Prevención de la entrada en pérdida en el ERJ-145

El ERJ-145, al igual que la mayoría de los aviones con cola en "T" suelen tener problemas a la hora de volar en las regiones de baja velocidad cercanas a la pérdida (ver post dedicado a las colas). El problema más grave es que las alas del avión se encuentren en pérdida y esta afecte a la cola. En el dibujo que abre el post se puede ver la zona de sombra que crean las las en un avión genérico con cola en "T".

En esta situación el avión entra en lo que se conoce como "Deep Stall" o pérdida profunda, a veces llamada Super Stall. Esta es una forma de pérdida particularmente peligrosa que resulta en una reducción sustancial o pérdida de la autoridad de los elevadores. Por esta razón las maniobras de recuperación de la pérdida resultan ineficaces. En muchos casos, un avión en una pérdida profunda puede ser irrecuperable. 

Las causas

A medida que aumenta el ángulo de ataque de cualquier sección del perfil aerodinámico, la sustentación también aumentará hasta un punto conocido como ángulo de ataque crítico. En este ángulo de ataque (típicamente de 15° a 20° para la mayoría de las secciones de perfil aerodinámico), el flujo de aire se separa de la superficie superior del ala y esta condición se conoce como pérdida. En esta situación, la sustentación se reduce significativamente, la resistencia se incrementa enormemente y el flujo de aire a través y detrás del ala se vuelve turbulento. 

En una aeronave con cola en T, el aire turbulento producido por el plano principal en situación de pérdida puede afectar el estabilizador horizontal, reduciendo sustancialmente la efectividad de los elevadores y negando potencialmente la capacidad de recuperarse de la pérdida mediante el uso de controles de cabeceo para reducir el ángulo de ataque del ala. 

En el diagrama que abre el post se puede ver la aeronave en vuelo normal en la parte de arriba. La aeronave que se ve debajo se encuentar en una condición de pérdida con un ángulo de ataque del plano principal superior al ángulo de ataque crítico. 

En la circunstancia representada en el diagrama, el ángulo de ataque es tal que los estabilizadores/elevadores horizontales están inmersos en el flujo de aire turbulento en la estela del plano principal. La efectividad del estabilizador horizontal y los elevadores se verá muy disminuida (la autoridad del timón de dirección también se verá muy reducida).

Cuando el diseño de la aeronave incluye motores reactores montados en el fuselaje a ambos lados de la cola, el mismo flujo de aire turbulento que afecta las superficies de la cola también puede afectar los motores, lo que provoca que el motor entre en pérdida y pueda incluso sufrir "suge" (tema ya tratado en este Blog), lo que aumenta aún más el peligro de permitir que una aeronave de este tipo entre en esta condición de pérdida.

La solución al problema

El ERJ-145, como muchos otros aviones con cola en "T", cuentan con un sistema llamado Stick Pusher para ayudar a evitar que el ángulo de ataque del plano principal alcance un valor que podría resultar en una pérdida profunda.

Otros problemas aerodinámicos

En los aviones modernos donde la aerodinámica está muy cuidada, se da la circunstancia que el piloto no suele notar el llamado buffeting o vibración natural del ala cuando se aproxima a la pérdida hata que ya es muy tarde. En los aviones clasicos, como las avionetas Piper o Cessna de toda la vida este buffeting es muy notorio y avisa al piloto de que entra en la región donde el avión se puede llegar a desplomar. La legislación trata de prevenir que los pilotos de los modernos aviones puedan entrar en estas regiones peligrosas. La legislación establece que en estos aviones "El piloto debe contar con un sistema que de una forma clara y notoria pueda generar un aviso de la entrada inminente en pérdida un 5 % antes de que esta se produzca realmente". Esto es lo que se conoce como "Stick Shaker".

La representación gráfica para el piloto

En el PFD, el piloto del ERJ-145 puede ver la aproximación ala pérdida gracias al llamado "Low Speed Awareness Tape" que aparece por la parte inferior de la cinta indicadora de velocidad. Existe un código de colores que representa una velocidad característica copmo se puede ver en la ilustración. También existe un PLI o indicador de limite de cabeceo de color verde en la parte superior del indicador de actitrud.

Debajo se puede ver el test del stick shaker y el stick pusher en el simulador. Este test hay que realizarlo antes de cada vuelo.