Tren de aterrizaje

• aviones
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  Piper Cub convencional/de tren de aterrizaje convencional
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  Triciclo Cessna 152
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  Bicicleta AV-8B Harrier
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  Avión de carga cuadriciclo Fairchild XC-120

Los trenes de rodaje con ruedas normalmente se presentan en dos tipos:

• Tren de aterrizaje convencional o "cola" , donde hay dos ruedas principales hacia la parte delantera de la aeronave y una sola rueda o patín, mucho más pequeño, en la parte trasera. La misma configuración en helicópteros se denomina tren de aterrizaje triciclo con rueda de cola. ^{[ 8 ]}
• Tren de aterrizaje triciclo , donde hay dos ruedas principales (o conjuntos de ruedas) bajo las alas y una tercera rueda más pequeña en el morro. El PZL.37 Łoś fue el primer avión bombardero con ruedas gemelas sobre un solo amortiguador. La misma configuración en helicópteros se denomina tren de aterrizaje triciclo.

La configuración de tren de aterrizaje convencional era común durante la primera época de las hélices, ya que permite mayor espacio libre para la hélice. La mayoría de los aviones modernos tienen tren de aterrizaje triciclo. Los aviones con tren de aterrizaje convencional se consideran más difíciles de aterrizar y despegar (debido a que la configuración suele ser inestable , es decir, una pequeña desviación de la trayectoria en línea recta tiende a aumentar en lugar de corregirse) y generalmente requieren entrenamiento especial del piloto. Se puede agregar una pequeña rueda de cola o un patín/parachoques a un tren de aterrizaje triciclo para evitar daños en la parte inferior del fuselaje si se produce una sobre-rotación durante el despegue que provoque un impacto de cola . Los aviones con protección contra impacto de cola incluyen el B-29 Superfortress , el Boeing 727 trijet y el Concorde . Algunos aviones con tren de aterrizaje convencional retráctil tienen una rueda de cola fija. Hoerner estimó la resistencia aerodinámica de la rueda de cola fija del Bf 109 y la comparó con la de otras protuberancias como la cabina del piloto. ^{[ 9 ]}

Una tercera configuración (conocida como tándem o bicicleta) consiste en tener el tren de aterrizaje principal y el delantero ubicados delante y detrás del centro de gravedad (CG) bajo el fuselaje, con soportes en las alas. Esta configuración se utiliza cuando no hay un lugar conveniente a ambos lados del fuselaje para acoplar el tren de aterrizaje principal o para guardarlo cuando está retraído. Algunos ejemplos son el avión espía Lockheed U-2 y el avión de despegue vertical Harrier . El Boeing B-52 utiliza una configuración similar, con la diferencia de que los trenes de aterrizaje delantero y trasero tienen cada uno dos unidades de ruedas dobles una al lado de la otra.

El tren de aterrizaje cuadriciclo es similar al de una bicicleta, pero con dos juegos de ruedas desplazados lateralmente en las posiciones delantera y trasera. Raymer ^{[ 10 ]} clasifica el tren de aterrizaje del B-52 como cuadriciclo. El avión experimental Fairchild XC-120 Packplane tenía un tren de aterrizaje cuadriciclo ubicado en las góndolas de los motores para permitir un acceso sin restricciones debajo del fuselaje para acoplar un gran contenedor de carga. ^{[ 11 ]}

Los helicópteros utilizan patines, flotadores o ruedas, dependiendo de su tamaño y función.

• Helicópteros
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  Triciclo con rueda de cola Sikorsky R-4
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  Triciclo con rueda delantera Sikorsky CH-54
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  Helicóptero cuadriciclo Boeing CH-47 Chinook
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  Robinson R44 patinó

Para reducir la resistencia aerodinámica en vuelo, el tren de aterrizaje se retrae dentro de las alas o el fuselaje, quedando las ruedas al ras de la superficie circundante o ocultas tras compuertas integradas; esto se denomina tren de aterrizaje retráctil. Si las ruedas no se retraen por completo, sino que sobresalen parcialmente expuestas a la corriente de aire, se denomina tren de aterrizaje semirretráctil.

