Tren de aterrizaje en el E-Jet

El 25 de marzo un avión Embraer de la familia E-Jet (E190) de la aerolínea JetBlue efectuó un aterrizaje forzoso con el tren de aterrizaje delantero plegado. El suceso ocurrió en el aeropuerto de Nassau (Bahamas) y fue captado por cámaras de muchas personas que allí se encontraban. Los pilotos del aparato efectuaron una maniobra de aterrizaje suave con el tren principal dejando caer finalmente el morro del avión sobre la pista. No hubo heridos que lamentar.

El fallo técnico se produjo cuando los pilotos accionaron el mecanismo del tren de aterrizaje. Este es un avión que conozco bastante bien y por ello voy a comentar en este post como funciona este sistema denominado LANDING GEAR AND BRAKES en el manual de AOM2 de los sistemas del avión.

El tren de aterrizaje es un sistema esencial, ya que permite a la aeronave apartarse de la puerta de embarque, rodar hasta la pista y despegar y aterrizar con seguridad. Estos sistemas están formados por la estructura del tren de aterrizaje, los actuadores de extracción y recogida y los actuadores de dirección, el sistema de posicionamiento y advertencia, la integración de ruedas y frenos y los sensores y mandos asociados, incluidos los mandos de la cabina de pilotaje. Existen muchos tipos y configuraciones diferentes, pero en el Embraer el tren de aterrizaje es del tipo triciclo retráctil, operado de forma hidráulica y mandado electrónicamente. Es uno de esos elementos electrónicos que denominamos “By-Wire”. La rueda de morro es doble y tiene capacidad de guiado incluso cuando el avión carretea en tierra con un solo motor. El máximo ángulo de deflexión es +/-76° manualmente (dependiendo de la velocidad) y +/-7° con los pedales. Las ruedas del tren principal también son dobles. Los amortiguadores son del tipo Óleo neumático (Nitrógeno/aceite). Liebherr es la empresa alemana encargada de fabricar este tren de aterrizaje y del sistema de control de dirección de la rueda de morro llamado Nose Wheel Steering Control Module (NWSCM).

Para el modelo 190 y 195 los neumáticos y ruedas son estos: 

• Rueda/Neumático de morro – (2) Dimensiones 24x7.7 16PR/24x7.7 R10*
• Tren principal Neumático/Rueda (4) H41x16.0-20 22PR / H41x16.0 R20*

* Las ruedas radiales son estándar en el lineage, pero son una opción en los demás modelos.

Para el modelo 170 los neumáticos y ruedas son estos:

• Rueda/Neumático de morro – (2) Dimensiones 24x7.7 16PR
• Tren principal Neumático/Rueda (4) H38 x 13.0-18 18PR o 20PR 

La limitación de velocidad para todos los modelos es de 225 millas por hora. (195 nudos)

La dirección de la rueda de morro se puede efectuar por medio de la manija que se encuentra en la posición izquierda. El guiado es "By-Wire".

El tren usa diferentes módulos electrónicos en las unidades MAU para la retracción y extensión, control de frenado y dirección de rueda de morro. En los módulos también se procesa las señales de los sensores de proximidad, cuando el tren esta extendido y blocado los dos sensores de proximidad de cada tren mandas las señales a los PSM, los cuales a su vez envían la información de la posición del tren al piloto mediante el EICAS. Existen tres formas de bajar el tren de aterrizaje: de forma electrónica (usando la palanca, pero la señal se procesa en los ordenadores de abordo), de forma eléctrica por medio de un interruptor situado en la tapa donde se encuentra el sistema de emergencia (este interruptor actúa directamente las válvulas hidráulicas) y por medios mecánicos tirando de una palanca que desbloquea los ganchos que sujetan el tren.  

En el caso de que se intente un aterrizaje con el tren arriba y los flaps se encuentren en la posición de aterrizaje, una voz electrónica avisará a los pilotos: "LANDING GEAR", "LANDING GEAR". El aviso sonoro se puede cancelar con el botón pulsador cubierto por la guarda roja que se ve en la ilustración.

A los pies del asiento del copiloto se puede ver la tapa roja donde se aloja la palanca de despliegue del tren en emergencia. Esta es la forma alternativa de desplegar el tren de aterrizaje. Incluso sin presión hidráulica el tren debería de poder ser desplegado por medio de la gravedad.

Como se aprecia en la ilustración que abre el post EMBRAER ha optado por no usar compuertas para las ruedas, quedando estas al descubierto en pleno vuelo. La solución es similar a la adoptada por el BOEING 737. Esta configuración es más económica, menos compleja y más sencilla de mantener. El aire no entra en el compartimento de la ruedas debido a un sello de caucho, tal como se aprecia en la foto. Las propiedades aerodinámicas del avión no se ven alteradas en gran medida con esta configuración y el consumo de combustible no se ve apenas afectado.

El sistema de frenos es en mi opinión uno de los puntos fuertes de este avión. Parece que EMBRAER ha optado por instalar unos frenos de grandes dimensiones (incluso mas de lo necesario), por lo que el aparato frena de una forma excelente. Si a esto le unimos las ventajas de unas velocidades de aproximación realmente bajas, tendremos una capacidad de frenado muy alta. La posibilidad de que los frenos se sobrecalienten es pues minima y no necesita ventiladores de frenos como los que se montan en la familia AIRBUS. En cualquier caso la temperatura de los frenos se puede monitorizar en la página STAUS del MFD, tal como se muestra en la foto.

OB = outboard (ruedas exteriores); IB = inboard (ruedas interiores). La indicación en color verde es de normalidad. En caso de sobrecalentamiento el color cambia a ámbar. Si se exceden cirtas limitaciones de temperatura se genera un aviso (WARNING) en el EICAS.

El sistema cuenta con capacidad de frenado automático (AUTOBRAKE) seleccionable en cabina con cinco posiciones, RTO, OFF, LOW, MED y HI.

RTO (rejected take-off) se utiliza para los despegues, OFF cancela el frenado automático, el resto de las posiciones se usa para el aterrizaje y son tres intensidades diferentes. Este sistema de frenado automático es también “By Wire”, esto quiere decir que no importa la posición del interruptor el sistema actuara solo cuando los parámetros de frenado estén desacuerdo a la lógica interna.

La fuerza requerida para el frenado es hidráulica, se usan los sistemas 1 y 2. Tal como se puede ver en el diagrama el sistema 2 aplica energía hidráulica al par de ruedas interiores y el sistema numero 1 a las exteriores.

El sistema de frenado también cuenta con varias protecciones para el frenado. Sobre-velocidad, blocaje, etc. Estas protecciones no están disponibles si se utiliza el freno de emergencia. Esto lo que les sucedió a los pilotos de US Airways Express cuando aterrizaron con el freno de aparcamiento echado ...y así les quedó el tren de aterrizaje.

Las fotos son de Checkride.com

El remolque del avión es muy sencillo. Lo único que se necesita es desconectar la dirección de la rueda de morro con un interruptor que se encuentra situado en la parte posterior de la columna de dirección. Cuando no esta seleccionado el freno de emergencia y no se pisan los pedales del freno se enciende una luz verde en la rueda de morro indicando que el avión esta listo para su remolque, en caso contrario la luz es roja.