miércoles, 2 de noviembre de 2016

Velocidad de rotación

Un seguidor de este Blog me preguntaba sobre la Vr y si podría ser conveniente incrementar esta velocidad. La idea en principio parece buena, porque cuanta más velocidad, más energía y por lo tanto mejor disposición para comenzar a ascender con nuestro avión. Pero lo que en principio puede parecer una ventaja de hecho no lo es. Existen muchos factores que afectan al despegue y que hay que tener en cuenta. Entre estos factores están las velocidades máximas que pueden alcanzar los neumáticos (Vtire speed) y la velocidad de máxima energía de frenado (Vmbe). Las consecuencias de sobrepasar estos límites perecen claras: o nos revientan los neumáticos o nos salimos de la pista en caso de necesitar abortar el despegue. Otra de las cosas que pueden pasar si se varía la Vr (o si se ejecuta indebidamente) es que golpeemos con la cola en el suelo.

Todo está legislado


Para saber la definición exacta se puede ver la CS-25 (certificación de aeronaves grandes) que tiene la EASA en su página:



La velocidad de rotación o Vrotate está previamente calculada para una combinación de parámetros como peso (masa), configuración (flaps/slats) y temperatura (la elevación del aeropuerto también puede influir). Vr es por lo tanto una velocidad operacional. Esto quiere decir que el piloto recibe esta velocidad previamente calculada y solo se limita a ejecutar la maniobra. para el piloto es simplemente una velocidad de referencia. Cuando el piloto alcanza esta velocidad tira hacia atrás de la palanca o los mandos de vuelo. El piloto lo hace de forma que la rotación se efectúe normalmente entre 2° y 3° por segundo. Esto va a permitir que el avión obtenga la actitud de vuelo necesaria y pueda alcanzar la Vlift-off (velocidad a la que el avión deja el suelo). Vr, por lo tanto debe de permitir que se pueda alcanzar la velocidad de despegue (Vlift-off) y que esta velocidad sea superior a Vmu. 

VMU is the calibrated airspeed at and above which the aeroplane can safely lift off the ground, and continue the take-off. VMU speeds must be selected by the applicant throughout the range of thrust-to-weight ratios to be certificated. These speeds may be established from free air data if these data are verified by ground take-off tests. 

En otras palabras, que la Vmu o minimum unstick speed es la velocidad en la que se puede demostrar enfrente de las autoridades de aviación civil que el avión se va al aire sin problemas y puede continuar el despegue. Esta demostración se hace por medio de vuelos de prueba. La Vmu también se puede determinar geométricamente. Esto quiere decir que muchos aviones están limitados a una velocidad en la cual van a tocar con la cola en el suelo.

El cálculo de Vr se establece de antemano para que el avión pueda alcanzar la velocidad de seguridad (V2) a 35 pies de altura sobre el umbral de la pista en el peor caso posible (fallo de motor exactamente en V1).  



En la ilustración que sigue se pueden ver los valores típicos del Boeing 737-300/ -400 /-500. Tal como se pude ver, el avión alcanza la Vr y el piloto tira hacia atrás de los controles de vuelo. Después de unos 3 segundos de la Vr el avión deja el suelo con la actitud de morro arriba (entre 8° y 10°). Unos 6,5 segundos después de la Vr el avión ya se encuentra en el aire a una altura de 11 metros contados desde las ruedas al suelo y con una actitud de entre 16° y 18°, lo cual le permitirá alcanzar una velocidad de V2 +15.  



En el diagrama de abajo se puede ver a un 747-400 y el efecto que se consigue si se hace una rotación lenta o se rota menos grados de los debidos. Si el 747 rota solamente 1°/segundo más lento de lo que debería, esto va a tener como consecuencia que la velocidad Vlift-off se incremente en 4 o 5 nudos (...y necesitará más pista). Si rotamos el morro 5° menos que lo estipulado en el manual del 747 entonces el avión necesitará más pista para alcanzar los 35 pies de altura. 


En definitiva, si nos ceñimos a lo que nos digan, cuando alcanzamos la Vr (calculada por operaciones o el computador de vuelo) rotamos a una velocidad de entre 2° a 3° por segundo, habremos asegurado que no vamos a tocar con la cola en el suelo y además obtendremos la velocidad de despegue (lift-off) después de unos 3 o 4 segundos.

Para leer sobre factores que limitan el despegue y otras curiosidades:



5 comentarios:

  1. Mil gracias por esta entrada en especial y el resto en general, cada vez que entro aquí aprendo algo! Saludos,

    David

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    1. Muchas gracias a ti David por seguirme.

      Un cordial saludo
      Manolo

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  2. No sé si podría colar aquello de que no hay cosas más inútiles que la pista que dejas atrás, la altura que tienes por encima y lo del combustible... dejémoslo correr.

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    1. Jajaja ...bueno después de ver la peli de Sully yo me atrevería decir aquello de "Más vale pájaro en mano que en la turbina".

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