La mayoría de los trenes de aterrizaje retráctiles funcionan hidráulicamente, aunque algunos son eléctricos o incluso manuales en aeronaves muy ligeras. El tren de aterrizaje se guarda en un compartimento llamado pozo de las ruedas.

Los pilotos que confirman que su tren de aterrizaje está extendido y bloqueado se refieren a "tres verdes" o "tres en verde", en alusión a las luces indicadoras eléctricas (o paneles pintados de las unidades indicadoras mecánicas) de la rueda de morro/cola y los dos trenes principales. Las luces verdes o rojas intermitentes indican que el tren está en tránsito y no está ni extendido y bloqueado ni extendido y bloqueado. Cuando el tren está completamente retraído con los bloqueos de elevación asegurados, las luces suelen apagarse para mantener la cabina a oscuras; algunos aviones tienen luces indicadoras de tren de aterrizaje extendido. ^{[ 12 ]}

Se utilizan sistemas redundantes para operar el tren de aterrizaje y también se pueden proporcionar patas principales redundantes para que la aeronave pueda aterrizar de manera satisfactoria en una variedad de escenarios de falla. El Boeing 747 fue dotado de cuatro sistemas hidráulicos separados e independientes (cuando los aviones comerciales anteriores tenían dos) y cuatro postes de tren de aterrizaje principal (cuando los aviones comerciales anteriores tenían dos). Un aterrizaje seguro sería posible si dos patas principales se desprendieran siempre que estuvieran en lados opuestos del fuselaje. ^{[ 13 ]} En caso de falla de energía en una aeronave ligera, siempre está disponible un sistema de extensión de emergencia. Este puede ser una manivela o bomba de operación manual, o un mecanismo mecánico de caída libre que desacopla los bloqueos de elevación y permite que el tren de aterrizaje caiga por gravedad.

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  Animación del tren de aterrizaje retráctil
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  Los aviones de fuselaje estrecho tienen tren de aterrizaje principal con dos ruedas.
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  Las patas principales de los aviones de fuselaje ancho tienen bogies de ejes múltiples .
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  Los aviones de carga de ala alta suelen tener compartimentos similares a los flotadores laterales para el tren de aterrizaje principal.
• Vídeo de la extensión y retracción del tren de aterrizaje del Lancaster , ex situ

El tren de aterrizaje de las aeronaves incluye ruedas equipadas con amortiguadores sólidos en los aviones ligeros y amortiguadores oleoneumáticos de aire/aceite en las aeronaves más grandes.

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  Amortiguador oleoneumático (gas o aceite a presión) con brazos de torsión
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  Amortiguador oleoneumático con bieleta de arrastre
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  Discos de goma en compresión con brazo de arrastre de un Mooney M20
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  Barra simple de acero para muelles, utilizada en muchas aeronaves ligeras.
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  Tubo de acero simple

A medida que ha aumentado el peso de las aeronaves, se han añadido más ruedas y se ha aumentado el grosor de la pista para mantenerse dentro del límite de carga de la pista . El Zeppelin-Staaken R.VI , un gran bombardero alemán de largo alcance de la Primera Guerra Mundial de 1916, utilizaba dieciocho ruedas para su tren de aterrizaje, divididas entre dos ruedas en sus puntales del tren de aterrizaje delantero y dieciséis ruedas en sus unidades de tren de aterrizaje principal, divididas en cuatro cuartetos uno al lado del otro cada uno, dos cuartetos de ruedas por lado, debajo de cada góndola de motor en tándem, para soportar su peso cargado de casi 12 t (26 000 lb) .  

Las múltiples ruedas en tándem en una aeronave, particularmente en los aviones de carga , montadas en los laterales inferiores del fuselaje como unidades de tren de aterrizaje principal retráctil en los diseños modernos, se vieron por primera vez durante la Segunda Guerra Mundial, en el avión de carga experimental alemán Arado Ar 232 , que utilizaba una fila de once juegos de ruedas fijas "gemelas" directamente debajo de la línea central del fuselaje para manejar cargas más pesadas en tierra. ^{[ 14 ]} Muchos de los grandes aviones de carga actuales utilizan esta disposición para sus sistemas de tren de aterrizaje principal retráctil, generalmente montados en las esquinas inferiores de la estructura central del fuselaje.

