MÓDULO 1: PERF - PERFORMANCES DE AVIONES (GENERAL) PROGRAMA DE INSTRUCCIÓN Avanzado Teórico Licencia ATPL (V) Virtual + Habil.

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1 PROGRAMA DE INSTRUCCIÓN Avanzado Teórico Licencia ATPL (V) Virtual + Habil. Tipo B : PERF - Curso homologado por FEDERACIÓ AÈRIA CATALANA:

2 ÍNDICE - PERF ÍNDICE - PERF - PERF Velocidad mínima de control en el Suelo (V MCG ) PERF Velocidad mínima de control en el Aire (V MCA ) PERF Motor crítico PERF V FO, V FE, V LO, V LE PERF Velocidades de despegue V EF, V 1, V R, V MU, V LOF, V 2, V MBE, V MAX TIRE PERF Número de MACH PERF V MO /M MO PERF Velocidad de aerofrenos (Spoilers) Descenso de emergencia PERF Distancias operativas recorridas por el avión (D S - D (n) TO - D (n- 1) TO ) PERF Zona de parada (SWY) y Zona libre de obstáculos (CWY) PERF Distancias declaradas de pista (ASDA - TORA - TODA) PERF Criterio de pista compensada PERF Criterio de pista NO compensada Uso de SWY y CWY PERF Despegue PERF Segmentos de despegue con fallo motor PERF Senda de despegue con fallo motor PERF Limitaciones de peso al despegue PERF Ajuste de flaps óptimo para el despegue PERF Despegue en pista contaminada PERF Despegue en pista mojada PERF Eficacia de frenado / Coeficiente de Rozamiento PERF Distancias operativas para el aterrizaje (LD DRY, LD WET y LD CONT ) PERF Uso de las distancias declaradas para aterrizaje (LDA) PERF Limitaciones de peso al aterrizaje MLW PERF Ajuste de flaps óptimo para aterrizaje PERF Ejemplos prácticos de PERFORMANCE PERF.02 - ACTUACIONES MOTORES A REACCIÓN PERF Concepto de EMPUJE PERF Introducción al turborreactor PERF Componentes del turborreactor (TURBOFAN) PERF Parámetros que afectan al empuje PERF Consumo Específico TSFC PERF Regímenes del motor a reacción PERF ASCENSO (CLB) PERF OPERACIONES ANTIRRUIDO PERF CRUCERO (CRZ) PERF MACH Crítico (MCRIT) PERF DRIFT DOWN - Descenso n- 1 motores PERF DESCENSO (DESC - 2-

3 ÍNDICE PERF.01 PERFORMANCES GENERALES PERF Velocidad mínima de control en el Suelo (VMCG) PERF FACTORES DE LOS QUE DEPENDE, EN GENERAL, LA VMCG PERF Velocidad mínima de control en el Aire (VMCA) PERF FACTORES DE LOS QUE DEPENDE, EN GENERAL, LA V MCA PERF.01.3 PERF Motor crítico - V FO, V FE, V LO, V LE PERF VELOCIDADES DE DESPEGUE PERF V 1 Velocidad de decisión al despegue. PERF V R Velocidad de rotación. PERF V MU Velocidad mínima de despegue. PERF V LOF Velocidad de despegue. PERF V 2 Velocidad de seguridad al despegue. PERF V MBE Velocidad máxima de energía de frenado. PERF V MAX TIRE Velocidad máxima de velocidad de neumáticos. PERF Número de MACH PERF Velocidad máxima operativa (V MO ) y MACH máximo operativo (M MO ) PERF Velocidad de aerofrenos (spoilers) - Descenso de Emergencia PERF Distancias Operativas para despegue recorridas por el avión (D S - D TO (n) y D TO (n- 1) ) PERF Distancia de Aceleración- Parada (D S) PERF Distancia de despegue con todos los motores (D TO (n) ) PERF Distancia de despegue con 1 motor inoperativo (D TO (n- 1) ) PERF PERF PERF PERF PERF Zona de parada (SWY) y Zona libre de obstáculos (CWY) - Zona de parada - SWY - Zona libre de obstáculos - CWY - Distancias declaradas TORA, TODA, ASDA y LDA. - Combinaciones de distancias declaradas según características de la pista PERF Criterio de pista compensada. PERF Criterio de pista NO compensada - Uso de SWY y CWY. PERF Uso de la zona de parada SWY PERF Uso de la zona libre de obstáculos CWY PERF Interpretación de la SWY y CWY en cartas de aeródromo PERF Despegue. PERF Factores que afectan al despegue. PERF Despegue con viento cruzado PERF Segmentos de despegue con fallo motor PERF Pendiente de ascenso (G/C) PERF Senda de despegue con fallo de motor PERF Senda de vuelo y senda neta de despegue con fallo de motor. - 3-

