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Aviónica:
Los nuevos sistemas de Airbus

 

La moderna cabina del A380 al momento de la visita del avión a FIDAE 2008. En aquel momento el sistema estaba en fase de experimentación y no había sido instalado aun como un elemento estándar de la aeronave (foto Esteban Brea).

 

Textos de Fernando Puppio Guzmán

Hasta mediados de 2009, el fabricante europeo mantuvo en secreto dos innovaciones en la avionica del A380 que fueron desarrolladas durante el programa de diseño y posteriores ensayos en vuelo  del Super Jumbo. Ambas novedades que mejoran la seguridad del vuelo serán estándares en el futuro A350 Extra Wide Body (XWB), y podrán ser instalados en cualquier Airbus que posea sistemas fly-by-wire.

Se trata del Runway Overrun Warning and Prevention System (ROW/ROP), y de un nuevo Traffic Alert and Collision Avoidance System (AP/FD TCAS) que se relaciona con el piloto automático (AP) y el director de vuelo (FD).

Ambos sistemas vienen a cubrir pequeñas falencias en la seguridad del vuelo, mejora el uso de la aeronave tanto en tierra como en vuelo, y quitan carga de trabajo a la tripulación.

Runway Overrun Warning and Prevention System

El ROW/ROP es un sistema desarrollado por Airbus que integra numerosos parámetros de vuelo con el fin de lograr un aterrizaje mas eficaz y seguro. El OW/ROP usa información de posicionamiento por satélite en tiempo real para establecer exactamente donde es encuentra la aeronave, y la combina con una base de datosde aeropuertos, sus pistas y rodajes. Este sistema se probó por primera vez a bordo de un A340-600 en 2004, y en el A380 desde mayo de 2009.

Con esta información integrada y añadidos los datos meteorológicos de un destino concreto, la tripulación podrá seleccionaren l pantalla de navegación la pista asignada para el aterrizaje. Hecho esto, el sistema automáticamente marcará con dos arcos color violeta los puntos de detención sobre la pista seleccionada. Uno de los arcos mostrará el punto de detención para pista seca, y el otro para pista mojada. El sistema asume que se realiza una aproximación final estándar, cruzando el umbral de la pista 50 pies (15 m) de altura, a la velocidad de referencia.

Si la tripulación inició la maniobra de aproximación y aterrizaje segun un perfil estandar, el sistema ira corrigiendo los puntos de parada automáticamente, según pudiera variar algún dato. Pero si el ROW/ROP calcula durante la aproximación final que la aeronave no será capaz de detenerse dentro de la longitud de la pista, se disparará una alarma sonora diciendo "runway too short" (pista demasiado corta), y uno o los dos arcos violetas en pantalla se moverán mas allá de la pista. Un indicación clara de dar gases e intentar una nueva aproximación.
También si la condicion de pista lo requier puesde activarse otra alerta: "If wet, runway too short"  (si esta mojado, pista demasiado corta).

El sistema ROW/ROP indica en rojo las distancias de frenado. En el ejemplo, ambas superan la longitud de la pista 14L de Toulouse-Blagnac (imagen: Airbus).

 En esta figura se muestra como el sistema discierne entre pista seca o pista mojada, presenta la segunda posibilidad en otro color, y lanza el mensaje de alerta correspondiente (imagen: Airbus).

El sistema continuará calculando y actualizando los parámetros de vuelo hasta el momento de la rotación para el aterrizaje, según la desaceleración que lleva el avion. Si la tripulación decide aterrizar ignorando los avisos, la aeronave aplicará el máximo poder de freno disponible automáticamente, siempre que el "Auto Brake" estuviera conectado.

El ROW/ROP fue desarrollado por Airbus como respuesta a la necesidad de encontrar una solución a los accidentes debidos a que las aeronaves superen la longitud de la pista al aterrizar. Este tipo de accidente, aunque no suele causar víctimas, si genera cuantiosos gastos en la reparación de la aeronave siniestrada, ame de problemas de trafico en el aeropuerto donde el avión averiado quede bloqueando el uso de alguna pista.

Brake-to-Vacate

Si la tripulación decide además usar el sistema Brake-to-Vacate (BTV), algo asi como "freno para desocupar la pista", podrá al momento de designar la pista para el aterrizaje, elegir la calle de salida por la cual quieren liberar la pista.

De esta manera el sistema añadirá ese dato a todos los parámetros de aterrizaje para que el avión se mueva a 10kt (18 km/h) dentro de los 50 metros próximos a la salida elegida. Si el sistema considera que la salida esta muy próxima al punto de toma, lo indicará a la tripulación. Si la salida seleccionada es del tipo "fast exit", los pilotos podrán cancelar el BTV.

