BOLETIN DE INSTRUCCIÓN 3

Transcripción

1 BOLETIN DE INSTRUCCIÓN 3 TEMARIO 1. NOTA DEL JEFE DE INSTRUCTORES 2. AERODINÁMICA ESTRUCTURA DE UN AVIÓN 3. CONOCIENDO NUESTRO AVIÓN ESTRUCTURA DEL TECNAM P2002 S 4. PROCEDIMIENTOS NORMALES - ANTES DE LA PUESTA EN MARCHA 5. LIMITACIONES QUÉ REPRESENTAN LOS COLORES EN EL VELOCIMETRO? 6. EMERGENCIAS CÓMO SOBREVIVIR A UNA FALLA DE MOTOR EN EL DESPEGUE Página 1

2 1. NOTA DEL JEFE DE INSTRUCTORES Estimados Alumnos Pilotos y Pilotos; Comenzamos el año con un nuevo boletín de instrucción. En este caso el número tres (3) desde que comenzó la actividad de vuelo en Uno Ocho. Para aquellos que recién se incorporan, en estos boletines, tratamos de incentivar el estudio y el perfeccionamiento permanente. Analizamos y buscamos el por qué de algunas cosas que practicamos a diario en nuestra escuela y en nuestra vida aeronáutica. En esta edición, seguiremos como en los boletines anteriores, hablando de aerodinámica, pero en este caso de la Estructura de un Avión. En los boletines anteriores ya vimos las leyes que nos afectan (o ayudan prefiero decirle yo) a que nuestro avión vuele. Aquí abordaremos cuales son los elementos estructurales de una aeronave. Luego, continuando con el subtitulo de Conociendo nuestro avión hablaremos y relacionado con el subtitulo anterior, Estructura del Tecnam P2002 Sierra. En el capítulo siguiente abordaremos el procedimiento normal PREVIO A LA PUESTA EN MARCHA y sus consideraciones. Como siempre, veremos un capítulo de limitaciones, donde estudiaremos qué representan los colores el velocímetro. Finalmente, en el capítulo de emergencias, veremos un poco más allá de las emergencias que se plantean en los manuales de vuelo de los aviones, y analizaremos cómo sobrevivir a una falla de motor en un despegue. Como siempre les digo: espero lo disfruten y más aún, que les surjan consultas o curiosidad aeronáutica. Si les sirve, pueden imprimirlos y guardarlos como material didáctico, con la consideración que esto no reemplaza la lectura de manuales específicos que traten estos temas. Atentamente; Kike Lippi Jefe de Instructores 18 Cañuelas Página 2

3 2. AERODINÁMICA ESTRUCTURA DE UN AVIÓN En este capítulo hablaremos de las partes que componen un avión. Dedicaremos especial tiempo a hablar de las alas, por razones más que obvias. Fig.1 Estructura de un Avión 2.1 Generalidades Fuselaje. Se denomina fuselaje al cuerpo principal de la estructura del avión, cuya función principal es la de dar espacio a la tripulación, a pasajeros y a la carga, además de servir de soporte principal al resto de los componentes. El diseño del fuselaje además de atender a estas funciones, debe proporcionar un rendimiento aceptable al propósito a que se destine el avión. Los fuselajes que ofrecen una menor resistencia aerodinámica son los de sección circular, elíptica u oval, y de forma alargada. Fig.2 Fuselaje Página 3

4 Cabe destacar que los fuselajes TAMBIÉN SUSTENTAN. Esto se comprobó en vuelos de prueba por parte de la NASA cuando se estaban realizando vuelo de prueba para la fabricación del transbordador espacial o Space Shuttle, llamados los fuselajes voladores o Flying Bodies (Fig.3) Fig. 3 Flying Body Alas. Son el elemento primordial de cualquier aeroplano. En ellas es donde se originan las fuerzas que hacen posible el vuelo. En su diseño se tienen en cuenta numerosos aspectos: peso máximo a soportar, resistencias generadas, comportamiento en la pérdida, etc. Es decir, todos aquellos factores que proporcionen el rendimiento óptimo para permitir la mejor velocidad con el mayor alcance y el menor consumo de combustible posible. Página 4