4 ÍNDICE PERF.01 PERFORMANCES GENERALES PERF Limitaciones de peso al despegue PERF Definiciones para las limitaciones de peso al despegue PERF Limitación de peso al despegue por peso estructural (MTOW Estructural) PERF Limitación de peso al despegue por Longitud de pista (MTOW(f) Field Limit) PERF Limitación de peso al despegue por subida (MTOW(c) Climb Limit) PERF Limitación de peso al despegue por Obstáculos (MTOW(o) Obstacle Limit) PERF Limitación de peso al despegue por Máx. Velocidad de neumáticos (MTOW TIRE SPEED Limit) PERF Limitación de peso al despegue por Máx. Energía de frenado (MTOW BRAKE ENERGY Limit) PERF Performance de Ascenso mejorado (IMPROVED CLIMB) PERF Cartas AIRPORT ANALYSIS PERF Ajuste de FLAPS óptimo para despegue PERF Despegue en pista CONTAMINADA. PERF Despegue en pista MOJADA. PERF Eficacia de frenado / Coeficiente de Rozamiento PERF Distancias Operativas para Aterrizaje recorridas por el avión (LD DRY, LD WET y LD CONT ) PERF Uso de las distancias declaradas para aterrizaje (LDA) PERF Limitaciones de peso al Aterrizaje PERF Definiciones para las limitaciones de peso al aterrizaje PERF Limitación de peso al Aterrizaje por peso estructural (MLW Estructural) PERF Limitación de peso al Aterrizaje por Longitud de pista (MLW(f) Field Limit) PERF Limitación de peso al Aterrizaje por Capacidad de subida (MLW(c) Climb Limit) PERF Ajuste de flaps óptimo para aterrizaje PERF Ejemplos prácticos de PERFORMANCE - 4-

5 PERF Velocidad mínima de control en el Suelo (V MCG) PERF Velocidad mínima de control en el Suelo (V MCG ) Minimum Control Speed on the Ground V MCG es la velocidad durante la carrera de despegue a la que, cuando falla el motor crítico 1, es posible recuperar el control del avión con el uso de los controles primarios aerodinámicos solamente (sin uso de la rueda de dirección de morro) para conseguir que el despegue continúe usando técnicas de pilotaje normal y fuerzas en el pedal de dirección (timón) menores de 150 Lbs. 1 Motor crítico: Explicado en punto PERF.01.3 Para determinar V MCG el avión no puede desviarse más de 30 ft. (9,1 m.) desde el centro de la pista desde que se produce el fallo hasta el punto en el que el avión esté controlado de nuevo y paralelo a la pista. PERF FACTORES DE LOS QUE DEPENDE, EN GENERAL, LA V MCG a) DA (Density Altitude) :: A mayor altitud de densidad, menor V MCG (favorable) Este efecto se debe a que a mayor DA, el Empuje desarrollado por los motores es menor, por tanto, el momento producido por el empuje asimétrico es menor, o lo que es lo mismo, la sustentación o momento, también deberá ser menor. b) POSICIÓN DE FLAPS :: Deflectar más FLAP, disminuye la V MCG (favorable) La mayor deflexión de flaps incrementa la estabilidad direccional debido al efecto veleta que generan estos. Esto significa que el avión se resiste más a cambiar de dirección cuanto más flap tengamos deflectado, lo que se traduce a una menor velocidad en el timón de cola para contrarrestar. c) MASA DEL AVIÓN :: Más masa menor V MCG (favorable) Esto es debido a que el momento de las fuerzas de inercia que se oponen a la guiñada en un avión de gran masa contrarrestan, en parte, el momento de empuje asimétrico. Como veremos más adelante, la V MCG deberá ser menor o igual a V 1 (Velocidad de decisión), de esta forma, si decidimos continuar el despegue después de V 1, tendremos asegurado el control direccional en pista. - 5-

