La hoja de Carga y Centrado (u hoja de carga y hoja de centrado) son dos grandes desconocidas que se usan generalmente en todos los vuelos que se realizan. Sus principales misiones son:

• Cargar el avión de forma correcta, asegurándonos de que el avión no excede ninguno de sus límites operativos como el MTOW, MZFW o la MLW)
• Repartir bien esta carga para comprobar que está dentro de un centro de gravedad operable para el avión y no pasen cosas como esta
• Informar al capitán de la distribución de la carga, así como el centro de gravedad, que será importante a la hora de configurar el avión para el despegue.

Con toda esta información, compuesta por el peso total en cada compartimiento de carga, peso total de los pasajeros, el momento que tiene el avión,… el capitán puede ajustar el timón de profundidad de la aeronave adecuadamente para  cerciorarse de un correcto comportamiento del avión durante las diferentes fases del vuelo. Esto es crítico en el momento del despegue, hasta el punto de alargar más de lo que la pista da, la carrera de despegue. Si el timón se ajusta mal, no nos hará el efecto “palanca” para poder levantar el morro con más facilidad.

Aquí podemos ver un ejemplo de hoja de carga del vuelo de SwissAir SR0111 de Nueva York a Ginebra. Si lo miráis con detenimiento podréis ver como se detallan los pasajeros, el peso en los compartimientos, los diferentes pesos dependiendo de la fase del vuelo y algunos ostros detalles curiosos.

También podemos ver como es una hoja de centrado, aunque desgraciadamente no he podido encontrar algo de mayor calidad para que lo podáis ver en detalle. En este caso, es la de un A320. A grandes rasgos, una vez tenemos todos los pesos introducidos en la hoja, se trazan unas rayas en la zona inferior que nos dará el centro de gravedad. De ahí, y siempre que no salga de los límites operativos (zonas oscuras), el capitán puede ajustar el timón de profundidad para el correcto comportamiento del avión.

Todo esto es llevado a cabo por los coordinadores en la aviación comercial. Personas que están ahí aunque nadie sabe de ellos, que se encargan de que el avión salga puntual (dentro de sus limitaciones) y que informan al comandante de la aeronave sobre la carga que llevará, número de pasajeros, meteo en aeropuerto de salida, destino y en ruta, entre otras muchas cosas. Si voláis a menudo y no sabéis aún de quien os hablo, lo podréis distinguir por su chaleco de alta visibilidad y por entrar en la cabina durante la parada en tierra del avión, además de andar por la plataforma, alrededor del aparato. Normalmente esto es un proceso automático que se hace mediante un ordenador, aunque en caso de fallo del sistema se hacen a mano. Además, el comandante debe revisar esta información y también debe saber interpretarla para detectar errores.

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De forma genérica, una ayuda visual para el aterrizaje es un elemento que de forma visual ayuda al piloto a aproximarse a la pista. En este post trataremos los sistemas VASIS y PAPI que para muchos ya les serán familiares (más si vienen de la rama de pilotos o pilotos virtuales) pero que para otros muchos les serán totalmente desconocidos.

Ambos sistemas son elementos visuales que, de forma general están compuestos por un conjunto de luces que en función de la posición de la aeronave nos van a dar una referencia de si nuestra aproximación a la pista respecto a nuestra elevación acimutal es correcta o debemos corregirla.

VASIS, T-VASIS y AT-VASIS

El sistema T-VASIS (Visual Approach Slope Indicator – Indicador visual de pendiente de aproximación) consiste en una barra perpendicular al eje de la pista con 4 luces y una barra paralela al eje de la pista con 6 luces, y que intercepta a la anterior en el punto medio. La única diferencia entre ambos sistemas es que este conjunto se encuentra a ambos lados de la pista en el T-VASIS y de un solo lado en el AT-VASIS.

Funcionamiento básico del sistema AT-VASIS

El funcionamiento es el siguiente: Cuando el avión va con la inclinación correcta solamente se verá la barra transversal y su color será blanco. Si va por encima de la senda de planeo correcta, verá la barra transversal y también algunas de las luces centrales que están por encima de la barra transversal, todas ellas de color blanco. Mientras se vuele más por arriba, más luces centrales se verán. Si la aeronave va por debajo de la senda, se verá la barra transversal y algunas de las luces centrales que están por debajo de la barra, todas ellas de color blanco. Si está muy por debajo, verá estas mismas luces pero de color rojo.