5 Fig. 4 - Alas Superficies de mando y control. Son las superficies móviles situadas en las alas y en los empenajes de cola, las cuales respondiendo a los movimientos de los mandos existentes en la cabina provocan el movimiento del avión sobre cualquiera de sus ejes (transversal, longitudinal y vertical). También entran en este grupo otras superficies secundarias, cuya función es la de proporcionar mejoras adicionales relacionadas generalmente con la sustentación (flaps, slats, aerofrenos, etc...). Fig. 5 Superficies de Control Sistema estabilizador. Está compuesto en general por un estabilizador vertical y otro horizontal. Como sus propios nombres indican, su misión es la de contribuir a la estabilidad del avión sobre sus ejes vertical y horizontal. Fig. 6 Sistema Estabilizador Página 5

6 Tren de aterrizaje. Tiene como función amortiguar el impacto del aterrizaje y permitir la rodadura y movimiento del avión en tierra. Puede ser fijo o retráctil, y de triciclo (dos ruedas principales y una de nariz) o patín de cola o convencional (dos ruedas principales y un patín o rueda en la cola). Hay trenes adaptados a la nieve (con patines) y al agua (con flotadores). Fig. 6 Tipos de Tren de Aterrizaje Grupo motopropulsor. Encargado de proporcionar la potencia necesaria para contrarrestar las resistencias del aparato, tanto en tierra como en vuelo, impulsar a las alas y que estas produzcan sustentación, y por último para aportar la aceleración necesaria en cualquier momento. Este grupo puede estar constituido por uno o más motores; motores que pueden ser de pistón, de reacción, turbopropulsores, etc. Dentro de este grupo se incluyen las hélices, que pueden tener distintos tamaños, formas y número de palas. Fig. 7 Grupo Motopropulsor Página 6

7 Sistemas auxiliares. Resto de sistemas destinados a ayudar al funcionamiento de los elementos anteriores o bien para proporcionar más confort o mejor gobierno de la aeronave. Podemos mencionar por ejemplo, el sistema hidráulico, el eléctrico, presurización, alimentación de combustible, etc. 2.2 Alas Es fundamental antes que nada entender la terminología que se utiliza en este subsistema. A continuación detallamos: Perfil alar: Es la forma de la sección del ala, es decir lo que veríamos si cortáramos esta transversalmente "como en rodajas". Salvo en el caso de alas rectangulares en que todos los perfiles ("rodajas") son iguales, lo habitual es que los perfiles que componen un ala sean diferentes; se van haciendo más pequeños y estrechos hacia los extremos del ala. Borde de ataque: Es el borde delantero del ala, o sea la línea que une la parte anterior de todos los perfiles que forman el ala; o dicho de otra forma: la parte del ala que primero toma contacto con el flujo de aire. Borde de fuga: Es el borde posterior del ala, es decir la línea que une la parte posterior de todos los perfiles del ala; o dicho de otra forma: la parte del ala por donde el flujo de aire perturbado por el ala retorna a la corriente libre. Extradós: Parte superior del ala comprendida entre los bordes de ataque y salida. Intradós: Parte inferior del ala comprendida entre los bordes de ataque y salida. Espesor: Distancia máxima entre el extrados y el intrados. Cuerda: Es la línea recta imaginaria trazada entre los bordes de ataque y de salida de cada perfil. Cuerda media: Como los perfiles del ala no suelen ser iguales sino que van disminuyendo hacia los extremos, lo mismo sucede con la cuerda de cada uno. Por tanto al tener cada perfil una cuerda distinta, lo normal es hablar de cuerda media. Línea del 25% de la cuerda: Línea imaginaria que se obtendría al unir todos los puntos situados a una distancia del 25% de la longitud de la cuerda de cada perfil, distancia medida comenzando por el borde de ataque. Página 7

8 Curvatura del ala desde el borde de ataque al de salida. Curvatura superior se refiere a la de la superficie superior (extrados); inferior a la de la superficie inferior (intrados), y curvatura media a la equidistante a ambas superficies. Aunque se puede dar en cifra absoluta, lo normal es que se exprese en % de la cuerda. Superficie alar: Superficie total correspondiente a las alas. Envergadura: Distancia entre los dos extremos de las alas. Por simple geometría, si multiplicamos la envergadura por la cuerda media debemos obtener la superficie alar. Alargamiento: Cociente entre la envergadura y la cuerda media. Este dato nos dice la relación existente entre la longitud y la anchura del ala (Envergadura/Cuerda media). Por ejemplo; si este cociente fuera 1 estaríamos ante un ala cuadrada de igual longitud que anchura. Obviamente a medida que este valor se hace más elevado el ala es más larga y estrecha. Este cociente afecta a la resistencia inducida de forma que: a mayor alargamiento menor resistencia inducida. Las alas cortas y anchas son fáciles de construir y muy resistentes pero generan mucha resistencia; por el contrario las alas alargadas y estrechas generan poca resistencia pero son difíciles de construir y presentan problemas estructurales. Normalmente el alargamiento suele estar comprendido entre 5:1 y 10:1. Fig. 8 Terminología de los Elementos de las Alas Flecha: Angulo que forman las alas (más concretamente la línea del 25% de la cuerda) respecto del eje transversal del avión. La flecha puede ser positiva (extremos de las alas orientados hacia atrás respecto a la raíz o encastre, que es lo habitual), neutra, o negativa (extremos adelantados). Para tener una idea más gráfica, pongamos nuestros brazos en cruz como si fueran unas alas; en esta Página 8