El prototipo Convair XB-36 tenía la mayor parte de su peso sobre dos ruedas principales, que requerían pistas de al menos 56 cm (22 pulgadas) de espesor. Los aviones de producción utilizaban dos bogies de cuatro ruedas, lo que permitía que la aeronave utilizara cualquier aeródromo apto para un B-29. ^{[ 15 ]}  

Un avión ejecutivo Lockheed JetStar relativamente ligero , con cuatro ruedas que soportaban 20 t (44 000 lb ) , necesitaba un pavimento de asfalto flexible de 25 cm (10 pulg.) de espesor . El Boeing 727-200 de 95 t (210 000 lb ) con cuatro neumáticos en dos patas de tren de aterrizaje principal requería un pavimento de 51 cm (20 pulg.) de espesor. El espesor aumentaba a 64 cm (25 pulg.) para un McDonnell Douglas DC-10-10 con 201 t (443 000 lb ) soportado por ocho ruedas en dos patas. Los DC-10-30/40 más pesados, de 253 t (558 000 lb ) , podían operar desde pavimentos del mismo espesor con una tercera pata principal para diez ruedas, como el primer Boeing 747-100 , que pesaba 320 t (700 000 lb ) sobre cuatro patas y 16 ruedas. El Lockheed C-5 , de peso similar y con 24 ruedas, necesita un pavimento de 46 cm (18 pulgadas) . ^{[ 16 ]}                  

La unidad de doble rueda en la línea central del fuselaje del McDonnell Douglas DC-10-30 /40 se mantuvo en el avión de pasajeros MD-11 y la misma configuración se utilizó en el Airbus A340-200 /300 inicial de 275 t (606 000 lb) , que evolucionó en un bogie de tren de aterrizaje completo de cuatro ruedas para el Airbus A340-500/-600 más pesado de 380 t (840 000 lb) . ^{[ 17 ] [ 18 ]} El Boeing 777 de hasta 775 000 lb (352 t) tiene doce ruedas principales en dos bogies de tres ejes, como el Airbus A350 posterior .      

El Airbus A380 de 575 t (1.268.000 lb) tiene un bogie de cuatro ruedas bajo cada ala con dos conjuntos de bogies de seis ruedas bajo el fuselaje. ^{[ 19 ]} El Antonov An-225 de 640 t (1.410.000 lb) , el avión de carga más grande, tenía 4 ruedas en las unidades de tren de aterrizaje delantero de doble puntal como el Antonov An-124 más pequeño , y 28 ruedas de tren de aterrizaje principal. ^{[ 20 ]} El A321neo de 97 t (214.000 lb) tiene un tren de aterrizaje principal de doble rueda inflado a 15,7 bar (228 psi), ^{[ 21 ]} mientras que el A350-900 de 280 t (620.000 lb) tiene un tren de aterrizaje principal de cuatro ruedas inflado a 17,1 bar (248 psi). ^{[ 22 ]}        

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  El A340-600 cuenta con un tren de aterrizaje principal adicional en la parte inferior del fuselaje .
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  Tren de aterrizaje de las alas y el fuselaje de un Boeing 747-400 , poco antes del aterrizaje.
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  El tren de aterrizaje principal de 20 ruedas de un Airbus A380
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  Tren de aterrizaje principal del Antonov An-225 Mriya

Las aeronaves STOL requieren una mayor tasa de descenso si se debe adoptar una técnica de aterrizaje sin planeo, similar a la de un portaaviones, para reducir la dispersión al contacto con el suelo. Por ejemplo, el Saab 37 Viggen , con tren de aterrizaje diseñado para un impacto de 5 m/s, podría utilizar un aterrizaje similar al de un portaaviones y una pantalla frontal (HUD) para reducir su dispersión de 300 m a 100 m. ^{[ 23 ]}

El de Havilland Canada DHC-4 Caribou utilizó patas de carrera larga para aterrizar desde una aproximación pronunciada sin flotación. ^{[ 24 ]}

Un hidroavión tiene un fuselaje inferior con forma de casco de barco que le proporciona flotabilidad. Para mayor estabilidad, se le añaden flotadores montados en las alas o pequeños alerones laterales . Estos alerones se fijan a los laterales inferiores del fuselaje.

