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viernes, 30 de septiembre de 2016

El ala de los E-Jet


Una de las cosas que se suele preguntar en las entrevistas de trabajo a los pilotos es el conocimiento general de la aeronave. Muchas veces se conocen detalles del avión en cuestión, pero pocas veces se sabe decir algo (aparte de las dimensiones) sobre una pieza fundamental en los aviones. Estamos hablando del ala. Tal como se puede ver en la ilustración superior, el ala del Embraer 190/195 tiene 28,72 metros de envergadura y posee un pequeño diedro positivo. En este punto habría que hablar de lo que es y lo que representa tener un diedro positivo (aumento de la estabilidad en alabeo). 

El ala cuenta con una superficie total de 92,5 metros cuadrados y se desarrolló en Japón. La responsable del diseño y producción es Kawasaki Heavy Industries. Kawasaki empezó siendo uno de los socios colaboradores de Embraer para el proyecto E-Jet y se dedicó al desarrollo y diseño de varias piezas del ala del modelo 170, incluidos los pilones, cajón central y piezas móviles. En el modelo 190/195 se amplio la colaboración pasando a fabricar el ala entera. Una vez terminadas, las alas son enviadas por vía aérea a la factoría de Embraer para su ensamblaje en el avión. La colaboración con Kawassaki se extiende también para la siguiente versión de esta familia, el modelo 190/195 E2. Como ya se ha comentado alguna vez en este Blog, el diseño del ala se ha optimizado para el vuelo transónico, para ello se diseñó un ala de perfil supercrítico ("standard rooftop" type). Se instaló en una disposición baja en cantilever y con diedro positivo.

miércoles, 28 de septiembre de 2016

El efecto del CG en la eficiencia de los aviones

Cuando se les pregunta a los pilotos cuál es la mejor forma de hacer la carga y centrado del avión para que el comportamiento de la aeronave sea más eficiente, la mayoría de ellos responden correctamente mencionando un posicionamiento trasero del centro de gravedad (CG). Cuanto más atrás se encuentre el CG, se vuela de forma más eficiente, suelen contestar todos. Efectivamente la condición más eficiente para la aeronave es aquella que se logra cuando el CG se sitúa a popa. Sin embargo, indagando sobre el tema, la comprensión de porqué esto es así no queda clara para la mayoría de ellos. Dado que el valor real de un piloto se basa en el conocimiento de los fundamentos de aerodinámica, y este es un tema frecuentemente abordado en las entrevistas de trabajo, vamos a discutir aquí este tema de forma muy sencilla y sin complicaciones.

En la Figura 1 que se muestra debajo se puede ver un perfil alar donde la gravedad actúa sobre una superficie sustentadora a través del centro de gravedad y en dirección al centro de la Tierra. Es el vector peso de la aeronave. Cuando un perfil alar se somete a una corriente de aire, se genera sustentación. Esta fuerza que eleva el ala está situada generalmente a lo largo de una línea que es aproximadamente dos tercios de la cuerda, medido desde el borde de ataque. Dado que el centro de sustentación está detrás del centro de gravedad, el par de fuerzas que se genera alrededor de la CG hace que la tendencia natural del aeroplano sea la de inclinar el morro hacia abajo. Esto es lo que se conoce como momento de cabeceo. Algo inherente al sistema que forman las fuerzas de un aeroplano y que afecta negativamente a la controlabilidad, y ayuda a explicar la escasez de diseños de aeronaves con configuraciones simples como las alas volantes sin cola. Las alas volantes que existen deben tener el CG situado muy cerca de sus centros de sustentación con el fin de ser controlables.

Este compromiso da lugar a serias limitaciones de carga y centrado para poder mantener la capacidad de control. Todo ello hace que disminuya la utilidad (categoría) de la aeronave. Recuérdese que de acuerdo con la EASA existen 4 categorías distintas de aeronaves por debajo de los 5.670 kg de peso: Normal, Utility, Aerobatic y Commuter. Ver CS23:
https://www.easa.europa.eu/system/files/dfu/decision_ED_2003_14_RM.pdf 

Figura 1. Par de fuerzas generando momento de cabeceo

martes, 27 de septiembre de 2016

Humor aeronáutico norcoreano


El "Boneyard"

Hoy me pongo romántico (...y cursi, parafraseando a Jorge Llopis) para describir las sensaciones que me produce este paraje desértico. 

Cae la tarde entre el aroma aeronáutico. El campo destila la excelsa palinodia del ámbito crucial y macatruqui, mientras que un halo de holoturias aneroides pulula por el éter... Un F-86 Sabre yace tristemente desmantelado en el árido desierto a la sombra de su antigua gloria. El viejo caza se encuentra desmontado en varias piezas. Sus alas separadas en el suelo a cada lado del fuselaje. La carlinga abierta. Sin cúpula. El interior deja ver la mayor parte del panel de instrumentos. Todo en mal estado. El parabrisas, completamente destrozado, se muestra ahora en trozos de vidrio roto como si colgaran precariamente prendidos en una tela de araña hecha de grietas cristalinas. Estamos en un Boneyard.

