TIP 08: Acerca del ascenso

TIP 08: acerca del ascenso

En el TIP 07 anterior, nos habíamos quedado suspendidos en el tiempo, justo en el momento posterior al despegue, apenas a 35 pies de altitud, con flaps en configuración de despegue y con el tren de aterrizaje abajo. Técnicamente éste es el punto donde termina el despegue y donde empieza el ascenso. En esta semana entonces conversaremos un poco sobre el ascenso que se sub-divide a su vez en dos fases principales, el ascenso inicial y el ascenso en routa (en-route climb) hasta altitud inicial de crucero.

ASCENSO INICIAL:

El ascenso inicial a su vez varía según dos situaciones: Si el despegue fue normal (99.9% de las veces) se realiza más bien de acuerdo con procedimientos locales de atenuación de ruido. Si hubo falla de motor en o posterior a V1 se lo realiza de acuerdo a lo previsto en las tablas de despegue y por performance, tal como lo analizaremos a continuación...

• CASO 1: FALLA DE MOTOR

El ascenso incial desde el punto de vista de performance, comienza entonces a los 35 pies y termina usualmente a los 1500 AFE (Above Field Elevation) o altitud sobre el campo. Este ascenso está cuidadósamente calculado mediante tablas que cumplen con varios requisitos legales, a fin de garantizar que el avión es capaz de superar cualquier obstáculo durante esta trayectoria, asumiendo siempre que hubo la falla de un motor crítico en V1. En caso de que por la geografía del terreno se calcule que no va a ser posible superar obstáculos en esta fase y con la falla del motor crítico, entonces se debe usar una ruta alternativa específica para falla de motor, llamada EO SID (Engine Out Standard Instrument Departure). Para el caso del B-767, dentro de las rutas que operamos en LAN existen pocos aeropuertos que requieren y tienen publicada EO SID, que son: BOG, MEX, UIO, ScL, GRU, CCP, PUQ, PMC y MAD.

Ahora bien, regresando al tema del ascenso inicial por performance, en realidad hay suficiente como para escribir un libro gordo sólo sobre este tema, de hecho hay varios libros sobre ello, de modo que nos limitaremos ha hacer un breve resumen de lo que ocurre y que es lo siguiente:

Esta etapa se subdivide a su vez en cuatro sub-etapas llamadas "segmentos". estos segmentos son:

• primer segmento: empieza a los 35 pies y termina cuando el tren de aterrizaje está asegurado arriba. Durante esta etapa se mantiene la potencia de despegue y el pitch necesario para mantener V2 de velocidad. Recuerden que estamos asumiento que el motor crítico ha fallado. Durante este primer segmento las regulaciones requieren que un avión bimotor sea capaz de mantener como mínimo ascenso positivo de cualquier valor.

• Segundo segmento: empieza con el tren arriba y termina cuando se ha alcanzado la altitud para retracción de flaps. Esta altitud está cuidadosamente calculada para cada despegue y depende de varios factores a fin de superar los obstáculos sin exceder la limitación de máximo 5 o 10 minutos según el caso, con potencia de despegue. Usualmente la altitud mínima de retracción de flaps es de 500 pies AFE (Above Field elevation) o altitud sobre el campo. Durante este segmento se mantiene igualmente potencia de despegue, flaps en posición de despegue, tren arriba pitch necesario para mantener una velocidad de V2 y por
  regulación el avión debe ser capaz de subir con una gradiente de ascenso mínima para aviones bimotores de 2.4%.

