Tasa de descenso Vs senda geométrica (FPA)

Una de las muchas diferencias entre los aviones comerciales convencionales (léase antiguos) y los de última generación, es la capacidad de ayudar al piloto en las tareas cotidianas. Una de las cosas que ya comentamos es el paso automático o transición de la navegación FMS al aterrizaje de precisión. Es lo que se llama función "preview". Otra de las cosas que más asombran a los pilotos que empiezan a estudiar el E-Jet o el CSeries es la función FPA (Flight Path Angle) para el descenso en aproximaciones de localizador donde no existe la guía vertical.

Cuando vienen a nuestras clases los pilotos, sobre todo mayores, casi siempre nos comentan que eso del descenso geométrico no lo acaba de comprender. Ellos son pilotos "de toda la vida" y saben calcular la tasa de descenso (rate of descent o ROD) que se necesita en todo momento para mantener una senda de  3º, qué es  la aproximación usual. Para ello se necesita saber la velocidad sobre el suelo o Gs o Ground Speed. El problema es que la velocidad vertical se muestra en pies por minuto y la velocidad en Millas Náuticas por hora. Se necesita una pequeña conversión. Debajo se puede ver el cálculo y la aproximación GS x 5 que utilizan los "viejos" pilotos para convertir Millas Náuticas por hora en pies por minuto.

Todo eso está muy bien y muestra lo que llamamos "airmanship" o profesionalidad, pero entonces nosotros les decimos aquello de "¿Qué pasaría si los controladores pidieran acelerar nuestro descenso porque hay un Jumbo Jet detrás de nosotros que viene muy rápido?" La respuesta no se hace esperar: "recalcularíamos nuestra tasa de descenso con la nueva velocidad". Eso está bien, pero ¿para qué hacerlo si tenemos la función FPA?

Control de descenso con la función FPA

Si el piloto controla un cierto ángulo de trayectoria de planeo, cualquier cambio en la velocidad indicada también cambiará la velocidad vertical (ROD o tasa de descenso), porque ambos están conectados por el ángulo de la trayectoria de planeo γ.

La línea discontínua naranja muestra la velocidad sobre el suelo cuando tenemos una determinada velocidad aerodinámica en el descenso. Si ATC nos pide acelerar, lo haremos aumentando la velocidad indicada, pero mantendremos el mismo ángulo. La GS aumenta, al igual que la ROD o tasa de descenso, pero eso nos trae sin cuidado si podemos mantener el ángulo bajo control. La función FPA facilita esta tarea :)

Hay que tener en cuenta que la velocidad vertical es la velocidad del aire por el sinγ. Esto es válido tanto para el ascenso como para el descenso, ya que geométricamente no hace ninguna diferencia; solo cambiaría el signo de γ (γ positivo significa que la aeronave asciende). Además, el tipo de propulsión empleado no afectará esta relación trigonométrica básica.

En el descenso se reduce la energía potencial y puede aumentar alguna otra energía. Si la aeronave se acelera, significa que su energía cinética aumenta. Esto puede continuar hasta que el aumento de la resistencia al avance equilibre la ganancia de energía. Para el descenso controlado sin ganar velocidad se recurre a la reducción del empuje del motor o si esto no bastara, al despliegue de los spoilers. En un descenso pronunciado, incluso con los motores al ralentí y los spoilers (aerofrenos) completamente desplegados, la velocidad de vuelo seguramente aumentará. Esta es una de las razones por las que el "Steep approach" debe de entrenarse en el simulador. 

Existen otros factores que pueden aumentar también nuestra tasa de descenso o ROD aunque el avión no acelere. Se trata del ángulo de alabeo. Debajo se puede ver el efecto del ángulo de alabeo (bank angle) con respecto a la velocidad vertical y la aérea o indicada. Es interesante ver que el famoso "Green Dot" se moverá hacia arriba en la cinta de velocidad de nuestro PFD según aumentemos el alabeo.

La simbología del FPA está diseñada para que indique de forma casi intuitiva al piloto cual es la actitud necesaria para mantener una senda o trayectoria geométrica determinada.

Debajo se puede ver un avión volando nivelado con la actitud de morro arriba. En el segundo gráfico el avión desciende con la misma actitud de morro arriba con respecto al horizonte. La trayectoria geométrica cambia en un descenso y se puede mantener sin ningún problema gracias al piloto automático y a la potencia automática.

El piloto solo tiene que seleccionar el modo FPA y ajustar el número de grados de descenso que necesita para la aproximación. El resto es automático. Si necesitamos acelerar, el avión lo hará a lo largo de la senda geométrica sin variar el número de grados.

El símbolo del FPA se sitúa en los E-Jet y en el CSeries en el centro del PFD. Gracias a la escala del ángulo de cabeceo el piloto puede comprobar que el avión hace lo que se le ha pedido que haga.