Los frenos de los aviones modernos son muy poderosos y eficientes, pero en una pista congelada, o muy mojada, esta efectividad se ve reducida por la pérdida de adherencia entre la goma y el asfalto, por lo que se hace necesario usar otro sistema adicional. Éste método es diferente si el avión es de reacción o si es de hélice.
AVIONES DE REACCIÓN
Si el avión es de reacción, el método idóneo es el de revertir la dirección del chorro de gases. Recordad que un motor de reacción funciona acelerando un chorro de gases hacia atrás, con lo que el avión sale impulsado hacia delante (acción-reacción). Si el chorro de gases sale hacia delante, la fuerza de reacción va hacia detrás, frenando el avión.
En ésta imagen vemos una comparativa de la carrera de aterrizaje con y sin reversa, en condiciones estándar de la ISA, sobre pista mojada o helada, con un peso al aterrizaje de 60000 libras y una velocidad de 103 nudos. Como véis, es una diferencia significativa, de unos 800 pies.
Ahora bien, ¿cómo conseguimos hacer que el chorro de gases vaya para delante? (idealmente, el chorro de gases debería ir justo hacia delante, es decir, hacerlo girar 180º, pero como eso es imposible, en la realidad lo que se hace es girarlo 135º, que ya es bastante).
Pues hay varios tipos, dependiendo el motor, y básicamente es una cuestión de diseño. Pero el principio de funcionamiento siempre es el mismo.
Si el motor es de flujo único (el turborreactor de toda la vida), suele haber dos formas de hacerse:
- Por medio de unas compuertas que deriven el flujo antes de salir del motor (tras atravesar la turbina, porque sino el motor se acabaría parando. Recordad para qué funciona cada componente en ésta entrada).
- Por medio de una tobera abatible, cuyas partes superior e inferior pivotan hacia afuera para bloquear el flujo, y revertirlo, una vez fuera del motor.
Si el motor es de doble flujo (turbofan), se revierte la dirección del flujo secundario, que es el que no sufre las transformaciones termodinámicas del motor, es decir, el que va directamente del fan a la tobera, sin pasar por el compresor, cámara de combustión y turbina (ya sé que tengo pendiente la entrada segunda de "¿cómo funciona...?" en la que hablaría del turbofan, entre otras cosas. Lo siento, ya lo contaré)
La reversa suele activarse con una palanca. Ésta no se puede mover si el avión no va lo suficientemente lento. Y una vez activada, se bloquea la palanca de gases hasta una determinada posición. Vamos, que si vas muy rápido no puedes meter la reversa, y si metes la reversa no puedes acelerar al máximo. Esto se hace por seguridad, claro.
AVIONES DE HÉLICE
El método que usan los aviones de hélice para ayudar a la frenada es el de cambiar el ángulo de paso de las palas de la hélice. Como creo que nunca he hablado de hélices, aprovecharé ahora para haceros una introducción.
El paso es la distancia que recorrería la hélice hacia delante al dar una vuelta completa. Como en un tornillo. Pero la hélice a veces está girando y no avanza (por ejemplo cuando el avión está parado en el suelo). Eso no pasa con un tornillo, que si lo giras, avanza. Entonces la hélice tiene dos pasos, el geométrico, que es el que debería avanzar según la inclinación de la pala, y el efectivo, que es el que avanza en realidad.
Como os podréis imaginar, el paso lo determina el ángulo con el cual esté inclinada la hélice. Ese ángulo se denomina "Ángulo de paso". El ángulo de paso se puede variar a través de un sistema mecánico o hidráulico. Por ejemplo, algunos aviones usan el circuito de aceite (o incluso el de combustible) para, a través de un actuador, rotar las palas sobre su eje longitudinal, para variar el ángulo de paso. Otros, comunican el giro a través de un juego de engranajes cónicos.
Éste esquema es el de un turbohélice, en la que directamente con la palanca de gases se ajusta el suministro de combustible y el paso de la hélice. En aviones más pequeños estos sistemas pueden estar desacoplados, y tener que tocar dos palancas separadamente. Por cierto, como podéis ver, éste sistema es hidromecánico, regulado a través del circuito de aceite. Cuando se acaben las vacaciones y vuelva a la escuela, os sacaré fotos del sistema mecánico de engranajes cónicos con los que se cambiaba el paso de una hélice de un avión bastante viejete.
El paso es un parámetro muy importante, y uno de los que el piloto ha de variar desde la cabina. Con ello se puede conseguir un régimen de potencia y revoluciones adecuado para cada condición de vuelo.
Pues la reversa de un avión de hélice se consigue haciendo negativo el ángulo de paso. Así, cuando la hélice gira, impulsa al avión hacia atrás (es como si un tornillo a derechas lo cambias por uno a izquierdas: cuando lo gires para apretar, de verdad se te aflojará). Como podéis ver, es mucho más elegante que el sistema para reactores, ¿verdad?
También se podría conseguir impulsar hacia detrás dejando el paso intacto y girando la hélice en sentido contrario, pero eso es una castaña para el motor, como podréis imaginar. Además que las hélices están pensadas para girar en un único sentido, ya que el borde de ataque no es igual que el de salida. La hélice no deja de ser un perfil aerodinámico, o "airfoil".
