jueves, 5 de febrero de 2015

¿Que es la Vmcg?

Una de las cuestiones mas importantes para el calculo de las velocidades de despegue es saber como obtener la velocidad mínima de control en tierra (Velocity - Minimum control on ground o Vmcg). Una de las mas importantes, o quizás la mas importante, pues de esta se derivan las siguientes.

Esta velocidad nos permite tener control direccional de la aeronave gracias al timón de cola y así evitar salirnos de la pista en caso de que se produzca un fallo de motor en la carrera de despegue.

Para el cálculo basta con observar que cuando se produce un fallo de motor, el motor que pierde energía y el motor que sigue empujando al máximo (o a veces un poco más ya que algunos modelos tienen una pequeña reserva de potencia parta estos casos) producirán un par de fuerzas que llevara al avión a desviarse de su trayectoria en el centro de la pista.

En la ilustración inferior se muestra un EMBRAER-190 en plena carrera de despegue y en un momento dado un fallo de motor. La normativa vigente dice que la aeronave (el piloto) debe de demostrar delante de las autoridades aeronáuticas, que es capaz de mantenerse dentro de los limites de la linea central (máximo 30 pies de desviación) con una aplicación de fuerza en el pedal de no mas de 150 libras. Todo sin usar el control de dirección manual.


Este caso es menos grave cuando los motores se encuentran montados muy juntos en el fuselaje, como en el caso de los aviones del tipo MD-80 o en el EMBRAER 145.


Imaginemos que esto nos acaba de suceder. Fallo de motor izquierdo en plena carrera de despegue.

Como todo el mundo sabe, el par de fuerzas o momento es el resultado de multiplicar la “fuerza por el brazo”. 

En la ilustración esto es la fuerza del vector potencia que empuja el avión hacia  adelante (F2 con el motor derecho) por la distancia (d) de esta fuerza al centro de gravedad del avión (Par de fuerzas o momento M en la ilustración).


En ese momento el piloto aplica a fondo el timón de dirección para compensar y crea una fuerza aerodinámica (F), que multiplicada por la distancia (h) genera un par M'.

Nótese que esta fuerza aerodinámica es función de: 


para unas condiciones de densidad constante y siendo el Angulo de taque (Cl) cero y la superficie también constante, lo único que puede variara es la velocidad (V^2).

Cuando la velocidad de la aeronave es la suficiente para generar un par M’ que iguale al par M habremos obtenido  nuestra Vmcg. Cuanto más baja sea esta velocidad mejor. En la familia de los E-Jet por ejemplo, estas velocidades son muy bajas, del orden de unos 90-95 nudos, dependiendo de la densidad del aire (elevación del aeropuerto).

Vídeo del A400 haciendo los test de Vmcg

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