Ingeniería pura: Neumáticos y el tren de aterrizaje

Lo neumáticos para aeronaves fueron construidas para ser de peso ligero, resistentes a las picaduras (pinchazos), a los cambios de temperatura y facilitar el remplazo de cada una de ellas.

Los aviones comerciales de fuselaje ancho, como los Boeing 747 o similares, han sido enormes maquinarias de tecnología que han sufrido enormes cambios en los últimos 40 años en pro de la seguridad de los pasajeros.

Cuando un avión aterriza, los grandes neumáticos que tienen instados en las mazas y en el sistema de piernas del tren de aterrizaje, pan de 0 a 200 kilómetros por hora en apenas una décimas de segundos. Y no sólo una sino todas en su conjunto.

También es de resaltar que el peso del avión es un factor a considerar en estos procedimientos de carrera de aterrizaje. Aviones como los Airbus A380, considerado la aeronave comercial más grande del mundo tiene 22 neumáticos en grupos de 4 y 6. Estas de un diámetro de aproximadamente 1 metro y medio, están constantemente sometidas a cambios bruscos de temperatura. Al alcanzar altitudes mayores a los 30,000 pies las temperaturas pueden alcanzar hasta los – 50 grados centígrados.

Sería lógico pensar que debido al rozamiento durante la carrera de despegue o aterrizaje, cuando se produce ese sonido estridente al contacto con el asfalto, en altas temperaturas y el soportar grandes pesos, pudieran llegar a dañarse o a combustionar en esas faces tan delicadas de la operación de una aeronave, pero esto no es así.

Los neumáticos de los aviones no son inflados de aire normal, como el que usualmente utilizan los automóviles, sino que contienen nitrógeno… ¿por qué? Por dos razones muy sencillas: la primera que ese gas no se congela cuando es sometido a muy bajas temperaturas.

La segunda razón es porque el nitrógeno no combustiona, evitando así el peligro de que el calor generado por la fricción o alguna otra falla pudiera causar una explosión con fuego.

También, los neumáticos se cambian constantemente en los aviones, tal y como en otros vehículos, cuando el dibujo (líneas) de las ruedas comienzan a desgastarse se deben reemplazar. La forma de cambiarlas es ciertamente sencilla, se realiza con gatos hidráulicos que elevan el avión, y es similar al cambio de un neumático automotriz, pero obviamente, con un sinfín de requerimientos de seguridad tanto en su desmontaje, como en su posterior montaje, ya que la única tuerca que suele sujetar las rudas, debe estar perfectamente ajustada y alineada.

Los aviones más pequeños suelen tener solamente tres neumáticos, uno debajo de cada semi ala y otra en el morro o nariz del avión. En modelos de aviones antiguos o los destinados para realizar acrobacias aéreas, esa tercera rueda se encuentra situada detrás, justo abajo del empenaje.

  • Tren de aterrizaje

Existen dos tipos de trenes de aterrizaje que se caracterizan por su configuración. El tren de “triciclo” es el que comúnmente las aeronaves actuales poseen, con dos piernas principales (izquierda y derecha) en cada lado y otra posicionada en el morro o nariz de la aeronave. Bajo esta configuración el fuselaje del avión siempre se mantendrá levantado a nivel de suelo.

El segundo y no tan común en estos tiempos es denominado, “patín de cola”, a diferencia del anterior, el neumático de dirección o control en tierra se encuentra situado en la parte trasera del fuselaje, justamente debajo del empenaje. Para la operación y vuelo de este tipo de aviones y por el cambio y complejidad de controles, los pilotos deben tomar varias sesiones (horas) para acostumbrarse al control direccional.

En ambos casos y dependiendo sobre todo del modelo, el sistema de tren de aterrizaje puede ser fijo o retráctil. Evidentemente los aviones con capacidades de trenes retráctiles pueden desarrollar mayor velocidad en vuelo, ya que la resistencia al avance es menor que uno con los trenes fijos.

Dentro de la cabina de mando de las aeronaves, se encuentra un sistema que activa eléctricamente los actuadores electromecánico, a través de una palanca hace extender o retractar el tren de aterrizaje. Generalmente, la retracción del sistema ocurre cuando el avión tiene una actitud de “ascenso positivo”, información que provee el Indicador de Velocidad Vertical (VSI) y cuando debe extenderse (previo al aterrizaje) ocurre a ciertas millas de distancia de la pista, aproximadamente a unas 5 millas náuticas.

Además, se cuenta con una indicación de tres luces las cuales indican la posición en la que se encuentra el conjunto de trenes de aterrizaje, ya sea extendido (verde) tránsito (ámbar) retractado (roja), esta última suele apagarse después de unos segundos.

  • Fallas del sistema de trenes

En algunos casos, el sistema de tren de aterrizaje puede fallar, ya sea por sus mecanismos o un mal mantenimiento. En ocasiones hemos visto que alguna de las piernas o todas no llegan a extenderse, pero siempre los pilotos contarán con varios sistemas redundantes para que puedan extenderse.

Uno de ellos es una palanca situada en el piso de la cabina de mando, donde los pilotos podrán tirar de una palanca para que el sistema caiga por gravedad y a su vez sea asegurado.

En ocasiones y a pesar de la tecnología disponible y la fiabilidad de los sistemas, los aviones no logran extender alguno de sus trenes y la tripulación se verá obligada a aterrizar en la pista con la “panza” del avión. Estructura que si bien no está diseñada para soportar un impacto de tales magnitudes y rozamiento, puede ser la única y última opción.

Como dato, es más peligroso que el tren de aterrizaje no se retracte luego de la carrera de despegue, debido a que la aeronave se encuentra en una de las fases más críticas de vuelo, cuando todos sus motores y peso están al máximo.

Como lo mencionamos anteriormente, el tren de aterrizaje genera mucha resistencia al avance, lo que provoca que el desplazamiento a través del aire sea más complicado para el avión, teniendo que utilizar todos los recursos de potencia.

En caso de una emergencia tal, los pilotos se verán comprometidos a un escenario crítico, de poca velocidad ascensional, indicada y maniobrabilidad; lo que podría desencadenar un desplome en las primeras fases del despegue, dependiendo de las capacidades de empuje o tracción y condiciones orográficas (obstáculos) durante el regreso a la pista.

  • Control en tierra y sistema de frenado

Los pilotos pueden tener el control en tierra gracias al tren de nariz en configuración de triciclo y con el neumático trasero, en configuración de patín de cola. En aviones pequeños como los equipos Cessna monomotor, el control se logra gracias a la conexión de chicotes y poleas conectadas directamente a los dos pedales, que se pueden presionar con los pies.

Dependiendo hacia donde se quiera rodar la aeronave se deberá de presionar el pedal izquierdo o derecho según se requiera.

Al igual que los vehículos terrestres, el avión posee también frenos hidráulicos en los trenes de aterrizaje, que actúan sobre las ruedas y detienen el avión. Para ello, una vez que ha aterrizado y disminuido su impulso, gracias a los sistemas de reversa y la aplicación de los frenos aerodinámicos (spoilers) los pilotos pueden oprimir con la punta de los pues la pedales superior de los dos pedales, para detenerlo completamente.

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