viernes, 26 de junio de 2015

La mal llamada rata: Ram Air Turbine o RAT


La turbina de aire de impacto conocida por sus siglas en inglés como RAT (y coloquialmente como la rata), es para muchos aviones el último recurso para poder seguir contando con potencia hidráulica y a también veces eléctrica en caso de un fallo total de las fuentes habituales que la producen (normalmente los motores).

Este dispositivo también es conocido a veces como Air Driven Generator (ADG), por ejemplo en el CRJ. Algunos aviones como el Jumbo-Jet 747 (solo hasta la serie -400) no lleva los famosos RAT simplemente porque el aire de impacto en los motores que han dejado de funcionar sigue moviendo los álabes del eje y este movimiento se suficiente para seguir generando energía. Es lo que se conoce como "windmilling".

Los aviones suelen utilizar energía hidráulica generalmente para mover las superficies de control de vuelo primarias, como los alerones, timón y elevadores. En algunos aviones se emplea la energía hidráulica también en las superficies de control secundarias, como es el caso del RJ-100 (Jumbolino), que utiliza el sistema hidráulico para mover los FLAPS, mientras que los alerones son mecánicos (no es lo usual). La otra fuente de energía esencial en cualquier avión es el sistema eléctrico. Las pantallas del cockpit, por ejemplo necesitan una fuente permanente de energía eléctrica, de lo contrario extraerían la energía de las baterías que tienen un tiempo muy limitado dependiendo del avión que se trate, por ejemplo: 10  minutos en un E-Jet (avión pequeño) y 30 minutos en un A330 (avión grande).





Para que esto no ocurra los aviones modernos diseñan los sistemas por duplicado y a veces por triplicado. Según la legislación aeronáutica vigente se establecen probabilidades de fallo. Los sistemas de los aviones se diseñan para cumplir con esta legislación, pero la probabilidad real de un fallo existe. Uno de los casos más improbables de fallo es aquel que afecta a ambos motores al mismo tiempo. Imaginemos que esto ocurre en vuelo. Podría ser lo que se denomina un "dual engine flame-out" (apagado de ambos motores).

En tal caso las bombas del sistema hidráulico y los generadores de corriente se verían afectados. Esto es lo que ocurriría en la mayoría de aviones comerciales modernos. En esta situación todavía contaríamos con la ayuda de la unidad de potencia auxiliar (APU), pero en vuelo lleva un cierto tiempo ponerla en marcha para que supla las fuentes de energía perdida.

Para evitar esta falta de energía de forma casi instantánea es para lo que se ha desarrollado el RAT.  En la mayoría de aviones el despliegue del RAT se produciría automáticamente al perder la energía de ambos motores (dependiendo del avión), pero también puede ser desplegado manualmente por los pilotos. El principio de funcionamiento es similar a los aerogeneradores que podemos ver diseminados por los campos o las costas. El aire de impacto mueve las palas del aerogenerador y este movimiento por medio de engranajes mueve a su vez una bomba hidráulica y a veces también un generador de corriente que produce energía eléctrica típica en aviación: 115 voltios a 400 Hz en monofásico o trifásico. Una vez que la turbina funciona provee de corriente eléctrica a través de los buses esenciales y la energía hidráulica necesaria para las superficies de vuelo críticas. Un esquema simplificado se puede ver a continuación. Está en francés, pero es fácilmente entendible :)


Todo esto está muy bien. Los ingenieros piensan en todo. Si la energía falla totalmente el RAT se despliega automáticamente gracias a un sistema (normalmente electromagnético) ayudado por un muelle. Pero ¿Qué ocurre si se despliega el RAT en vuelo cuando no debe de desplegarse? Pues eso es lo que le ocurrió a un Embraer E-Jet de British Airways en pleno vuelo. Por accidente (fallo del sistema) se desplegó el RAT en pleno vuelo.

En principio esto no es un gran problema en el sentido que el avión cuenta con una fuente "extra" de energía que se ha puesto a funcionar. Quizás se haya producido una transferencia no usual de energía hacia elementos que normalmente la toman de otra manera, pero nada más. El problema es que al ser este dispositivo un elemento de emergencia, casi nunca se utiliza y muy pocas personas lo han experimentado en vuelo real. Una de las cosas más sorprendentes del RAT es precisamente su ruido. La rotación de la hélice y la resistencia inducida por el nuevo elemento que sobresale del fuselaje (o ala), hacen que se produzca en la mayoría de los casos un ruido extremadamente fuerte.

En el citado vuelo de British los pilotos volaban con la puerta del cockpit cerrada y bloqueada (como debe  de ser), pero los asistentes de vuelo en cabina de pasajeros se alarmaron al oír el tremendo ruido generado por el RAT. Como los tripulantes de cabina no sabían de que se trataba llamaron a los pilotos en el cockpit, pero estos no escucharon la llamada por el propio ruido. El resultado fue una situación de pánico al pensar los tripulantes de cabina que se había producido alguna especie de catástrofe en el cockpit (descompresión explosiva o algo similar) y que los pilotos estaban muertos o algo parecido. Con el tiempo la situación se aclaró, pero el susto se lo llevaron todos, tripulantes y pasajeros.

Hace ya algunos años nos instalaron el simulador de nuestro querido E-Jet en el centro de instrucción de Lufthansa en Munich. Poco después de encontrarse plenamente operativo, reservamos unas horas para poder probarlo y decidimos efectuar algunas emergencias para probar ciertos sistemas de lso que luego hablamos a los alumnos (como este que aquí se comenta).  El caso es que desplegamos el RAT manualmente y fue tal el ruido que produjo, que los técnicos de mantenimiento del centro de Luftahansa acudieron alarmados preguntando a voz en grito:
Was ist passiert? Was ist passiert? (¡Que pasa!, ¡Que pasa!).

Una vez que les calmamos y les dijimos que se trataba de un entrenamiento con el RAT, ellos nos confesaron que era la primera vez que oían ese ruido tan tremendo y habían pensado que se trataba de un accidente en el simulador.

Moraleja: Lo que ocurre es lo de siempre. El RAT se estudia, pero nunca se utiliza porque es un sistema de emergencia (la última barrera de defensa) para no quedarse sin energía en el avión. Debido a la multiplicidad de sistemas, la redundancia, etc. es muy difícil que se utilice y cuando alguna vez sucede en un vuelo suele ser "la primera vez" resultando en una experiencia desconocida que puede causar alarma a los que lo sufren. Se debe de hacer más entrenamiento en este sentido para ver que el sistema funciona normalmente en vuelo a pesar del ruido y las vibraciones.

Debajo se puede ver un vídeo de una prueba del RAT por parte de mantenimiento, pero está hecha en el suelo, de forma que el ruido es mucho menor que en pleno vuelo.




El RAT es un elemento formidable que da mucha seguridad y que suele operar perfectamente. No suele tener limitaciones por hielo o por velocidad y se puede utilizar dentro de la envolvente de vuelo habitual de la aeronave.

2 comentarios:

  1. yo la he oido en el hangar 2 del aeropuerto de barajas , hace un ruido horrible en tierra , me imagino que en vuelo sera mayor

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    1. Efectivamente, en vuelo se nota mucho el ruido, pero también las vibraciones que produce.

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