Un hidroavión tiene dos o tres flotadores aerodinámicos. Los flotadores anfibios tienen ruedas retráctiles para operar en tierra.

Un avión anfibio suele tener dos trenes de aterrizaje distintos: un casco/flotadores tipo "embarcación" y ruedas retráctiles, que le permiten operar tanto en tierra como en agua.

El tren de aterrizaje varado es un sistema desmontable con ruedas que permite maniobrar en tierra una hidroavioneta o avión no anfibio. Se utiliza para el mantenimiento y almacenamiento de la aeronave y se transporta a bordo o se guarda en una rampa de botadura. El tren de aterrizaje varado puede constar de ruedas desmontables individuales o de una estructura de soporte que sostiene la aeronave completa. En el primer caso, el tren de aterrizaje varado se acopla o desacopla manualmente con la aeronave en el agua; en el segundo caso, la aeronave se coloca sobre la estructura de soporte.

Los helicópteros pueden aterrizar en el agua utilizando flotadores o un casco y flotadores.

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  Hidroavión Cessna 208 con flotadores anfibios
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  Hidroavión Nakajima E8N con tres flotadores
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  Hidroavión anfibio Consolidated PBY-5A Catalina con tren de aterrizaje lateral.
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  Hidroavión no anfibio Short Solent con equipo de varada.
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  Dornier Do X con flotadores laterales
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  Sikorsky HH-3 en el agua
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  Schweizer 300 con flotadores inflables

Para el despegue se requiere un escalón y un fondo de planeo para elevarse desde la posición flotante hasta planear sobre la superficie. Para el aterrizaje se requiere una acción de corte para reducir el impacto con la superficie del agua. Un fondo en V divide el agua y las aristas desvían el rocío para evitar que dañe las partes vulnerables de la aeronave. Puede ser necesario un control adicional del rocío mediante tiras de rociado o canaletas invertidas. Se agrega un escalón al casco, justo detrás del centro de gravedad, para evitar que el agua se adhiera a la parte trasera del fuselaje y así permitir que la aeronave acelere a la velocidad de vuelo. El escalón permite que el aire, conocido como aire de ventilación, rompa la succión del agua en la parte trasera del fuselaje. ^{[ 25 ]} Se utilizaron dos escalones en el Kawanishi H8K . ^{[ 26 ]} Un escalón aumenta la resistencia en vuelo. La contribución de la resistencia del escalón se puede reducir con un carenado. Se introdujo un escalón carenado en el Short Sunderland III. ^{[ 27 ]}

Uno de los objetivos de los diseñadores de hidroaviones era el desarrollo de un hidroavión de océano abierto capaz de operar rutinariamente en aguas muy agitadas. Esto llevó a cambios en la configuración del casco del hidroavión. Los cascos con una alta relación longitud/manga y los cuerpos de popa extendidos mejoraron las capacidades en aguas agitadas. ^{[ 28 ]} Un casco mucho más largo que su ancho también redujo la resistencia en vuelo. ^{[ 29 ]} Un desarrollo experimental del Martin Marlin , el Martin M-270, fue probado con un nuevo casco con una mayor relación longitud/manga de 15 obtenido al agregar 6 pies tanto a la nariz como a la cola. ^{[ 29 ]} La capacidad en mar agitado puede mejorarse con velocidades de despegue y aterrizaje más bajas porque se reducen los impactos con las olas. El Shin Meiwa US-1A es un anfibio STOL con flaps soplados y todas las superficies de control. La capacidad de aterrizar y despegar a velocidades relativamente bajas de unos 45 nudos y las características hidrodinámicas del casco, como la gran relación eslora/manga ^{[ 30 ]} y el canal de pulverización invertido, por ejemplo, permiten operar con olas de hasta 15 pies de altura. ^{[ 31 ]} Los canales invertidos dirigen la pulverización hacia la parte trasera de los discos de la hélice. ^{[ 32 ]}