¿Qué es un QRH?

En una escena de la película Sully (Clint Eastwood -  2016, basada en el incidente del Rio Hudson y que se va a estrenar en España dentro de poco), el comandante de la aeronave le dice a su copiloto que acaban de perder los dos motores y que mire el QRH. Esto es algo que no se explica en la película y la mayoría de las personas desconoce. El QRH, en inglés Quick Reference Handbook, es un manual de referencia rápida o una lista de verificación y procedimientos de los posibles problemas técnicos, situaciones anormales y de emergencia a bordo de la aeronave. No es el manual de vuelo, ni el manual de operaciones del avión. El QRH trata todos estos procedimientos antes mencionados en un formato fácil de usar.

Típico QRH de la familia AIRBUS


miércoles, 21 de septiembre de 2016

Aerodinámica básica para pilotos II: Resistencia (Drag)

La resistencia es la fuerza aerodinámica que se opone al movimiento de un avión en el aire. La resistencia es generada por cada parte del avión (incluso los motores).



Humor astronáutico


Sistema de aterrizaje por microondas (MLS)

Hoy comento en plan muy sencillo un sistema muy complejo, que podría haber sido revolucionario, pero que no acabó por implantarse.

El Microwave Landing system (MLS) es un excelente sistema de aterrizaje de precisión que funciona en cualquier condición meteorológica. En un principio estaba previsto que este sistema reemplazara o complementara a los sistemas de aterrizaje por instrumentos (ILS). El MLS se empezó a desarrollar en los 70.

Como tantas y tantas tecnologías, el MLS ha tenido la mala suerte de haber sido desarrollado en una época de transición en la que el ILS, aunque antiguo, era lo suficientemente bueno como para seguir siendo utilizado. Cuando el MLS se empezó a instalar en la década de 1990, los sistemas GPS/WAAS estaban ya siendo desarrollados e implantados en muchos sitios. Es una auténtica pena, pues el MLS es una tecnología excelente y muy bien pensada, que simplemente llegó muy tarde. 

Hoy en día los sistemas de posicionamiento por satélite (GPS, GLONASS, etc.) ofrecen el mismo nivel de precisión que el MLS, pero sin la necesidad de instalar el equipo en el aeropuerto. El GPS/WAAS reduce drásticamente el costo de la operación en aterrizaje de precisión, y desde su introducción en Norteamérica se han ido desmantelando la mayoría de los sistemas MLS existentes. El sistema GNSS  por excelencia (GPS) provee aproximaciones con localizador y guía vertical' (LPV) basados ​​en amplias zonas de cobertura con integridad de la señal (WAAS). Este sistema proporcionar una guía vertical comparable al ILS de Categoría 1 y hoy en día ya supera al número de aproximaciones ILS en los aeropuertos estadounidenses.

lunes, 19 de septiembre de 2016

Velocidad terminal

Se entiende por este término la velocidad que alcanza un objeto en caída libre a través de un fluido. Aunque esto se puede aplicar a cualquier fluido/objeto, el ejemplo más conocido de fluido es el aire y el objeto típico es el paracaidista o Skydiver. Una persona que cae alcanza su velocidad terminal cuando la suma de la fricción (Fd) generada por su cuerpo (junto con los efectos de la flotabilidad asociada si existieran), alcanza un valor igual al de la fuerza de la gravedad (Fg) que actúa en él. La fricción es un vector de la misma dirección pero sentido opuesto al tirón gravitatorio.

En general se suele decir que la suma de las fuerzas es cero ya que ambas fuerzas se igualan. La Fg es la energía potencial del cuerpo en cuestión, que no es otra cosa más que la masa por la gravedad (mxg). La Fd es la fricción del cuerpo en el fluido. Esta fórmula es igual a la que encontramos al hablar de fricción en los aviones. Cd es el coeficiente (adimensional) de rozamiento del cuerpo en cuestión. Cada cuerpo o forma aerodinámica tienen un Cd específico.

jueves, 15 de septiembre de 2016

La interfaz hombre-máquina de los E-Jet


El E-Jet es un avión muy automatizado que cuenta con los últimos avances en sistemas de gestión de vuelo y presentación de datos. Esta aeronave está dotada de un modernísimo sistemas de vuelo tipo EFIS que permite una integración perfecta con el sistema de gestión FMS y el vuelo automático. La familia E-Jet de Embraer es el vivo ejemplo del llamado concepto “Glass Cockpit”, donde la electrónica y la aviónica ayudan a los pilotos descargándolos de las tareas más tediosas para que se puedan concentrar en el pilotaje y la gestión del vuelo. Cuando se tiene acceso a la cabina de vuelo del E-Jet uno se puede dar cuanta inmediatamente de lo que ha avanzado la aviación en pocos años. La mayoría de las situaciones anormales se pueden gestionar con una reducida carga de trabajo y la electrónica que incorpora se hace cargo de los automatismos del sistema. El E-Jet está altamente automatizado y para poder entender bien como funciona los pilotos que lo operen deban de estar mucho más capacitados técnicamente.