Como veis hay muchas formas de conseguir lo mismo: que el flujo vaya hacia delante y el avión frene en menos tiempo.
Por supuesto, a parte de la reversa, también ayudan a la frenada los aerofrenos, "airbrakes" o "spoilers", que son unas compuertas que se abren en las alas para cortar la capa de aire que la rodea. Básicamente rompe la aerodinámica del ala, y claro, eso frena.
Y por supuesto, el otro uso de la reversa es para "dar la marcha atrás" en el avión. ¡Claro!
Fuente: En Ocasiones hago Click
Por qué los aviones no tienen retroceso
Se conoce como empuje inverso, empuje de reversa, inversores y/o reversores de empuje a la desviación temporal de la salida de un reactor de modo que los gases de escape sean expulsados en otra dirección distinta de la del avión. La desaceleración resultante actúa contra el avance de la aeronave, frenándola. Este sistema es empleado por muchos aviones de reacción para facilitar la frenada justo después de tocar tierra, lo cual reduce el esfuerzo de los frenos y permite al avión operar en aeropuertos de pistas más cortas. También está implementado en motores de hélice gracias a actuadores que modifican el paso de las palas (inclinación variable hacia ángulos negativos), de modo que se puede invertir la dirección del flujo de aire.
Sin embargo, las normas dictan que un avión debe ser capaz de aterrizar en una pista sin el uso del sistema para que sea certificado como operativo en ella.
El uso de la reversa es fácilmente identificable por un aumento considerable del ruido de los motores debido a la aceleración, inmediatamente después del contacto con la pista. Los inversores son claramente visibles en los motores durante su despliegue, ya sea posteriores, o proyectando el empuje hacia delante mediante deflectores laterales.
Frecuentemente se emplea el "empuje inverso parado". Es usado en aeropuertos por la noche, por restricción de ruido. En este procedimiento no se aplica potencia tras el despliegue de la reversa, aunque sigue siendo efectivo en la distancia de frenada, ya que el propio ralentí es capaz de proporcionar algo de empuje (los aviones generalmente carretean al ralentí).
Hay varias formas de invertir el empuje de un motor a reacción. La ilustración muestra un inversor de tipo concha de almeja, donde todo el flujo de aire es invertido. El empuje inverso se activa normalmente mediante unas palancas (una por motor) alzadas o retrasadas, después de que el motor esté en ralentí.
Algunos aviones pueden emplear los inversores de forma segura durante el vuelo, si bien la gran mayoría de ellos son aparatos turbohélice o reactores de generaciones anteriores. Por ejemplo, el turbohélice ATR 72 puede activar los inversores sin problema en vuelo. El Ilyushin Il-62, reactor de largo alcance de la era soviética utiliza en vuelo la reversa de sus motores exteriores durante los aterrizajes y también lo hacía por ejemplo el Hawker Siddeley Trident, un avión con capacidad entre 120 y 180 pasajeros que era capaz de descender a una velocidad de hasta 10 000 pies por minuto gracias al uso de los inversores, aunque esta capacidad raramente se utiliza.
El mecanismo de seguridad que evita el armado del sistema de reversas durante el vuelo en aquellos aviones en los que esa posibilidad no se contempló durante su diseño, en general se basa en la imposibilidad de vencer la resistencia aerodinámica generada por el desplazamiento de la nave y/o del flujo de gases del motor sin la ayuda hidráulica. Para ello se utiliza un interruptor de la presión que impide que este y otros dispositivos que sólo deben funcionar con el avión en tierra, reciban presión hidráulica solo hasta que el sensor tierra-vuelo presente en el tren principal, o en algunos casos en el delantero, sea activado tras el contacto con la pista. Una vez el amortiguador del tren se comprime, el interruptor queda en posición abierto, quedando el circuito con la potencia hidráulica necesaria para vencer la resistencia del motor al ralentí y a baja velocidad pero no con gases abiertos.
De igual modo el circuito se desactiva en el momento en que el avión alcanza su velocidad de rotación Vr y el tren de morro se separa de la pista.
Qué significa más reversa tiene un avión
La frase "más reversa tiene un avión" se refiere a la capacidad del avión de generar un empuje inverso más fuerte. Un avión con más reversa puede detenerse más rápidamente después del aterrizaje.
La cantidad de reversa que un avión puede generar depende de varios factores, incluyendo:
- El tipo de motor
- El diseño del sistema de reversa
- La configuración del avión
Por ejemplo, un avión con motores turbofan de alto bypass generalmente puede generar más reversa que un avión con motores turbofan de bajo bypass.
Cómo van los aviones marcha atrás
Los aviones no pueden "ir marcha atrás" en el sentido literal de la palabra. No pueden moverse hacia atrás por sí mismos. Sin embargo, pueden utilizar la reversa para detenerse más rápidamente después del aterrizaje y para maniobrar en espacios reducidos.
La reversa no puede utilizarse para propulsar al avión hacia atrás a altas velocidades. Esto se debe a que el flujo de aire sobre las alas cambiaría de manera que haría que el avión se volcara.
La reversa es un sistema vital para la seguridad de los aviones, ya que ayuda a los pilotos a controlar la velocidad del avión y a detenerlo de manera segura después del aterrizaje.
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