Las maniobras a baja velocidad son necesarias entre rampas y boyas, así como en las zonas de despegue y aterrizaje. Los timones de agua se utilizan en hidroaviones de diversos tamaños, desde el Republic RC-3 Seabee hasta el Beriev A-40 ^{[ 33 ].} Los hidroflaps se utilizaron en el Martin Marlin ^{[ 34 ]} y el Martin SeaMaster . Los hidroflaps, sumergidos en la parte trasera del fuselaje, actúan como freno aerodinámico o, de forma diferencial, como timón. Se ha utilizado una aleta fija, conocida como skeg , para la estabilidad direccional. Se añadió un skeg al segundo escalón del casco del hidroavión Kawanishi H8K . ^{[ 35 ]}

Los impactos a alta velocidad en aguas turbulentas entre el casco y los flancos de las olas pueden reducirse utilizando hidroesquís que mantienen el casco fuera del agua a velocidades más altas. Los hidroesquís reemplazan la necesidad de un casco de barco y solo requieren un fuselaje simple que planea en la parte trasera. Alternativamente, se pueden usar esquís con ruedas para aeronaves terrestres que comienzan y terminan su vuelo desde una playa o una barcaza flotante. Los hidroesquís con ruedas se demostraron como una conversión de tren de aterrizaje de uso general del Fairchild C-123 , conocido como Panto-base ^{[ 36 ]} Stroukoff YC-134 . Un hidroavión diseñado desde el principio con hidroesquís fue el prototipo de caza Convair F2Y Sea Dart . Los esquís incorporaban ruedas pequeñas, con una tercera rueda en el fuselaje, para el manejo en tierra.

En la década de 1950, se concibieron los hidroesquís como una ayuda para el amerizaje de grandes aeronaves con motor de pistón. ^{[ 37 ]} Las pruebas realizadas con tanques de agua utilizando modelos del Lockheed Constellation , Douglas DC-4 y Lockheed Neptune concluyeron que las posibilidades de supervivencia y rescate aumentarían considerablemente al prevenir los daños críticos asociados con el amerizaje. ^{[ 38 ]}

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  Sunderland V corto que muestra el escalón en el flotador del ala y el escalón carenado en el casco.
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  Kawanishi H8K mostrando dos escalones en el casco, una quilla en el segundo escalón y franjas de protección contra salpicaduras bajo la proa.
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  Martin SeaMaster mostrando el contorno de los hidroflaps en la parte trasera.
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  El Stroukoff YC-123E muestra los esquís acuáticos en el tren de aterrizaje pantobase.
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  Harbin SH-5 mostrando la parte delantera en forma de V profunda.
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  El Shin Meiwa US-1A muestra el canal de pulverización invertido desde la nariz hasta detrás de las hélices.
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  El Shin Meiwa US-2 muestra un supresor de pulverización revisado en comparación con el del US-1A.
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  Beriev A-40 mostrando el timón de agua
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  El Convair F2Y Sea Dart muestra sus dos esquís acuáticos.

El tren de aterrizaje de los aviones de ala fija que aterrizan en portaaviones requiere una mayor tasa de descenso, ya que los aviones se posan en la cubierta sin maniobra de aterrizaje . Otras características están relacionadas con los requisitos de despegue mediante catapulta para aeronaves específicas. Por ejemplo, el Blackburn Buccaneer se bajaba sobre su patín de cola para lograr la actitud de morro hacia arriba requerida. El McDonnell Douglas F-4 Phantom II naval en servicio en el Reino Unido necesitaba una pata de rueda de morro extensible para establecer la actitud del ala en el despegue. ^{[ 39 ]}

El tren de aterrizaje de una aeronave que utiliza una rampa de despegue está sometido a cargas de 0,5 g que duran mucho más que un impacto de aterrizaje. ^{[ 40 ]}

Los helicópteros pueden tener un arpón de bloqueo de cubierta para anclarlos a la cubierta. ^{[ 41 ]}

Algunas aeronaves requieren el uso del tren de aterrizaje como freno aerodinámico.

