Va de retro... Reversa o Empuje inverso

Fokker 70 de KLM con empuje inverso incorporado. Pueden verse las dos superficies situadas en la parte trasera del motor en posición desplegada, desviando los gases de escape del motor hacia adelante.

Las cazoletas del Boeing 737-200

Se conoce como empuje inverso o empuje de reversa a la desviación temporal de la salida de un reactor de modo que los gases de escape sean expulsados en otra dirección distinta a la del avión. La desaceleración resultante actúa contra el avance de la aeronave, frenándola. Este sistema es empleado por muchos aviones de reacción para facilitar la frenada justo después de tocar tierra, reduciendo el esfuerzo de los frenos y permitiendo al avión operar en aeropuertos de pistas más cortas. También es instalado en aviones a hélice gracias a los motores con palas de inclinación variable hacia ángulos negativos, de modo que se puede invertir la dirección del flujo de aire. Sin embargo, las normas dictan que un avión debe ser capaz de aterrizar en una pista sin el uso del sistema para que sea certificado como operativo en ella.

El uso de las reversas, es fácilmente identificable por un aumento considerable del ruido de los motores, inmediatamente después del contacto con la pista. Los inversores son claramente visibles en los motores durante su despliegue, ya sea en la parte trasera, o proyectando el empuje hacia delante mediante deflectores en los laterales. Frecuentemente en los aterrizajes se emplea el "empuje inverso parado". Es usado con gran frecuencia en aeropuertos por las noches, sobre todo por restricción de ruido. El procedimiento, aunque no aplica potencia tras el despliegue de las reversas, sigue siendo de efectivo de cara a la reducción de la distancia de frenada, ya que el propio ralentí, es capaz de proporcionar algo de empuje (los aviones generalmente ruedan al ralentí). Hay varias formas de invertir el empuje de un motor a reacción. La ilustración muestra un inversor de tipo concha de almeja, donde todo el flujo de aire es invertido. El empuje inverso se activa normalmente mediante unas palancas (una por motor) alzadas o retrasadas, después de que el motor esté en ralentí.

Los turbohélice 

El empuje inverso de los turbohélice utiliza hélices de paso variable para reducir la velocidad al variar el ángulo de las palas para empujar el aire hacia adelante (rango beta), a diferencia de los reactores que redirigen los gases de escape; es esencial para frenar en el suelo, maniobrar hidroaviones e incluso permitir el movimiento hacia atrás, utilizando un sistema hidráulico para controlar los ángulos de la pala de paso fino a negativo para una desaceleración o reposicionamiento efectivos.

Cómo funciona

• Cambio de paso de la pala: en lugar de puertas o cubiertas, las propias palas de la hélice giran a un ángulo negativo (o ajuste beta).

• Reversión del flujo de aire: este paso negativo hace que la hélice recoja el aire desde la parte trasera, dirigiéndolo hacia adelante, creando empuje inverso.

• Rango beta: los pilotos mueven las palancas de potencia más allá del punto de ralentí en tierra hacia el "rango beta", que controla esta configuración de paso negativa para frenar y maniobrar.

• Funcionamiento del motor: el motor turbohélice en sí sigue funcionando porque la raíz de la hélice (cerca del cubo) mantiene un ángulo de empuje hacia adelante, evitando la interrupción del flujo de aire en la entrada del motor.

Debajo se pueden ver los tres controles principales de un sistema de hélice de paso variable (velocidad constante) de ajuste manual. La palanca primera es la potencia (el equivalente al acelerador de nuestro coche). La palanca del medio es la que controla el paso de la hélice (prop). La palanca de la derecha es la mezcla aire/combustible del motor (condition).

La última imagen del diagrama muestra la reversa de la hélice. Con la reversa se puede invertir el flujo de aire mandando el aire hacia adelante. Esto es muy conveniente para cuando se quiere ayudar a parar una avión después del aterrizaje. También puede tener otras utilidades, como la que comento a continuación.

Usos y beneficios

• Frenado: acorta significativamente las distancias de aterrizaje en las pistas.
• Maniobras: Permite que los hidroaviones giren o retrocedan sobre el agua.
• Control en tierra: ayuda a mover aviones en tierra sin remolcadores.

Diferencias clave con los jets

• Jets: Utiliza bloqueadores físicos (sistema de cascada, sistema de concha) para redirigir los gases de escape.
• Turboprops: Modifica la acción aerodinámica de la hélice (ángulo de pala) para redirigir el aire de propulsión.

Recuerdo que hace años (allá por 1998) en unas maniobras militares en Nevada (USA), nuestro Hercules C-130 no era capaz de arrancar uno de sus motores. Los mecánicos querían arrancar el motor utilizando una corriente de aire. Esto es lo que se conoce como molinillo o "windmilling" en inglés. Aprovechamos que un C-130 Hercules de la USAF pasaba en ese momento por el parking y les llamamos para que nos hicieran el favor de soplar nuestra hélice. Así fue como conseguimos arrancar nuestro motor.

Algunos aviones pueden emplear los inversores de forma segura durante el vuelo, si bien la gran mayoría de ellos son aparatos turbohélice o reactores de generaciones anteriores. Por ejemplo, el turbohélice ATR 72 puede activar los inversores sin problema en vuelo. El Ilyushin Il-62, reactor de largo alcance de la era soviética utiliza en vuelo la reversa de sus motores exteriores durante los aterrizajes y también lo hacía por ejemplo el Hawker Siddeley Trident, un avión con capacidad entre 120 y 180 pasajeros, era capaz de descender a una velocidad de hasta 10.000 pies por minuto gracias al uso de los inversores, aunque esta capacidad raramente se utiliza.

El mecanismo de seguridad que evita el armado del sistema de reversas durante el vuelo en aquellos aviones en los que esa posibilidad no se contempló durante su diseño, en general se basa en la imposibilidad de vencer la resistencia aerodinámica generada por el desplazamiento de la nave y/o del flujo de gases del motor sin la ayuda de un empujador hidráulico.

Para ello se utiliza un pressure switch o interruptor de presión que impide que éste y otros dispositivos que sólo deben funcionar con el avión en tierra, reciban presión hidráulica hasta que el sensor tierra-vuelo presente en el tren principal, o en algunos casos en el delantero, sea activado tras el contacto con la pista. Una vez el amortiguador del tren se comprime, el interruptor queda en posición abierto, quedando el circuito con la potencia hidráulica necesaria para vencer la resistencia del motor al ralentí y a baja velocidad pero no con gases abiertos. De igual modo el circuito se desactiva en el momento en que el avión alcanza su velocidad de rotación Vr y el tren de morro se separa de la pista.

Usos Generales

El uso general de este sistema de frenado se utiliza en los momentos en los que la aeronave debe aterrizar en una pista demasiado corta para ello y la frenada tiene que producirse rápidamente.

Incidentes

En el vuelo 004 de la compañía Lauda Air, el motor número uno del Boeing 767-300 experimentó un despliegue imprevisto de los inversores, lo que causó que la aeronave entrase en pérdida y se estrellara.2 El 31 de octubre de 1996, un Fokker 100 brasileño se estrelló apenas unos minutos después de despegar del aeropuerto de Congonhas, alcanzando a un edificio de apartamentos y varias casas. Los 90 pasajeros y los 6 tripulantes murieron, además de 3 vecinos de la zona. El accidente fue achacado a un defecto del sistema que provocó que se desplegaran los inversores del motor derecho poco después del despegue.