«A diferencia de los motores y las alas, el tren de aterrizaje no es esencial para el vuelo, ¡sólo para aterrizar sin problemas!». Eso dice Chris Brady, piloto de Boeing 737 y Airbus A320 en Europa desde hace mucho tiempo. Los trenes de aterrizaje son maravillas mecánicas, y Airbus estima que representan el 20% del total de los costes de mantenimiento de los aviones y alrededor del 7% del peso de la aeronave. Para saber más, me puse en contacto con Brady (que también dirige el sitio técnico del Boeing 737) y con el Dr. Snorri Gudmundsson, profesor asociado de ingeniería aeronáutica en la Embry Riddle Aeronautical University y experto en diseño de aviones.
Los trenes de aterrizaje son fabricados por proveedores especializados de la industria aeronáutica, no por fabricantes como Boeing y Airbus. El más importante es Safran Landing Systems, con operaciones de fabricación en todo el mundo. La fabricación de los componentes es una historia de ingeniería precisa; el puntal principal (del que se habla a continuación) se mecaniza a partir de una columna sólida de acero de alta resistencia, literalmente un agujero perforado a través de un tubo de acero sólido. Este puntal es el corazón del tren de aterrizaje; el mecanismo puede soportar alrededor de 500 toneladas métricas (alrededor de 1 millón de libras) más las fuerzas de un aterrizaje de la aeronave.
«Los principales propósitos del tren de aterrizaje, además de evitar que el fuselaje se arrastre por el suelo en el aterrizaje, es como un amortiguador, y las ruedas permiten que la aeronave tenga frenos para reducir la velocidad después del aterrizaje», dijo Brady. Señaló que el avión experimental X-15 tenía patines porque la velocidad de aterrizaje era tan rápida que habría quemado los neumáticos muy rápidamente.
«El tren de aterrizaje y la absorción de impactos es un campo de la ciencia en sí mismo», dijo Gudmundsson, explicando que el tren de aterrizaje de los aviones comerciales utiliza universalmente amortiguadores oleoneumáticos en forma de puntales. Se trata de un tubo telescópico dentro de un tubo.
Gudmundsson explicó que la energía del choque se absorbe en el aterrizaje forzando el aceite en una cámara (en el puntal) a través de pequeños orificios, contra una cámara de aire seco o nitrógeno. El aceite y el gas se mantienen a muy alta presión. «Los diseñadores del puntal están aprovechando las propiedades de los gases y los líquidos en el diseño de estos dispositivos», dijo, señalando que los líquidos son incompresibles – no reducen mucho su volumen bajo presión.
«Los puntales tienen que ser capaces de realizar dos funciones», dijo. «Absorber la carga del impacto del aterrizaje y permitir el rebote. El rebote es necesario para asegurarse de que, una vez absorbido el impacto de aterrizaje del avión, éste rebotará hasta cierta altura sobre el suelo, en lugar de «sentarse» sobre amortiguadores desinflados, lo que acabaría dañándolos o destruyéndolos a medida que la aeronave taxa sobre superficies irregulares»
«Esta carga, que depende del peso del avión y de la velocidad de aterrizaje, tiene en cuenta las cargas verticales, horizontales y laterales. Es posible romperlo todo; el tren de aterrizaje no es ciertamente una excepción. Sin embargo, es muy poco probable que el tren de aterrizaje falle estructuralmente en su funcionamiento normal. Es mucho más probable que su mecanismo de retracción falle al replegarse o desplegarse», dijo Gudmundsson.
«Si el mejor amortiguador teórico tiene una eficacia del 100%, un oleoneumático tiene una eficacia del 85-90%. Un tren de aterrizaje de tipo ballesta, que se encuentra en muchas aeronaves pequeñas, sólo tiene una eficiencia del 50%.»
Tasa positiva, tren de aterrizaje
Si alguna vez ha visto un vídeo de YouTube de un despegue, observará que el piloto que vuela gritará «tasa positiva, tren de aterrizaje», momento en el que la palanca del tren de aterrizaje se levantará.
«Se trata de un procedimiento operativo estándar (SOP) adoptado universalmente, que, como la mayoría de los SOP, se ha derivado de lecciones duramente aprendidas, en su mayoría obtenidas de investigaciones de accidentes», dijo Brady.