El montaje flexible de los bogies del tren de aterrizaje principal plegados en el Tupolev Tu-22 R elevó la velocidad de aleteo de la aeronave a 550 nudos (1020 km/h) . Los bogies oscilaban dentro de la góndola bajo el control de amortiguadores y resortes como dispositivo antialeteo. ^{[ 42 ]}  

Algunos aviones experimentales han utilizado tren de aterrizaje de aviones existentes para reducir los costos del programa. El cuerpo sustentador Martin-Marietta X-24 utilizó el tren de aterrizaje delantero/principal del North American T-39/ Northrop T-38 y el Grumman X-29 del Northrop F-5 / General Dynamics F-16 . ^{[ 43 ]}

El transporte en tierra es un concepto a largo plazo (después de 2030) de volar sin tren de aterrizaje. Es una de las muchas tecnologías de aviación que se proponen para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero. ^{[ 71 ]} Dejar el tren de aterrizaje en tierra reduce el peso y la resistencia. Dejarlo atrás después del despegue se hizo por una razón diferente, es decir, con objetivos militares, durante la Segunda Guerra Mundial utilizando los sistemas de "dolly" y "trolley" del caza cohete alemán Me 163 B y el prototipo de bombardero de reconocimiento a reacción Arado Ar 234 A.

Existen varios tipos de dirección. Los aviones con tren de aterrizaje convencional pueden dirigirse únicamente con el timón de dirección (dependiendo de la estela de la hélice que genera el avión para girarlo), con una rueda de cola que pivota libremente, o mediante un sistema de dirección con la rueda de cola, o mediante frenado diferencial (el uso de frenos independientes en lados opuestos del avión para girarlo reduciendo la velocidad de un lado más bruscamente que del otro). Los aviones con tren de aterrizaje triciclo suelen tener un sistema de dirección con la rueda de morro (especialmente en aviones grandes), pero algunos permiten que la rueda de morro pivote libremente y utilizan el frenado diferencial y/o el timón de dirección para dirigir el avión, como el Cirrus SR22 .

Algunas aeronaves requieren que el piloto dirija mediante los pedales del timón; otras permiten la dirección con el volante o la palanca de control. Algunas permiten ambas. Otras, en cambio, cuentan con un control independiente, llamado timón de dirección , que se utiliza exclusivamente para la dirección en tierra.

Directo

Algunas aeronaves conectan el volante, la palanca de control o el timón directamente al volante de dirección. Al manipular estos controles, se hace girar el volante (la rueda delantera en los aviones con tren de aterrizaje triciclo y la rueda de cola en los aviones con rueda de cola ). La conexión puede ser firme, en cuyo caso cualquier movimiento de los controles hace girar el volante (y viceversa), o flexible, en cuyo caso un mecanismo elástico hace girar el volante sin forzarlo a girar. La primera proporciona una dirección precisa, pero facilita el derrape; la segunda proporciona una dirección más suave (facilitando el sobrecontrol), pero reduce la probabilidad de derrape. Las aeronaves con tren de aterrizaje retráctil pueden desactivar total o parcialmente el mecanismo de dirección cuando el tren está retraído.

Los criterios de selección especificados, por ejemplo, tamaño mínimo, peso o presión, se utilizan para seleccionar neumáticos y ruedas adecuados del catálogo del fabricante y los estándares de la industria que se encuentran en el Aircraft Yearbook publicado por la Tire and Rim Association, Inc. ^{[ 72 ]}

El ruido ambiental en las zonas aledañas a los aeropuertos ha puesto de relieve la contribución del ruido aerodinámico del tren de aterrizaje. Un objetivo a largo plazo de la NASA es confinar el ruido molesto de las aeronaves dentro de los límites del aeropuerto. Durante la aproximación al aterrizaje, el tren de aterrizaje se baja varias millas antes del punto de contacto con el suelo y constituye la principal fuente de ruido de la estructura del avión, seguido por los dispositivos de sustentación desplegados. Con los motores funcionando a potencia reducida durante la aproximación, es necesario disminuir el ruido de la estructura del avión para lograr una reducción significativa del ruido total de la aeronave. ^{[ 79 ] [ 80 ]} La adición de carenados adicionales es una solución para reducir el ruido del tren de aterrizaje, mientras que un enfoque a largo plazo consiste en abordar la generación de ruido durante la fase de diseño inicial. ^{[ 81 ]}