Asi pues, con el ROW/ROP y el BTV conectados, volando a la velocidad de referencia, la aeronave podrá aterrizar y liberar la pista con seguridad y facilidad aplicando el frenado necesario para cada situación. En el caso del A380, aplicará reversa solamente en los motores interiores (nros. 2 y 3), mientras que los exteriores (nros. 1 y 4), permanecerán al ralenti(1). El Super Jumbo también aplicará la potencia hidráulica para los frenos según requerimiento.

Queda claro que el sistema en su conjunto permite aterrizajes mas mas seguros, aun en condiciones de poca visibilidad, y mejora el uso de las pistas en aeropuertos muy congestionados. También disminuye el desgaste de los frenos (ya que el sistema los usa solo lo estrictamente necesario), usa el empuje de reversa a la potencia especifica para cada situación (optimiza el consumo de combustible), y brinda mayor comodidad al pasajero al ejecutar desaceleraciones mas suaves.

El pasado Octubre de 2009 la EASA (European Aviation Safety Agency) certificó ambos sistemas, el BTV y el  ROW/ROP. De esta manera los dos primeros clientes en incorporar la nueva avionica, Air France y Lufthansa, podrán comenzar a operar sus A380 con estos equipos, a medida que los aviones sean entregados por el fabricante y vayan entrando en servicio.

El sistema ROW/ROP activado para la pista 14R de Toulouse-Blagnac, y el puntero del sistema BTV designando la salida M4 (imagen Airbus).

AP/FD TCAS

Airbus certificó en Agosto de 2009, una nueva funcionalidad añadida al conocido y probado sistema TCAS, que permite al avión gestionar por si mismo la resolución de una alerta.
En la actualidad cuando el sistema avisa de la proximidad de una aeronave, la tripulación deberá resolver la situación volando el avión manualmente. Ello implica que si el AP esta conectado haya que desconectarlo, fijar su atención en la información que muestra la pantalla del TCAS y seguir sus instrucciones, para resolver la situación. Todo esto general normalmente una sobre reacción de la tripulación, que induce a un vuelo brusco.

También se ha comprobado por parte de los servicio de navegación aérea, que los pilotos suelen exceder el rango de velocidad vertical y el cambio de altitud indicado por el sistema. Esto eventualmente compromete la separación vertical entre aeronaves, lo cual podría volver a dejar al avión en una situación peligrosa.
En la actualidad el sistema funciona de tal manera que no facilita el trabajo a la tripulación. Cuando el TCAS lanza una alerta, las barras del FD se retraen, el AP debe ser desconectado y volar el avión manualmente según las indicaciones de una pantalla que raramente se emplea.

La propuesta de Airbus con su nuevo AP/FD TCAS, va en sentido contrario de todo esto. Si el AP esta conectado, las instrucciones de vuelo que genera el TCAS directamente son transferidas a este. Por tanto, el propio avión ajusta los parámetros de vuelo (incluida la potencia), según los perfiles de vuelo que indique el TCAS. El sistema actúa mucho mas rápido, con mayor rapidez y precisión que si se volara manualmente. Además, puede asumir el disparo de alertas sucesivas, encadenando una maniobra tras otra, todo de forma automática.

Si por el contrario, el AP esta en "off" y el TCAS genera una alerta, las indicaciones para solventar esa situación son enviadas al FD. Dado que los pilotos están mas acostumbrados a su uso para realizar normalmente las maniobras habituales, esto resulta mas claro y seguro para las tripulaciones.

En definitiva dos nuevos sistemas que no solo mejoran la seguridad del vuelo, si no que también mejoran el rendimiento de una aeronave de grandes dimensiones y liberan a la tripulación de cierta carga de trabajo en la fase final de un vuelo. Solo queda por oír la opinión de los pilotos comerciales cuando estos sistemas se generalicen. Para ello el calendario previsto es el siguiente A380 y A320 (CFM56-5) ambos certificados para fines de 2009. Durante 2010, el A330 (PW ó RR) sera el primer modelo en certificarse, el A320 (IAE V2500) lo hará hacia Julio, para finales de este año el A340 (CFM56), y quedará pa el final de 2011 el A340-500/600.

Zaragoza, 18 de Enero de 2010

Notas:
1:
Esto se debe al temor de Airbus a los daños por ingestión de objetos (FOD), ya que la envergadura del avión y la posición de los motores 1 y 4, hacen que estos estén muy cercanos a los laterales de la pista incluso fuera de ella.


Imagen de portada

El A380 con matricula de pruebas F-WWDD, en una pasada a baja velocidad en los cielos de Le Bourget, previo a la demostración de las prestaciones del sistema ROW/ROP (foto Fernando Puppio).


A. Baranek y C. Baló colaboraron en la elaboración de esta nota. También consultamos Airbus y  EASA.



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