«El tren de aterrizaje es una enorme fuente de resistencia, lo que no es deseable cuando se trata de ganar velocidad de vuelo. Por ello, los primeros aviadores de aviones con poca potencia intentaban subir el tren de aterrizaje en cuanto el avión abandonaba la pista. Desgraciadamente, como el aire es un medio en movimiento, como el océano lo es para los barcos, el viento puede caer o cambiar de dirección muy repentinamente debido a los edificios cercanos u otras características orográficas. Esta caída en la velocidad del viento sobre las alas es lo mismo que una caída en la velocidad del aire del avión; si pierdes velocidad del aire pierdes sustentación y el avión se hundirá, si tu equipo ya está levantado entonces no habrá nada que impida que el fuselaje golpee la pista»
«Los sabios de la aviación introdujeron el requisito de que el piloto de control mire el altímetro o el indicador de velocidad vertical después del despegue, y cuando se ha establecido un ritmo de ascenso estable se llama «ascenso positivo» (o algo similar). Esto es para informar al piloto que vuela de que ya es seguro pedir que se levante el tren de aterrizaje».
Bajar el tren de aterrizaje: tres verdes
¿Con qué antelación a la toma de contacto se baja el tren? Brady explicó que depende del criterio del piloto. «En la mayoría de las situaciones «bajamos el tren» a unas cuatro millas de distancia. Eso es para que podamos tener el avión completamente configurado y bien estable a 1.000 pies sobre la pista. En algunas aproximaciones puede ser necesario o más prudente bajar el tren de aterrizaje antes para utilizar la resistencia al avance para ayudar a reducir la velocidad, por ejemplo, si te acercas con viento de cola», explicó Brady.
Tal vez sea sorprendente que en todos los modelos de Boeing 737 construidos antes de 1997 haya un periscopio en la cabina, normalmente bajo el asiento D, justo detrás de la fila de salida del ala. La imagen de abajo es un poco granulada, pero se entiende la idea.
«Si te fijas bien, verás un recorte circular en la moqueta del suelo de unos cinco centímetros de diámetro. (Esto es) en el improbable caso de que el primer oficial será enviado de vuelta a la cabina para levantar esto y mirar por el periscopio, para ver si el tren de aterrizaje está abajo y bloqueado o si hay algún daño allí abajo.»
Los periscopios se dejaron de utilizar a partir del Boeing 737NG, ya que Boeing instaló un segundo juego de luces indicadoras del tren de aterrizaje en la cabina de vuelo, independientes de las otras luces indicadoras, que indican si el tren está bajado y bloqueado.
¡Touchdown!
Mirando el gif de arriba, notarás que el juego de ruedas trasero del bogie toca primero. En algunos aviones, como el Airbus A350, el tren de aterrizaje se inclina hacia delante y el juego de ruedas delanteras toca primero el suelo. Además, en el despegue de los aviones más largos, como el 777-300, el juego de ruedas trasero se levanta en último lugar, proporcionando una pequeña «patada» que ayuda a evitar un golpe de cola, es decir, que la cola roce la pista.
«Los pilotos suelen estar de acuerdo en que el tren de aterrizaje de «eslabón de arrastre» proporciona los aterrizajes más favorables», dijo Brady. Sin embargo, resulta que la orientación de las ruedas no ayuda tanto al aterrizaje. Lo que las ruedas tocan primero en la pista es, sobre todo, una característica de diseño que ahorra espacio para que el equipo quepa dentro del hueco de la rueda.
Con 35 años de experiencia, Brady probablemente ha tenido su parte justa de aterrizajes firmes. Sin embargo, estos días dice que sus aterrizajes son bastante buenos. «Y lo que es más importante, todos son seguros», afirma. «El problema es que si alguna vez te confías puedes hacer fácilmente un aterrizaje terrible que te devuelva literalmente a la tierra»
«Sueles saber cuando has hecho un aterrizaje sin problemas porque puedes oír el murmullo de los aplausos de los pasajeros a través de la puerta de la cabina de vuelo, especialmente después de una aproximación accidentada; pero supongo que gran parte de eso es alivio más que agradecimiento por su parte.»
Mike Arnot es el fundador de Boarding Pass NYC, una marca de viajes con sede en Nueva York, y piloto privado que vuela con tren de aterrizaje fijo.
Foto destacada de un tren de aterrizaje de Airbus A350 por Adrien Daste / Safran
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