El sistema VASIS es el más sencillo de todos. Consta de 4 luces situadas en forma de cuadrado. El código de colores es muy similar al resto: Si están todas las luces blancas, tu aproximación es alta, si por el contrario están todas rojas, vas muy bajo. Si nos aproximamos correctamente observaremos las 2 luces inferiores blancas y las posteriores en color rojo.

2-BAR VASI – FAA

Los sistemas VASIS son más comunes en países que se rigen por las normas de la FAA, como Estados Unidos, Australia, Nueva Zelanda, … Por el contrario, en Europa es más común encontrar el PAPI, que explicamos a continuación.

PAPI y A-PAPI

El PAPI (Precision Approach Path Indicator – Indicador de precisión de ruta de aproximación): Consiste en una barra transversal de 4 luces situada comúnmente a la izquierda de la pista. Si el avión va alto verá todas las luces blancas, si va bajo, las verá todas rojas, y si va en la senda correcta, verá dos blancas y dos rojas. A diferencia el PAPI, en el sistema A-PAPI solo disponemos de dos luces, aunque en esencia el funcionamiento es exactamente el mismo.

Funcionamiento básico del sistema PAPI

En ambos sistemas la electrónica es muy similar y existen multitud de empresas que los montan, en ambos casos los sistemas están certificados para que en condiciones normales se puedan observar a una distancia de 5 millas (8km) durante el día y a 20 millas (32km) durante la noche. Además su alimentación es por red de compañía y grupos de emergencia con un sistema de regulación en intensidad, su funcionamiento es 24horas.

Cada caja de luces está equipada con un mecanismo óptico formado por unos espejos con determinados ángulos de incidencia de la luz que la dividen en dos segmentos, rojo y blanco. Dependiendo del ángulo de aproximación, como ya hemos visto, las luces se verán o rojas o blancas desde la posición del piloto.

El Indicador de Trayectoria de Aproximación de Precisión se basa en el principio de la Lente de Fresnel. Estas son empleadas en, por ejemplo, faros, además de en el sistema PAPI/VASI. La razón es que se obtiene una lente no tan pesada que tiene unas características muy especiales e idóneas para su función: tienen una gran apertura y una corta distancia focal. O lo que es lo mismo, tienen la virtud de focalizar muy bien la luz, haciendo que no se disperse tanto y que por lo tanto sea visible a mayores distancias.

Lente Fresne frente a una convencional – Wikipedia

En cuanto al sistema eléctrico, cada lámpara consume unos 200W y tiene una potencia lumínica de entre 500 hasta 50.000Cd.

Desde estas líneas, desearle a nuestro redactor Tycho Brahe que se mejore rápidamente de su convalecencia ;) y también gracias a F. López por facilitarme gran parte de esta información.

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El instructor de vuelo de la FAA Luiz Monteiro nos ofrece una página con simuladores de instrumentos de avión bastante completa.

Imágen del simulador de VOR. Fuente: www.liuzmonteiro.com

Cada instrumento incluye una buena descripción de su funcionamiento, además de el simulador de instrumentos, propiamente dicho. En la página hay multitud de cálculos, desde cálculos de altitud, pasando por radio de acción en función del flujo de combustible, hasta cálculos con números de mach.

Es una buena página para los principiantes del flight simulator, o bien para aquellos que quieran iniciarse en el mundillo de la aviación.

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© Will Mallinson – Airliners

Y ahora la pregunta ¿qué fue esa explosión? El fogonazo fue causado por una pérdida del compresor. En ocasiones, el flujo de aire que entra en el motor es irregular o turbulento. En estos casos, es posible que algunos álabes del compresor, que son al fin y al cabo piezas con forma de perfil alar, entren en pérdida.

Dentro de este tipo de suceso, tenemos lógicamente multitud de tipos. Desde pérdidas del compresor muy puntuales y casi ni perceptibles en los instrumentos hasta pérdidas completas del compresor, con resultados más que visibles como explosiones -como en el caso del famoso Thompson 263H en Manchester- o flameouts del motor afectado.

En los casos más severos, como el anteriormente mencionado, la combustión puede llegar a ser anormal y producirse explosiones en las que se quema el combustible sobrante, aquel que ha entrado en la cámara de combustión y se suponía que tenía que mezclarse y quemarse junto al oxígeno que no llega hasta esta etapa del motor debido a la pérdida. Una buena comparación se puede hacer con un coche de carreras, cuando vemos los fogonazos salientes del tubo de escape cuando el piloto levanta el pie del acelerador. El principio es el mismo, combustible sobrante que se quema súbitamente.

¿Qué puede causar una pérdida del compresor?

• Daño estructural previo en los álabes (desgaste, por ejemplo).
• FOD (Foreign Object Damage), ingestión de pájaros, piezas.
• Flujo de aire anormal en la parte frontal del motor.