9 posición tienen flecha nula, si los echamos hacia atrás tienen flecha positiva, y si los echamos hacia delante tienen flecha negativa. Fig. 9 Flecha de Ala Diedro: Visto el avión de frente, ángulo en forma de "V" que forman las alas con respecto al horizonte. El ángulo diedro puede ser positivo, neutro, o negativo. Volviendo a nuestros brazos en cruz, en posición normal tenemos diedro neutro, si los subimos tienen diedro positivo y si los bajamos tienen diedro negativo. Fig. 10 Diedro Forma: Las alas pueden tener las formas más variadas: estrechándose hacia los extremos (tapered) o recta (straight), en la parte del borde de ataque (leading) o del borde de salida (trailing), o cualquier combinación de estas; en forma de delta, en flecha, etc. Si la velocidad es el factor principal, un ala "tapered" es más eficiente que una rectangular (straight) porque produce menos resistencia; pero un ala "tapered" tiene peores características en la pérdida salvo que tenga torsión (ángulo de incidencia decreciente hacia el borde del ala). Fig. 11 Forma del Ala Página 9

10 Según la colocación de las alas en el fuselaje, los aviones son de plano alto, plano medio, o plano bajo. Asimismo, según el número de pares de alas, los aviones son monoplanos, biplanos, triplanos, etc. También se distinguen alas de geometría fija (la gran mayoría), de geometría variable (que pueden variar su flecha), y alas de incidencia variable (que pueden variar su ángulo de incidencia). Estos dos últimos tipos son de aplicación casi exclusiva en aviones militares. Las alas pueden estar fijadas al fuselaje mediante montantes y voladizos, con ayuda de cables, o estar fijadas sin montantes externos ni ayuda de cables (alas cantilever, también llamadas "ala en voladizo" o "ala en ménsula"). Fig. 12 Posición de las Alas Página 10

11 3. CONOCIENDO NUESTRO AVIÓN ESTRUCTURA DEL TECNAM P2002 SIERRA Fig. 13 Estructura Alar 3.1 ALAS El ala del Tecnam P2002 Sierra, está compuesta por una caja central de aleación liviana, un borde de ataque de aluminio con un tanque de combustible integral, el cual está enganchado al larguero frontal, mientras que los flaps y alerones están bisagrados al larguero trasero. Los flaps y alerones están construidos sobre un larguero principal, a través del cual se unen las costillas. Una cobertura de aluminio cubre toda la estructura alar. 3.2 FUSELAJE La parte delantera del fuselaje es una estructura mixta: un armazón reforzado para la supervivencia de la celda de cabina, y para la parte inferior de la cabina una estructura monocasco de aleación de aluminio. El alojamiento del motor está aislado de la cabina de mandos por una pared corta fuegos. Los soportes del motor tienen cuatro puntos de amarre con el resto del fuselaje. 3.3 EMPENAJE El empenaje está hecho completamente de metal. El estabilizador horizontal está compuesto por un larguero doble, recubierto por una plancha de aluminio, Página 11

12 mientras que el timón de dirección está hecha de una caja central con costillas y cubierta de aleación liviana. El timón de profundidad es del tipo STABILATOR es decir, estabilizador y timón de profundidad al mismo tiempo, ya que se mueve completamente toda su superficie. También está fabricado de largueros tubulares de aluminio y costillas y cubierto de láminas de aluminio. 3.4 CONTROLES DEL AVIÓN Los controles de vuelo son operados a través de pedales y bastón de mando convencionales. Control longitudinal actúa a través de un sistema de varillas de empuje y está equipado con un compensador. Los controles de alerones son del tipo mixto con varillas de empuje y cables; el cable de circuito de control está confinado dentro de la cabina y está conectado a un par de varillas de empuje en las alas que controlan alerones diferencialmente. El compensado del alerón se lleva a cabo en tierra a través de una aleta compensadora pequeña situada en el alerón izquierdo. Los flaps se extienden a través de un actuador servo eléctrico controlado por un interruptor en el panel de instrumentos. El accionamiento de los flaps es continuo; el indicador muestra dos posiciones en relación a despegue (15 º) y el aterrizaje (38 º). Un fusible está instalado en el lado derecho del panel de instrumento, el cual protege el circuito eléctrico. Página 12

