo de avión. Lógicamente, la velocidad a la que se eleva un pequeño Piper Cherokee (alrededor de 65 nudos, unos 120 Km/h) no es la misma que la necesaria para elevar un Boeing 747 (unos 130 nudos, 240 Km/h) y también depende de otros factores como el peso en el despegue, la temperatura o la altitud del aeropuerto.

Vemos primero las velocidades de despegue. El avión se situa en la cabecera de pista, aplica potencia a tope y empieza a acelerar rápidamente por la pista. En un momento determinado alcanza la velocidad V1 (y por cierto, se dice en voz alta para que ambos pilotos sepan que se ha alcanzado). Esta es la velocidad de decisión de despegue. Una vez superada esta velocidad, pase lo que pase, el avión debe irse al aire. Hasta ese momento los pilotos podrían optar por frenar y abortar el despegue. Una vez superada la V1 lo más seguro es volar, incluso aunque falle un motor.

V2 es la velocidad de seguridad a la que un avión despega incluso con un motor inoperativo: en caso de que justo después de V1 hubiera un problema el avión debe alcanzar esta velocidad para despegar con total seguridad.

VR es la velocidad de rotación: la velocidad a la que el avión comienza a levantar la nariz (aun manteniendo el tren principal en tierra) y aumenta el ángulo de ataque para elevarse.

VX es la velocidad en la que se logra el mejor ángulo de ascenso. Esta es la velocidad a la que se suele realizar el ascenso inicial, donde lo que interesa es conseguir la máxima altitud en la mínima distancia con respecto a la tierra, de forma que si hubiera cualquier problema estaríamos aún lo más cerca posible de la pista.

VY es la velocidad a la que se consigue la mejor tasa de ascenso, y se suele utilizar cuando se ha conseguido una determinada altura (en aviación general, 1.000 pies -unos 330 metros- sobre el terreno) con VX. Aunque puede parecer igual que VX, hay una sutil diferencia: con VX conseguimos subir con la mínima distancia sobre el terreno. Con VY llegamos más alto en el mínimo tiempo, independientemente de la distancia que se recorra.

Tabla de velocidades de despegue

Bien, ya estamos en el aire, a nuestra altitud de crucero. ¿Qué velocidad debemos mantener?VCx es el nombre genérico que se da a la velocidad de crucero, salvo en caso de que encontremos turbulencia, en cuyo caso deberemos ir al manual y sus tablas correspondientes para utilizar VT, la velocidad a la que el avión soporta sin problemas aire turbulento. 

Deberemos, eso sí, tener cuidado de no exceder la VNE (velocidad de Nunca Exceder), que como su propio nombre indica, no es buena idea superar porque podría tener consecuencias sobre la estructura del avión.

Estamos en crucero, y llevamos una cierta velocidad que podemos leer en nuestros indicadores de cabina. Digamos que en nuestro reloj de velocidad (que es un anemómetro) podemos leer 200 nudos. Esta es nuestra velocidad, ¿cierto? Bueno: no exactamente. 

Simplificando un poco, esa es nuestra velocidad aproximada dentro del aire y se la llama velocidad indicada (IAS, Indicated Air Speed) . Digo aproximada porque no me gustaría aburrir con la explicación de que en realidad esa lectura tampoco es exactamente nuestra velocidad dentro de la masa de aire puesto que depende de la altura (cuanto mas alto, menos denso es el aire y la lectura nos dará valores inferiores) y la temperatura (el aire más frío es mas denso y por tanto da valores mas altos).

Lo que desde luego no nos dice la velocidad indicada, es la velocidad a la que el avión se deplaza con respecto a la tierra (y que, al final, es la distancia que realmente interesa a los viajeros: la distancia medida sobre la tierra entre San José y Panamá, por ejemplo). ¿Por qué no es un buen indicador? Porque el avión puede llevar un cierto viento de frente que puede frenar al avión o viento de cola que puede hacer que vaya en realidad mas rápido. 

Indicador de Velocidad

Imaginemos un ejemplo extremo: el avión está en el aire y en los instrumentos vemos que nuestra velocidad es de 100 nudos. Es decir, que el aire golpea el tubo de pitot del que hablábamos al principio con una velocidad de 100 nudos. Pero resulta que tenemos un viento de frente de 90 nudos. ¿Qué velocidad llevamos con respecto a tierra?. Aunque parezca mentira, solo 10 nudos!!!!.

A la velocidad a la que el avión se mueve con respecto al suelo de la denomina GS, Ground Speed.

Estamos ya llegando al final de nuestro viaje, y el avión comienza su descenso. Solamente debemos ir reduciendo hasta llegar a VF, la velocidad por debajo de la cual se pueden empezar a desplegar los flaps, que nos ayudarán a reducir más la velocidad para tocar tierra con seguridad. Durante la aproximación final mantendremos VREF, la velocidad de referencia para aterrizaje cuidando de no bajar en ningun caso de VS, la velocidad de pérdida por debajo de la cual el avión pierde sustentación.

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