Avance tecnológico
Autothrottle permite que el avión ajuste automáticamente la velocidad en diferentes fases del vuelo
Conduciendo al aeropuerto, muchos aviadores utilizan el llamado sistema de control de crucero para asegurar una velocidad constante en sus automóviles, aliviando así el tedioso esfuerzo de mantener cierta presión en el pedal del acelerador, así como eliminando el riesgo de recibir una multa por exceso de velocidad. de velocidad Curiosamente, a menos que vaya a volar un avión comercial moderno, es muy probable que su avión no tenga un dispositivo similar y que tenga que controlar la velocidad de su avión literalmente "a mano".
La llegada de una nueva generación de aviones empieza a cambiar esta realidad. Los sistemas de control automático de velocidad, popularmente conocidos como autothrottle (A/T), ya están emergiendo en el mercado principalmente entre los turbopropulsores de aviación general, como los flamantes modelos Daher TBM 940 y TBM 960, Pilatus PC-12NGx, Piper M600, Beechcraft King Air 360, algunos otros aún en la fase de certificación.
La tecnología de control automático de la velocidad de las aeronaves surgió a finales de la década de 1950, con la creación de AutoPower, un sistema desarrollado por la empresa estadounidense Safe Flight basado en mantener el ángulo de ataque (y no la velocidad) de la aeronave. Inicialmente instalado en un Douglas DC-3, la característica puede considerarse un precursor de los aceleradores automáticos modernos. Jets como el DC-9 ya tenían un sistema capaz de mantener una velocidad constante mientras realizaban una aproximación por instrumentos (ILS). Posteriormente, más aviones, incluidos los Boeing 707, 727 y 737-200, el DC-8 y el Trident, recibieron kits de actualización, que permitieron el uso de la nueva tecnología en vuelos de crucero.
A partir de la década de 1970, la mayoría de los nuevos aviones (A300, 747 y DC-10) salieron de fábrica equipados con aceleradores automáticos muy similares a los modelos actuales. Finalmente, en la década de 1980, los aceleradores automáticos adquirieron una presencia obligatoria en cualquier avión comercial y en algunos jets de negocios, y evolucionaron para integrarse completamente con los sistemas automáticos de gestión de vuelos. Demostraron ser una herramienta importante para la seguridad del vuelo al permitir un control preciso de la velocidad (evitando situaciones de entrada en pérdida o exceso de velocidad), reduciendo la carga de trabajo de la tripulación, evitando daños a los motores y ayudando a mantener una aproximación estabilizada. Además, A/T dosifica la aplicación de potencia, aumentando la economía de combustible y reduciendo los costos de mantenimiento.
El control de velocidad automático opera con datos obtenidos de varios sistemas de aeronaves, como computadoras de datos aéreos, sensores de ángulo de ataque, FADEC (control de motor digital de autoridad total), piloto automático y director de vuelo, para calcular un valor de potencia ideal para ese momento. luz apagada. Este ajuste se transfiere a los motores a través de actuadores mecánicos en las palancas de potencia o electrónicamente, directamente en el conjunto de control FADEC/EEC (control electrónico del motor), regulando la velocidad de rotación del ventilador (N1) o la relación de presión del motor (EPR). ). Los dispositivos de protección evitan que se excedan otros parámetros críticos del motor (N2, EGT). También hay un sistema de embrague que permite al piloto anular la acción de A/T en las palancas y así recuperar el control total de la potencia.
El acelerador automático puede funcionar junto con el AP/FD (piloto automático/director de vuelo) o actuar de forma independiente durante el vuelo manual. La interfaz entre el piloto y el acelerador automático se reduce a los botones TOGA (despegue y arranque) y A/T Disconnect en los aceleradores, un selector de velocidad y modos AP/FD en el panel de control del piloto automático y la MCDU. -unidad de visualización y control de funciones), que controla el FMS (sistema de gestión de vuelo). En la mayoría de las aeronaves, el A/T opera en uno de dos modos básicos: empuje o velocidad.
En el modo de empuje, el acelerador automático mantiene el motor a una potencia fija (despegue/motor y al aire, ascenso, empuje continuo máximo o ralentí), compensando automáticamente los cambios causados por la variación de altitud. Corresponde al piloto (o al AP/FD) ajustar la actitud de la aeronave para mantener una cierta velocidad indicada (IAS) durante el ascenso o el descenso, variando la V/S (velocidad vertical) del avión. Si la velocidad aumenta, el piloto levanta el morro de la aeronave. Si la velocidad disminuye, baja la nariz. El modo de empuje se utiliza en las fases de despegue/motor y al aire (manteniendo los motores en TOGA) y ascenso (cuando la potencia se establece en CLB/MCT). La velocidad es fija y la velocidad de ascenso es variable. En la fase de descenso, el modo de empuje mantiene los motores al ralentí y el ajuste de la velocidad se realiza variando la velocidad de descenso.