Las especificaciones de las aerolíneas exigen que un avión de pasajeros alcance hasta 90 000 despegues y aterrizajes y recorra 500 000  km en tierra durante su vida útil. El tren de aterrizaje convencional está diseñado para absorber la energía del aterrizaje y no reduce eficazmente las vibraciones inducidas por el suelo en la estructura del avión durante el aterrizaje, el rodaje y el despegue. Las vibraciones de la estructura y los daños por fatiga pueden reducirse mediante el uso de amortiguadores oleoneumáticos semiactivos, que varían la amortiguación en un amplio rango de velocidades respecto al suelo y calidad de la pista.

Las fallas o errores humanos (o una combinación de estos) relacionados con el tren de aterrizaje retráctil han sido la causa de numerosos accidentes e incidentes a lo largo de la historia de la aviación. La distracción y la preocupación durante la secuencia de aterrizaje jugaron un papel importante en los aproximadamente 100 incidentes de aterrizaje con el tren de aterrizaje retraído que ocurrieron cada año en los Estados Unidos entre 1998 y 2003. ^{[ 82 ]} Un aterrizaje con el tren de aterrizaje retraído, también conocido como aterrizaje de panza , es un accidente que resulta de que el piloto olvide bajar el tren de aterrizaje, o no pueda hacerlo debido a una falla. Aunque rara vez fatal, un aterrizaje con el tren de aterrizaje retraído puede ser muy costoso si causa daños extensos a la estructura del avión o al motor. Para aeronaves impulsadas por hélice, un impacto de la hélice puede requerir una revisión del motor.

Algunas aeronaves cuentan con la parte inferior del fuselaje reforzada o con características adicionales para minimizar los daños estructurales en caso de aterrizaje sin tren de aterrizaje. Cuando el Cessna Skymaster se adaptó para su uso militar como avión de reconocimiento (el O-2 Skymaster ), se añadieron barandillas de fibra de vidrio a lo largo del fuselaje; estas resultaron suficientes para soportar la aeronave sin sufrir daños si aterrizaba sobre una superficie cubierta de hierba.

El Bombardier Dash 8 es conocido por sus problemas con el tren de aterrizaje. Se registraron tres incidentes, todos ellos con Scandinavian Airlines , en los vuelos SK1209, SK2478 y SK2867 . Esto llevó a Scandinavian a retirar todos sus Dash 8. La causa de estos incidentes fue un mecanismo de bloqueo que no funcionaba correctamente. Esto también generó preocupación en otras aerolíneas que encontraron problemas similares. Bombardier Aerospace ordenó la inmovilización de todos los Dash 8 con 10.000 horas o más de vuelo. Pronto se descubrió que 19 Dash 8 de Horizon Airlines tenían problemas con el mecanismo de bloqueo, al igual que 8 aviones de Austrian Airlines , lo que provocó la cancelación de varios cientos de vuelos.

El 21 de septiembre de 2005, el vuelo 292 de JetBlue Airways aterrizó con éxito con su tren de aterrizaje delantero girado 90 grados hacia un lado, lo que provocó una lluvia de chispas y llamas tras el aterrizaje. ^{[ 83 ]}

El 1 de noviembre de 2011, el vuelo LO16 de LOT Polish Airlines realizó un aterrizaje de emergencia en el aeropuerto Chopin de Varsovia debido a fallas técnicas; las 231 personas a bordo resultaron ilesas. ^{[ 84 ]}

Se sabe que pasajeros no autorizados se cuelan en aviones grandes trepando por un puntal del tren de aterrizaje y viajando en el compartimento destinado a las ruedas. Esta práctica conlleva peligros extremos, con numerosos casos de muerte. Entre los peligros se incluyen la falta de oxígeno a gran altitud, temperaturas muy por debajo del punto de congelación, lesiones por aplastamiento o muerte por la retracción del tren de aterrizaje en su espacio confinado, y caídas del compartimento durante el despegue o el aterrizaje. ^{[ 89 ]}

