¿Por qué la V1 en pista mojada es menor que la V1 en seco?

Cuando doy instrucción en los E-Jet, muchos pilotos saben que en sus aviones, la velocidad llamada de decisión o V1 es siempre menor en mojado (wet) que en seco (dry). Se lo saben de memoria. Ven las tablas de cálculo o el ordenador y te lo muestran claramente, pero cuando les pido que me den una pequeña explicación de cómo se interpreta este hecho, casi todo el mundo se lía con fórmulas muy complicadas y casi nadie lo sabe hacer de forma sencilla. Vamos a intentar explicar aquí esto de forma muy gráfica y un mínimo de fórmulas. Debajo se puede ver un cálculo efectuado con el paquete de software de Embraer.


En principio parece claro que para que el avión pueda parar en la pista disponible, cuando esta está mojada, es necesario empezar a frenar antes. Al estar la pista más resbaladiza se necesitan más metros para parar el avión. Es lo mismo que con los coches. Para poder visualizarlo mejor se puede dibujar un pequeño gráfico con el eje de ordenadas dedicado al peso del avión (su masa) y el de abscisas a la velocidad. Tal como se puede ver a continuación, la línea roja representa la pista disponible. Es una distancia que no podemos variar. Vamos a empezar a considerar lo que ocurre en una pista seca y luego veremos el efecto del agua.

La línea roja es descendente indicando que cuanto mayor es la velocidad adquirida, menor debe de ser el peso (masa) del avión o de lo contrario nos saldríamos al no poder pararlo. 

La distancia utilizable de la pista (línea roja) es fija y un avión ligero acelerará antes, pero no podrá sobrepasar esta línea o de lo contrario se saldría de la pista. La relación entre aceleración, velocidad y distancia con respecto al tiempo se puede ver en los tres gráficos que siguen. En ellos es fácil darse cuenta como un avión más pesado tarda más en acelerar, tarda más en adquirir una velocidad de despegue y recorre menos distancia en el mismo tiempo.

La relación entre velocidad y tiempo es lineal, mientras que en la relación distancia/tiempo la línea es exponencial. Esto es debido a que la t está elevada al cuadrado. 

El avión debe de adquirir una velocidad V1, llamada a veces GO/NO GO. Esta velocidad puede variar si el avión no llega a un límite de peso máximo. Esto es lo que se puede ver en el siguiente gráfico.

La intersección de la línea verde con la cantidad de pista disponible limita el peso máximo al despegue. Si nuestro despegue es con un peso menor, entonces podemos tener varias velocidades disponibles. Menos de una V1 mínima no es posible, pues aunque podríamos parar el avión sin problemas, no alcanzaríamos la velocidad adecuada para el despegue. Más allá de la V1 máxima tampoco es posible, pues aunque tendríamos una velocidad más que suficiente para el despegue, no podríamos parar el avión en caso de un despegue abortado. 

En el gráfico se puede ver que existe un punto de corte entre la velocidad del avión (línea verde y la longitud de pista disponible, (línea roja). este punto está calculado y es la velocidad de decisión (GO/NO GO) en caso de fallo de un motor. Este punto limita nuestro peso máximo al despegue. Es una única velocidad en la que debemos de decidir si continuamos el despegue o lo abortamos. Si nuestro peso es menor que este, entonces podremos variar la velocidad de decisión. Un avión más ligero acelera antes y por lo tanto alcanza esta velocidad V1 antes. También al ser más ligero podrá optar a esperar para empezar a frenar. Estos dos puntos se conocen como V1 mínima y máxima.

Existe, sin embargo, una limitación para la V1 mínima. esta limitación se conoce como Vmcg o velocidad mínima de control en tierra. Esta velocidad mínima es la que se necesita para poder controlar el avión aerodinámicamente (con el timón de dirección) en el caso de que se produzca un fallo de motor en medio de la carrera de despegue.




En este caso nuestra Vmcg nos limita más y no podríamos utilizar la V1 min, tal como se puede ver en el gráfico que sigue. Por eso decimos que siempre la V1 debe de ser mayor que la Vmcg.

Nuestra V1 mínima no es válida porque existe otra más importante que la limita.
Vamos a ver ahora cuál es el efecto de una pista mojada. Al tener agua la pista está más deslizante. El efecto es como si la línea roja se desplazara hacia abajo, tal como se muestra en el gráfico siguiente.


Ahora se puede apreciar muy claramente que el punto de corte de la nueva pista mojada (línea roja discontinua) con la línea verde se ha desplazado.


   
Queda muy gráficamente explicado que la limitación por pista mojada es una velocidad menor que la V1 en seco. Esto también explica algo que mucha gente (aunque acepta sin plantearse nada) no entiende bien y siempre acaba preguntando. 

La legislación aérea (EASA) dice que un avión bimotor con fallo en uno de los motores debe de ser capaz de alcanzar la velocidad de seguridad V2 al cruzar el umbral de la pista y a demás esto debe de ocurrir a una altura de 35 pies en pista seca. Como se puede apreciar en el gráfico, una V1 en mojado es menor que la V1 en seco y por lo tanto no permitiría alcanzar la V2 a una altura de 35 pies como prescribe la legislación. Es por ello que las autoridades (muy sagaces ellas) solo requieren cruzar el umbral con V2 a una altura de 15 pies. Esa es la razón por la cual existe una diferencia de altura dependiendo de si está seco o mojado.

Comentarios

Entradas populares de este blog

El RADAR meteorológico en los aviones

Velocidad terminal

La aviación en el cine: pelis de azafatas