6 PERF Velocidad de control en el Aire (V MCA) PERF Velocidad mínima de control en el Aire (V MCA ) Minimum Control Speed in the Air La V MCA o V MC, es la velocidad a la cual, cuando falla repentinamente el motor crítico 1 en vuelo, es posible mantener el control del avión con el motor operativo (a potencia máxima continua MCT 2 ) y después mantener vuelo recto a la misma velocidad con un alabeo no superior a 5º. Se puede decir también que es la velocidad a la que el timón de cola tiene suficiente efectividad para corregir la guiñada producida por el fallo motor. 1 Motor crítico: Explicado en punto PERF MCT: Régimen de motor explicado más adelante en este manual PERF (Maximum Continous Thrust) Esta velocidad está asociada a aviones polimotores y los manuales del avión distinguen en V MCA de despegue y V MCA de aterrizaje (diferentes configuraciones de FLAP). V MCA 1,2 V S1 V S1 = Velocidad de pérdida con configuración de DESPEGUE/ATERRIZAJE (flaps, etc.). Fig. 1.1 Como se indica en la Fig. 1.1, en caso de fallo de motor, el avión guiñará al lado del motor que falla, el empuje del motor operativo (E) crea un momento (M E ). Para contrarrestar este momento, el timón de dirección (C) ha de crear un momento contrario (M C ) suficiente para mantener el avión en vuelo recto. La V MCA es entonces, la velocidad determinante para conseguir la sustentación suficiente en el estabilizador vertical y crear el momento que contrarresta. Cuanta más pequeña es la V MCA, más favorable es para nuestro vuelo. PERF FACTORES DE LOS QUE DEPENDE, EN GENERAL, LA V MCA Son los mismos factores que afectan a la V MCG. En los aviones multimotor con instrumentación analógica, la V MCA se representa en el anemómetro con una marca roja como muestra la imagen de la izquierda. La marca azul (blue line), indica la V YSE Velocidad para mejor ratio de ascenso en caso de fallo motor. En cambio, en aviones modernos comerciales, como por ejemplo un B738, esta velocidad no se indica en la instrumentación de forma directa, puesto que depende de muchos factores. Así pues, se controla con la V 2 (para despegue) y la V REF (para aterrizaje), que están relacionadas directamente con la V MCA, como veremos más adelante. - 6-

7 PERF.01.3 Motor Crítico PERF.01.4 V FO, V FE, V LO, V LE PERF Motor crítico El motor crítico es el motor que al fallar, produce el mayor momento M E. La criticidad la define la distancia del eje de empuje al centro de gravedad CG. Cuanto más alejado esté el eje de empuje del CG mayor será el momento. Suponiendo que la mayor parte de los motores son DEXTRÓGIROS (giran en el sentido de las agujas del reloj, mirando desde la cola hacia el morro), tienen el eje de potencia/empuje 1 situado a la derecha del buje/domo. Así pues, en un avión bimotor, el motor crítico será el Nº 1 (el de la izquierda). En un avión monomotor, este efecto se conoce como PAR MOTOR que debemos compensar con pedal o EFECTO P en la fase de despegue. 1 Potencia o tracción para motores de hélice y Empuje para motores a reacción. Así pues, tal como muestra la imagen de la izquierda, el motor crítico es el nº 1, puesto que el motor nº 2, que quedaría en funcionamiento y a potencia máxima, provocaría un mayor momento de guiñada, debido a que el eje de empuje está más alejado del CG. Evidentemente, en caso de fallo del motor nº2, la V MCG y V MCA será menor (favorable). Es por tanto lógico entender que las velocidades mínimas para certificar un avión, se calculan en base al fallo de motor crítico y que si falla el no crítico, tendremos un margen de seguridad. PERF V FO, V FE, V LO, V LE V FO Velocidad máxima de operación de flaps. Wing Flap Operating speed Es la velocidad IAS máxima a la que se puede extender o retraer los flaps. En algunos aviones se establece una altitud máxima por encima de la cual no se pueden extender los flaps. Esta velocidad viene definida en los manuales del avión (AFM/FCOM). V FE Velocidad máxima de flaps extendidos. Wing Flap Extended speed Es la velocidad IAS máxima a la que se puede volar teniendo los flaps deflectados. Habrá una V FE distinta para cada una de las posiciones intermedias significativas. - 7-