• Tercer segmento: empieza cuando se ha alcanzado la altitud mínima de retracción de flaps y termina cuando los flaps están totalmente arriba en una condición conocida como "avión limpio" o clean airplane. Durante este segmento, se baja el pitch para mantener constante la altitud o con un ascenso muy ligero a fin de permitir que el avión vaya acelerando, por lo que al inicio del segmento se tiene una velocidad de V2 que va aumentando hasta Vzf o velocidad de avión limpio. La potencia sigue en potencia de despegue, el tren arriba y los flaps van subiendo conforme se va alcanzando las respectivas velocidades de maniobras para el setting de flaps correspondiente. Ejemplo, en el caso del B-767 en un despegue normal con flaps 5, se inicia este segmento con V2, conforme el avión va acelerando y se pasa por Vref30+40 se sube a flaps 1 y cuando la velocidad pasa por Vref30+60 se sube a flaps up. la velocidad terminal de este segmento será Vzf, que es la velocidad de flaps up y que equivale a vref30+80. En algun TIP anterior habíamos conversado sobre el seteo de los bugs del velocímetro para el despegue, y habíamos recordado que los dos últimos bugs deben estar señalando vref30+40 y vref30+80 respectivamente. por lo que al pasar por el
  penúltimo bug se sube a flaps 1, al pasar por la mitad de los dos últimos bugs se sube a flaps up y se mantiene como velocidad final la velocidad marcada por el último bug.

• Cuarto segmento: Este último segmento inicia cuando los flaps están arriba y hemos alcanzado la velocidad de avión limpio o flaps up (Vzf), se reduce la potencia a MCT (Maximum continous thrust) que ya es una potencia que no tiene límite en el tiempo de operación (recordemos que la potencia de despegue está limitada a un máximo de 10 o 5 minutos según el caso... en la flota de B-767's el límite es de 10 minutos), los flaps están arriba, el tren arriba y se mantiene el pitch adecuado para mantener Vzf hasta el fin de este segmento que es al alcanzar los 1500 pies AFE. Entre el tercer y cuarto segmento se debe obtener como mínimo para aviones bimotores una gradiente de ascenso de 1.2%.

En varios de los casos incluso se debe limitar el peso máximo de despegue para cumplir con los requisitos de estos cuatro segmentos, siendo por lo general en el caso de los aviones bimotores el segundo segmento el más limitante...

• CASO 2: DESPEGUE CON TODOS LOS MOTORES OPERATIVOS

Este es el caso normal en la gran mayoría de los despegues, de hecho dada la excelente confiabilidad de los motores de hoy en día, la mayoría de los pilotos pasan sus vidas enteras y se jubilan sin haber experimentado una falla de motor en la vida real... de aquí que es tan importante nuestro entrenamiento recurrente cada seis o nueve meses en el simulador de vuelo a fin de estar capacitados para cuando en la vida real nos suceda, poder actuar en la mejor forma posible para salvaguardar siempre la seguridad del vuelo.

Bien en el caso de un despegue sin fallas, el procedimiento cambia ya que tenemos exceso de empuje por lo que la superación de los obstáculos existentes ya no es factor en la mayoría de los aeropuertos... En los pocos en los que se requiere de un procedimiento especial para evitar obstáculos, existe igualmente publicada una salida instrumental para evitar tales obstáculos.

Lo que si aplica en la mayoría de despegues es un procedimiento obligatorio llamado "procedimiento de atenuación de ruido" o "noise abatement takeoff procedure". Existen cuatro diferentes procedimientos de atenuación de ruido, siendo dos de estos de uso común en los Estados Unidos de Norteamérica y los otros dos publicados por la OACI (Organización de Aviación Civil Internacional). Cada aeropuerto tiene publicado el procedimiento que deberá aplicarse localmente y existen algunos aeropuertos que no aplican ninguno de los procedimientos establecidos en favor de sus propios procedimientos locales.

En todo caso y a modo de ejemplo unicamente discutiremos los dos procedimientos publicados por la OACI, siendo estos el procedimiento "A" y el "B".