13 4. PROCEDIMIENTOS NORMALES PREVIO A LA PUESTA EN MARCHA Recordemos que el sistema que utilizamos para el manejo de listas de chequeo o control, es el que se utiliza en líneas aéreas o vuelo regular: Se realizan los controles y procedimientos de memoria, siguiendo un flujo lógico, y luego se verificará leyendo la lista correspondiente que se los haya hecho efectiva y correctamente. Esto ya lo hemos visto en otro boletín pero quiero insistir en este sistema. La técnica deriva del método DO AND READ o HACER Y LEER que fue ampliamente estudiada y avalada en las operaciones aéreas de las distintas empresas y operarios. De esta manera se genera un hábito sano de control y se logra una mayor fluidez en los procedimientos, agilizando y disminuyendo los tiempos, para así aprovechar al máximo la hora de vuelo. Además y como punto a destacar se eleva muchísimo el nivel de seguridad. El flujo lógico de control es como lo que se muestra en la siguiente imagen. Fig FLUJO EN CABINA Luego se efectuará la lista correspondiente. Básicamente el sentido del flujo es el mismo en todos los procedimientos (como en la imagen) salvo en el procedimiento de corte de motor que es inverso. Página 13

14 ABIERTA FRENO DE ESTACIONAMIENTO: Apretar los pedales en la parte superior y colocar el freno de estacionamiento hacia atrás (LOCKED) Fig 15. Freno de estacionamiento Página 14

15 CONTROLES DE VUELO: controlar su recorrido completo, que no se sienta en la palanca de mandos ningún roce o interrupción en su recorrido. Verificar visualmente que si llevo los comandos hacia la izquierda, el alerón del lado izquierdo suba y el del ala derecha baje, y viceversa. LUZ DE GENERADOR (ALTERNADOR) LUZ ALT : con el motor detenido debe estar encendida ya que el alternador que es accionado por el mismo, no está entregando energía a la batería y quien entrega energía a los equipos eléctricos es esta última. Fig. 16 Luz ALT encendida con motor detenido CABINA ABIERTA: se adopta como procedimiento dejar la cabina abierta para en caso que haya un fuego en la puesta en marcha. Luego de ejecutar los procedimientos correspondientes, escapar del habitáculo lo antes posible. Página 15

16 5. LIMITACIONES QUÉ REPRESENTAN LOS COLORES EN EL VELOCÍMETRO? Fig. 17 Simbología de los colores en el velocímetro. Página 16

17 6. EMERGENCIAS CÓMO SOBREVIVIR A UNA FALLA DE MOTOR EN EL DESPEGUE La mitología urbana habla u opina que el aterrizaje es el momento más crítico del vuelo: esto es una sensación equivocada. Sin duda alguna que la fase del vuelo más crítica es el despegue. Cuál es la causa? Es sencillo: sólo hay que pensar que debemos romper el estado de reposo o velocidad = 0 de un avión, que en nuestro caso puede llegar a pesar 600 kg, o en el caso de un Airbus A380, 560 t hasta llegar a una velocidad que le permita sustentar sus alas, y rotar el avión, para SEGUIR ACELERANDO, y continuar su ascenso. Para ello el Tecnam P2002 Sierra su motor Rotax debe entregar 98 HP (caballos de fuerza) y el A kn (kilo Newtons). Todo muy lindo, sobre todo los impresionantes números del A380, pero qué pasa si el motor de nuestro querido Sierra no entrega esos 98 HP? Qué pasa si los cuatro motores del A380 no entregan esos 340 kn? Fig. 18 P2002 versus A380 Muchas cosas pueden ir mal en un despegue, y esa es la principal causa que hace a esta etapa la más crítica. Muchas cosas que juegan en contra en ese momento: - Nos encontramos a baja altura. - Tenemos poca velocidad (rotamos a 40 kias y normalmente volamos a 95 kias). Por consiguiente los comandos tienen POCA EFECTIVIDAD. - El motor está a su máxima potencia, casi al límite o al límite. - No siempre tenemos buenos lugares por delante para aterrizar cuando la hélice no gira más y todo se vuelve silencioso. - Poco tiempo a nuestro favor o no el tiempo que uno quisiera. Página 17