En el modo de velocidad, el acelerador automático ajusta constantemente la potencia para mantener una determinada velocidad indicada (IAS) o número de Mach. Este modo se usa normalmente en vuelo de crucero, en ascensos o descensos donde es necesario mantener una velocidad vertical predeterminada, y también en aproximaciones de aterrizaje, cuando el mantenimiento preciso del IAS es esencial para una aproximación estabilizada. Algunas aeronaves tienen modos especiales, normalmente activados para proteger la envolvente de vuelo y evitar situaciones de entrada en pérdida y exceso de velocidad que pueden ocurrir durante una maniobra de evitación de colisión TCAS (traffic Collision Avoid System).
En general, el FMA (anunciador de modo de vuelo) mantiene informado al piloto sobre el funcionamiento del acelerador automático. Su comprensión es crítica, ya que cada fase del vuelo requiere un modo A/T apropiado. El uso de un modo inapropiado para una fase en particular puede resultar en una operación ineficiente o una mayor carga de trabajo, con el piloto "peleando" con el A/T. En casos extremos, existe el riesgo de provocar un accidente, como el ocurrido en 2013 con un Boeing 777 en San Francisco, en Estados Unidos. El uso de un modo A/T incorrecto provocó una pérdida de velocidad, lo que provocó que la aeronave se estrellara contra el suelo antes de la pista.
El fabricante europeo Airbus ha adoptado un enfoque ligeramente diferente de su exitosa línea de aviones A320 con controles fly-by-wire. En lugar de accionar mecánicamente las palancas de empuje y que estas activen los motores, el sistema, llamado Autothrust (ATHR), se comunica directamente con el FADEC. Por lo tanto, las palancas de empuje se utilizan para la operación de potencia manual (ATHR OFF) o para determinar un límite de actuación de ATHR a través de bloqueos de posición, más conocidos como detents (TOGA, CLB, FLEX/MCT e IDLE).
Durante el despegue, el piloto avanza los aceleradores completamente hacia adelante, solicitando al sistema potencia de despegue (TOGA) o potencia de despegue reducida (dejando los aceleradores en el tope FLEX). Después de la altitud de reducción (normalmente entre 400 ft y 1.500 ft sobre el aeródromo), las palancas se colocan en el retén CLB (ascenso) y en ese momento entra en acción el ATHR, inicialmente en modo de empuje. Cuando el avión completa el ascenso y se nivela, el ATHR cambia al modo de velocidad y mantiene la velocidad seleccionada por el piloto o FMGS, enviando comandos directamente al FADEC. Las palancas de empuje permanecen estacionarias en el retén CLB, que es el límite máximo de potencia para ese régimen de vuelo, aunque la potencia se ajusta constantemente a un valor entre Idle y Climb.
Durante el descenso, el ATHR comanda la reducción de potencia según el modo seleccionado por el piloto. La velocidad se mantiene durante la aproximación final hasta el momento del enderezamiento, cuando el piloto tira de los aceleradores hasta el tope IDLE, similar a lo que haría en un avión convencional, desactivando el ATHR para aterrizar. Al no mover mecánicamente las palancas, este sistema tiene menos partes móviles que un acelerador automático convencional, con la consiguiente reducción de costos y mayor facilidad de mantenimiento.
Hoy en día, los aviones ligeros modernos de un solo motor o bimotor tienen capacidades de automatización de vuelo comparables a las de cualquier avión comercial. Pero aún les falta una pieza clave: precisamente el acelerador automático. Esto se debe en parte a la complejidad inherente del sistema. Además de instalar componentes mecánicos que actúan sobre los aceleradores, un sistema de acelerador automático en un avión de pistón tendría que gestionar tres palancas por motor (potencia, paso y mezcla). Sí, como dice el refrán, para la ingeniería todo es técnicamente posible, pero no todo es económicamente viable. Este es el desafío actual para los diseñadores: crear un sistema de aceleración automática que sea simple, confiable, compacto y, sobre todo, asequible para el operador de un avión pequeño. Hasta el día de hoy, eso parecía una misión imposible.
Las cosas estan cambiando. Los lanzamientos de sistemas para aviones pequeños prometen dar un nuevo aliento al pilotaje en la aviación general. Destacado para el modelo “Thrustsense”, de la empresa americana Innovative Solutions & Support, desarrollado para los nuevos aviones turbohélice King Air 360 y Pilatus PC-12NGx, para el sistema de aceleración automática TBM-940 y para el revolucionario sistema Autonomi de Garmin, que proporcionará capacidad de aterrizaje automático sin precedentes para la familia TBM, el Cirrus Vision Jet y el Piper M-600. Una solución para los aviones de pistón será la popularización del FADEC, con una sola palanca para el control de la potencia del motor, eliminando las palancas de paso y mezcla, como ya ocurre con el Diamond DA-62, que utiliza motores de ciclo Diesel. Esta arquitectura abre el camino para, en el futuro,
Texto adaptado del original publicado en el número 317 de la Revista AERO
Paulo Marcelo Soares es capitán de un Airbus A320
Publicado em 26 de Abril de 2022 a las 21:36
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