• procedimiento de atenuación de ruido OACI "A":

Inicia igualmente a 35 pies de altitud con potencia de despegue, tren abajo y flaps de despegue, el tren de aterrizaje se lo sube en ambos casos de manera inmediata tan pronto se tiene ascenso positivo, el cual es indicado con el movimiento de la aguja del altímetro. En este caso se regula el pitch para mantener una velocidad de V2+10 a V2+20 nudos hasta alcanzar los 1500 pies AFE. a los 1500 pies AFE, se reduce la potencia a climb thrust o climb power que al igual que MCT tampoco tiene límites de tiempo. y se continúa el ascenso con V2+10 a V2+20 hasta los 3000 pies AFE. A los 3000 pies AFE termina el procedimiento de atenuación de ruido y se reduce el pitch para permitir la aceleración del avión y se va subiendo los flaps según se van alcanzando las
velocidades apropiadas. Una vez limpio el avión se continúa con la fase de ascenso que la detallaremos más abajo.

• procedimiento de atenuación de ruido OACI "B":

Se inicia igual que el anterior, es decir a partir de finalizado el despegue y lo primero igual que siempre es la subida del tren a la primera indicación de ascenso positivo (movimiento de la aguja en el altímetro). Se regula el pitch para mantener V2+10 a v2+20 con takeoff thrust hasta 1000 pies AFE, luego de lo cual se disminuye el pitch para acelerar y limpiar el avión tal como se ha conversado en los casos anteriores y una vez limpio el avión se mantiene Vzf a Vzf+10 hasta los 3000 pies AFE. Igual que el procedimiento anterior, este también termina a los 3000 pies AFE.

De estos dos procedimientos el más usado es el procedimiento "A" o en su variación americana llamado "close NADP", que es similar al procedimiento "A" de la OACI pero con la reducción de potencia a 800 pies AFE en lugar de 1500 pies AFE, siendo el resto exactamente igual.

EN-ROUTE CLIMB:

Hasta aquí estamos con el avión limpio con una velocidad de Vzf a Vzf+10 y a 1500 pies AFE en el caso de falla de motor o a 3000 pies AFE en el caso de despegue normal... es aquí donde termina el ascenso inicial.

Continúa ahora la fase de ascenso en ruta o en-route-climb la misma que consiste en acelerar hasta 250 nudos y mantener esta velocidad hasta 10000 pies AFE y posterior a esto acelerar hasta la velocidad de ascenso escojida para el mismo.

En repetidas ocasiones me han preguntado cual es la velocidad de ascenso que se debe mantener en pies por minuto en el variómetro o climb. En realidad el ascenso no se lo hace con una X velocidad de ascenso en pies por minuto (FPM), sino más bien manteniendo una velocidad horizontal (IAS/MACH) constante y aceptando la razón de ascenso resultante, cualquiera que esta sea y que de hecho no va a ser constante.

El régimen de ascenso varía según los aviones pero por lo general es muy cercana a 290/.78. Esto quiere decir, una vez sobre los 10000 pies AFE se baja el pitch para acelerar el avión hasta 290 nudos indicados (KIAS) y se mantiene esta velocidad constante. Conforme va aumentando la altitud, la velocidad Mach va a ir aumentando progresivamente. Una vez que alcanzamos una velocidad Mach equivalente es este ejemplo a 0.78 Mach ajustamos el pitch para mantener esta velocidad constante, es decir Mach 0.78. En este caso ahora conforme seguimos subiendo la velocidad indicada va a ir disminuyendo; nótese que la potencia de ascenso se mantiene desde la reducción de potencia en el ascenso incial hasta nivelar a la altitud de crucero en climb thrust o climb power; por lo que las variaciones de velocidad se las realiza únicamente ajustando el pitch como sea necesario para mantener la velocidad indicada requerida.

Una vez que nivelamos a nuestra altitud de crucero inicial, termina la fase de ascenso en ruta y se mantiene climb power o climb thrust hasta alcanzar nuestra velocidad calculada para crucero, luego de lo cual se selecciona potencia o empuje de crucero, que será la potencia necesaria para mantener en vuelo nivelado nuestra velocidad de crucero seleccionada.

Revisen cuidadosamente y por etapas lo que aquí hemos hablado hasta que tenga sentido todo esto... al principio puede parecer un poco difícil o hárido pero luego y con la práctica ya se le encuentra la lógica del asunto...

Hasta la próxima.