18 Fig. 19 Fuego en el despegue de un Boeing QUÉ HACER ANTE ESTA SITUACIÓN? Cuando falla el motor en un despegue no hay tiempo para mucho. Sólo hay tiempo para recordar siempre esta premisa: VELOCIDAD = VIDA Para nosotros, en un despegue normal donde siempre despegamos con flaps 15 se desprende que: FLAPS 15 > VIDA = 60 KIAS En el caso que estemos haciendo toque y motor donde aproximamos con flaps en 40 la fórmula sería: FLAPS 40 > VIDA = 50 KIAS Página 18

19 Esto se puede resumir en un concepto y sólo uno: VOLAR EL AVIÓN!!!!! Mantener a rajatabla estas velocidades. Si volamos más rápido gastamos energía y perdemos más altura de la deseada debido al excesivo régimen de descenso lo cual se traduce en llegar antes al piso y no lograr quizás la distancia deseada que nos permita llegar a un campo alternativo o pista. Si volamos más despacio de la velocidad óptima es PEOR, ya que podemos entrar en pérdida e impactar el suelo. Mientras se vuela el avión, buscar aterrizar en la pista remanente (si es practicable) o buscar un campo apto (o lo más apto posible) en un ángulo relativo de 45º a cada lado. 45º 45º Fig. 20 Opciones de aterrizaje a baja altura 6.2 RADIOGRAFÍA DE UNA FALLA DE MOTOR EN EL DESPEGUE Apenas falla el motor en un despegue suceden algunas cosas que hay que tener en cuenta, sobre todo al momento de preparar el vuelo y al hacer el briefing con el instructor o quién comparta la cabina. 1- Inicialmente lo que sucede es que NO PODEMOS CREER LO QUE ESTÁ PASANDO. La verdad que nadie va a la Escuela o Club a ver como se me planta el motor en el despegue. Todos vamos con el afán de pasarla lo mejor posible, disfrutar el vuelo. 2- Una vez que el piloto reacciona, tiene que tomar control de la situación y actuar en base a un análisis de la situación. 3- Una vez tomada la decisión realizar un control efectivo del avión (bajarle la nariz por ejemplo) y aterrizar. Página 19

20 4- Una vez que se aterriza, uno piensa que está todo finalizado, y no es así. Hay que cortar todo el sistema eléctrico y combustible, hacer un análisis de daños propios y del avión. Y una vez más, decidir. Me alejo del avión porque le hice daño y hay riesgo de incendio? Estoy lastimado? Todo esto lleva tiempos. Tiempos que tenemos que considerar. Observen este gráfico, donde se representan los tiempos de reacción: 48 NUDOS (ROTACIÓN) FALLA DE MOTOR! PALANCA ADELANTE 50/55 NUDOS VELOCIDAD DE TOQUE 40 NUDOS 5 SEGUNDOS MÍNIMO Fig. 21 Esquema de tiempos en una falla de motor - Con esto se demuestra que antes de despegar tenemos que si o si TENER UN PLAN. Siempre pensar que A MI ME PUEDE PASAR. Cuanto más preparado esté, mayores son las posibilidades de éxito. Si estamos preparados (y no asustados u obsesionados), vamos a poder ir al Club o a la Escuela a disfrutar del vuelo. 6.3 RESOLUCIÓN DE LA EMERGENCIA Lo que queda siguiendo la secuencia es, si queda tiempo disponible (y altura), prepara nuestro avión y nosotros para un aterrizaje controlado o forzoso. Qué quiere decir esto? Hacer la lista de EMERGENCIA correspondiente. Básicamente lo que las listas nos van a mandar a hacer es, cortar todo lo que sea sistema de ignición, luego sistema eléctrico antes habiendo bajado los FLAPS a requerimiento Página 20

21 y finalmente cortar todo el sistema de combustible. Este último paso es más que lógico, ya que lo que se busca es evitar ante un aterrizaje accidentado o sin control, que se produzca un fuego o incendio por el impacto. ABORTAR DESPEGUE CORTAR IGNICIÓN Y ELÉCTRICO CORTE DE COMBUSTIBLE ESTABLECER PLANEO BAJAR FLAPS CORTAR IGNICIÓN Y ELÉCTRICO CORTE DE COMBUSTIBLE Fig. 22 Emergencias de Falla de Motor en el Despegue CONOZCAN SU AVIÓN, CONOZCAN EL MEDIO EN EL QUE SE MUEVEN. EL CONOCIMIENTO ES SEGURIDAD. LA SEGURIDAD GARANTIZA UN VUELO PLACENTERO. Página 21

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