Como ingeniero, paso mis días enterrado en el interior de manuales de mantenimiento de aeronaves escribiendo cursos para capacitar a mecánicos en el mantenimiento de aviones comerciales. He leído muchas de las respuestas, pero ninguna de ellas me ha convencido por completo. Permítanme abordar algunos de los temas recurrentes:
” A los pilotos no les gusta porque no sabrán cuándo aterrizó el avión “: los aviones ya están equipados con interruptores WoW (peso sobre ruedas), que se disparan cuando los choques del tren de aterrizaje se comprimen por el peso de el avión. Son utilizados por muchos de los aviónicos a bordo para cambiarlos entre el modo de “vuelo” y el modo de “tierra” (por ejemplo, en algunos tipos de aviones, la señal de WoW activa los spoilers de tierra al aterrizar y mata el acelerador automático). Agregar una indicación de cabina cuando el avión está en tierra sería un asunto trivial. Puede agregar una indicación en el PFD (pantalla principal de vuelo) o una alerta auditiva que diga la palabra “touchdown” al piloto cuando ocurra. El hardware ya está ahí; ¿Cuál es otra indicación para agregar a las otras 500 que ya están allí, u otra alerta auditiva para agregar a las 50 existentes?
” Las fuerzas giroscópicas afectan el manejo del avión “: dos cuestiones aquí. En primer lugar, si bien es cierto que las ruedas giratorias generan fuerzas giroscópicas, el peso de las ruedas es tan pequeño en relación con el peso del avión que dudo que la precesión giroscópica haga una gran diferencia. Recuerde que tiene dos o más motores que pesan varias toneladas a bordo, y sus turbinas y compresores de alta presión están girando a 15,000 RPM. Nadie se queja de los efectos de precesión de esos, entonces, ¿qué diferencia van a hacer unas pocas ruedas a 1000 rpm? En segundo lugar, incluso si plantearon un problema de precesión, la mayoría de los aviones modernos utilizan vuelos por cable (con la excepción del Boeing 737). Dado que utiliza datos del IRS (Sistema de referencia inercial) y otros sensores para determinar qué está haciendo realmente el avión, realiza los movimientos de superficie de control adecuados para que el avión haga lo que el piloto le ordena, el sistema existente, como instalado en los planos actuales, compensará automáticamente cualquier efecto giroscópico de las ruedas giratorias sin ningún cambio de software.
” Necesitarás mucha potencia para hacer girar las ruedas “: No. Solo necesita que el sistema funcione brevemente antes del aterrizaje (ciclo de trabajo corto), y solo necesita acelerar unos pocos cientos de kilos (peso de llanta y neumático) a ~ 1000 rpm, lo cual no es un gran problema. Por lo tanto, puede usar componentes pequeños y trabajarlos duro (pero brevemente). Afortunadamente, ya hay un componente en cada avión que hace algo muy similar. Presentando … el ATS (Air Turbine Starter):
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El ATS es la unidad que he indicado con un círculo rojo.
Así es como se ve desde el otro extremo:
Es responsable de arrancar todo el motor que ves en la imagen (en este caso, es un CFM56, utilizado en Boeing 737 y Airbus A320). Es una turbina pequeña que usa aire comprimido de la APU (unidad de potencia auxiliar), o de un carro de arranque en tierra, o de un motor en marcha (si el avión ya ha arrancado) para hacer girar el motor durante el arranque. Esa pequeña cosa acelera toda la bobina de alta presión (N2) del motor (que pesa varias toneladas) de cero a más de 7,000 rpm en aproximadamente 30 segundos cuando el piloto presiona el interruptor de arranque. La desventaja es que solo puede usarlo durante aproximadamente 5 minutos a la vez antes de que necesite enfriarse (tiempo suficiente para arrancar un motor). Al observar el tamaño del motor de arranque en relación con el motor, calculo que una turbina reducida proporcionalmente, dimensionada para girar solo una rueda y un neumático, no pesaría más que unas pocas decenas de kilogramos. Una solución hidráulica o eléctrica sería similar en tamaño y peso.
” ¿Qué pasa si se rompe? ¡Entonces el avión quedaría en tierra y la aerolínea perdería dinero! “: No. Su avión tiene lo que se llama MEL (Lista de equipo mínimo). Es una lista de artículos que tienen que estar funcionando o no puedes volar legalmente. Dado que este artículo es opcional (aún puede aterrizar bien con ruedas no giradas previamente), y se acoplaría a través de un embrague unidireccional para que las ruedas aún puedan girar si se atasca (la misma protección se ajusta a las unidades ATS actuales para que el el motor puede seguir girando si el ATS se apodera), entonces no será un elemento MEL; es decir, los aviones son libres de despegar y aterrizar normalmente si está roto.
Sospecho que lo que realmente está frenando las cosas son los estrictos requisitos de certificación. Necesita tiempo y mucho dinero para demostrar a las autoridades que algo es lo suficientemente seguro como para usarlo en un avión. Es por eso que los motores de pistón de gasolina para aviones todavía se basan en diseños de la década de 1960 … y por qué el 787 usa baterías de litio-cobalto, cuando se han inventado químicos más seguros desde su certificación. Es demasiado costoso certificar estas cosas y no hay suficiente retorno de la inversión para cubrir ese costo. Irónicamente, a veces conduce a un avión de peor rendimiento y menos seguro, pero es el mejor sistema que la humanidad podría desarrollar en 110 años de aviación.
Hay algunas ventajas del sistema de giro de la rueda que nadie más parece haber mencionado. Imagine que hace que los motores sean lo suficientemente grandes como para impulsar el avión a velocidades lentas (0-30 mph). Y haces que el generador APU sea un poco más grande. Ahora tiene un avión que puede rodar sin encender los motores.
Imagínese eso: los pasajeros abordan el avión (con la APU ya puesta en marcha, para suministrar el aire acondicionado), el piloto lo “conduce” a la pista usando solo energía eléctrica (motores aún apagados, la APU suministra la electricidad para los motores en el ruedas), luego enciende los motores mientras espera cerca de la pista. Acaba de ahorrar unos 20 minutos de combustible quemado y desgastado en los motores principales, y todo lo que le costó fueron unos pocos motores de ruedas y una APU más grande (que ya tienen aviones como el 787). Por lo tanto, creo que no se trata de “si”, sino de “cuándo” las ventajas económicas del rodaje sin motor superan las desventajas de este sistema, y se convierte en una característica estándar de todos los aviones de pasajeros.