Daño estructural previo en los álabes

El desgaste de los álabes puede, lógicamente, alterar el flujo de aire y por lo tanto hacer que ése álabe entre en pérdida. Generalmente, la pérdida de un sólo álabe no causa una reacción en cadena que produzca una falla completa en el compresor, pero sí puede ser perceptible por la tripulación, generalmente en forma de pérdida de empuje momentánea.

FOD

La ingesta de un objeto como un pájaro, pieza desprendida de otro aparato, un bloque de hielo, granizo, etc. puede causar daño a las palas, alterando su forma y por tanto, causando una pérdida en los álabes afectados. Generalmente, el daño es más extenso que en el primer caso, al dañar el objeto varios álabes. En este caso, se puede producir una reacción en cadena, o mejor dicho, una pérdida en cadena. Al perder efectividad varios álabes, los que le siguen en la secuencia de compresión podrán hacer lo propio. Es el caso del Thomson 263H o del A320 del río Hudson.

Flujo de aire anormal

Si el aire que entra en el motor es turbulento o insuficiente, se puede causar una pérdida del compresor. Por ejemplo, en el primer vídeo de esta entrada. El aire caliente y turbulento que expulsa la reversa es aspirado de nuevo por el motor causando un “compressor surge”. Otro ejemplo de pérdida del compresor causado por turbulencia es el visto en la película “Top Gun”, cuando un F-14 cruza la estela turbulenta de otro aparato.

Por último, tenemos la pérdida cuando el aire que aspira un motor es insuficiente para su funcionamiento normal. Lo general es que esto ocurra por una posición anormal del avión. Un ángulo de ataque excesivo, un ascenso siguiendo la vertical en el que te quedas estático en el aire al llegar a la cúspide de la trepada, etc.

Al comienzo de la era de los reactores esta incidencia no era poco común. La ausencia de FADEC hacía necesario ser extremadamente cauto al controlar el motor. Los cambios de potencia bruscos podían causar más fácilmente que ahora un compressor surge al necesitar la planta motriz más aire de forma inmediata. Actualmente, el FADEC se encarga de aumentar progresivamente la potencia, evitando un compressor surge. Un buen ejemplo era el Concorde, donde al despegar, se avanzaban de un golpe todas las palancas de potencia, aunque los motores se tomasen su pequeño tiempo para acelerar.

¿Cómo se detecta una pérdida del compresor?

Generalmente, se percibe una subida de la temperatura de los gases de escape (EGT) por aquel combustible que se quema donde no le corresponde.

Si el la pérdida ha sido muy puntual y de poca importancia, bajará el valor de N1 o EPR para reestablecerse al poco tiempo. Este no será el caso cuando la pérdida sea completa, situación en la que un sonoro y preocupante ‘boom’ acompañará a una pérdida de potencia del motor.

Puede darse el caso de que la pérdida del compresor de lugar a sucesivas explosiones del combustible sobrante como en el caso del Thompson o del vídeo del A330 abajo mostrado, teniendo, ciertamente, que apagar el motor afectado o reducir su potencia al ralentí para evitar daños mayores.

Si existe daño o las pérdidas son continuadas, también podrá aumentar la vibración del motor afectado, viéndose este aumento reflejado en el correspondiente instrumento en la cabina.

¿Y cómo se soluciona?

Dependiendo de la gravedad de la pérdida del compresor, será necesario realizar una reducción momentánea de la potencia para permitir la recuperación del motor; el ajuste de potencia a ralentí o la parada completa del motor para evitar más daños al mismo (TOM263H).

En el caso de que ocurra un apagón del motor por una pérdida del compresor, generalmente será posible reencenderlo, siempre que no haya habido un daño extenso a la planta motriz.

Para aprender más:

Maclittle – Y el motor dijo basta

Pérdida del compresor en un ejercicio militar. El compresor entra el pérdida, aumenta la EGT a pesar de tener los gases al ralentí y el piloto se ve obligado a parar el motor, declarar emergencia y volver a  Gran Canaria. Nótese el daño del compresor.

Maclittle – Qué bonito es el vuelo sin motor

Parada de ambos motores a 40.000 pies tras una pérdida del compresor causada por una velocidad demasiado baja para la altitud a la que se encontraban.  Reencendido de ambos a un nivel inferior y de vuelta al ejercicio de caza.

El A330 dice ‘boom’

El turbofan Pratt & Whitney nos saluda al despegar de Zurich, ¿FOD?

Once it gets under your skin, you’ll never get it out.

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