8 CURSO ATPL (V) PERF.01 - PERFORMANCES GENERALES MÓDULO 1 PERF.01.4 VFO, VFE, VLO, VLE PERFORMANCES DE AVIONES (GENERAL) VLO Velocidad máxima de operación del tren de aterrizaje. Landing Gear maximum Operating speed Es la IAS máxima a la que se puede extender o retraer el tren de aterrizaje. VLE Velocidad máxima con el tren de aterrizaje extendido. Landing Gear Extended speed Es la IAS máxima a la que se puede volar teniendo el tren de aterrizaje extendido. NOTAS HABILITACIÓN BOEING B VFE y VLE en B738 Estas velocidades están definidas en el AFM/FCOM, y también de forma visual, se suele indicar en el panel de instrumentos con una plaquita debajo de la palanca de tren de aterrizaje, para facilitar la tarea de los pilotos a la hora de seleccionar los puntos de flap o bajar el tren. El B , tiene integrado en su instrumentación (PFD Primary Flight Display), la información de la velocidad VFE según el flap seleccionado mediante una barra amarilla seguido de una barber pool (roja) indicando la máxima velocidad permitida para esa configuración. VFE para FLAP 5... CONTINÚA EN LA SIGUIENTE PÁGINA VFE para FLAP 15 VFE para FLAP 30 Elaborado por SIMPILOTS Diciembre 08 / Rev. 12/10/12-8-

9 PERF.01.4 V FO, V FE, V LO, V LE PERF.01.5 VELOCIDADES DE DESPEGUE En operaciones normales, cuando el PF (Piloto que vuela), le pide al PM (Piloto que monitoriza) una posición de flaps determinada, éste debe efectuar un SPEED CHECK, que consiste en confirmar que la IAS corresponde o está dentro de los límites permitidos para el flap pedido, antes de ejecutar la acción. En el MCP (MODE CONTROL PANEL) también se indica de forma visual la velocidad mínima de vuelo V MCA, la V MO (PERF.01.7), la V FE y la V LE, en el selector de velocidad IAS/MACH. Al seleccionar una cierta velocidad, si éstas están por debajo o por encima de las velocidades descritas, se indicarán parpadeando un dígito ( A u 8 ) en la ventanilla como se muestra a continuación: A : Velocidad Mínima V MCA 8 : Velocidad V MO, V FE o V LE ANIMACIÓN MULTIMEDIA PERF VFO, VFE, VLO, VLE Modos de presentación en MCP (Requiere contraseñas de Intranet SIMPILOTS) PERF VELOCIDADES DE DESPEGUE PERF V EF Velocidad de fallo de motor. Engine Failure Speed La V EF es la velocidad a la cual se produce y se ASUME que falla el motor crítico. La V EF deberá ser igual o mayor que la V MCG o 1,05 V MCA. V EF 1,05 V MCA ó V EF V MCG Esta velocidad no es una velocidad definida, obviamente porque es cuando se produce el fallo y nunca lo sabremos, no obstante, es importante para calcular la velocidad de decisión V 1, como veremos en el siguiente punto. - 9-

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