El tren de aterrizaje tradicionalmente no se ha utilizado en la gran mayoría de los vehículos de lanzamiento , que despegan verticalmente y se destruyen al caer de regreso a la tierra. Con algunas excepciones para vehículos de aterrizaje vertical suborbitales (por ejemplo, el Masten Xoie o el vehículo Lunar Lander Challenge de Armadillo Aerospace ), o para aviones espaciales que utilizan el enfoque de despegue vertical, aterrizaje horizontal (VTHL) (por ejemplo, el orbitador del transbordador espacial o el USAF X-37 ), el tren de aterrizaje ha estado en gran medida ausente de los vehículos orbitales durante las primeras décadas desde el advenimiento de la tecnología de vuelos espaciales , cuando el transporte espacial orbital ha sido la reserva exclusiva de los programas espaciales gubernamentales de monopolio nacional . ^{[ 90 ]} Cada sistema de vuelo espacial hasta 2015 había dependido de propulsores desechables para comenzar cada ascenso a la velocidad orbital .

Los avances durante la década de 2010 en el transporte espacial privado , donde surgió una nueva competencia para las iniciativas espaciales gubernamentales , incluyeron el diseño explícito de trenes de aterrizaje en cohetes propulsores orbitales. SpaceX inició y financió un programa multimillonario de desarrollo de sistemas de lanzamiento reutilizables para lograr este objetivo. Como parte de este programa, SpaceX construyó y voló ocho veces entre 2012 y 2013 un vehículo de prueba de primera generación llamado Grasshopper con un gran tren de aterrizaje fijo para probar la dinámica del vehículo a baja altitud y el control para aterrizajes verticales de una primera etapa orbital casi vacía. ^{[ 91 ] [ 92 ]} Se construyó un vehículo de prueba de segunda generación llamado F9R Dev1 con tren de aterrizaje extensible. El prototipo voló cuatro veces —con todos los intentos de aterrizaje exitosos— en 2014 para pruebas a baja altitud antes de autodestruirse por razones de seguridad en un quinto vuelo de prueba debido a un puerto de sensor del motor bloqueado. ^{[ 93 ] [ 94 ]}

La versión para vuelo orbital de los vehículos de prueba —Falcon 9 y Falcon Heavy— incluye un tren de aterrizaje ligero y desplegable para la etapa propulsora: un pistón telescópico anidado sobre un marco en A. La envergadura total de las cuatro patas de aterrizaje extensibles de fibra de carbono /aluminio ^{[ 95 ] [ 96 ]} es de aproximadamente 18 metros (60 pies) y pesa menos de 2100 kilogramos (4600 libras) ; el sistema de despliegue utiliza helio a alta presión como fluido de trabajo . ^{[ 97 ]} La ​​primera prueba del tren de aterrizaje extensible se realizó con éxito en abril de 2014 en un Falcon 9 que regresaba de un lanzamiento orbital y fue el primer aterrizaje suave controlado exitoso en el océano de un propulsor orbital con motor de cohete líquido. ^{[ 98 ] [ 99 ]} Después de una sola recuperación exitosa de un propulsor en 2015, y varias en 2016, la recuperación de las etapas de propulsión de SpaceX se volvió rutinaria para 2017. Las patas de aterrizaje se habían convertido en una parte operativa ordinaria de los vehículos de lanzamiento de vuelos espaciales orbitales.  

Se espera que el vehículo de lanzamiento más reciente en desarrollo en SpaceX, el Starship , tenga patas de aterrizaje en su primera etapa llamada Super Heavy ^{[ 100 ]} , al igual que el Falcon 9, pero también las tendrá en su segunda etapa reutilizable, una primicia para las segundas etapas de vehículos de lanzamiento. El primer prototipo del Starship , el Starhopper , construido a principios de 2019, tenía tres patas de aterrizaje fijas con amortiguadores reemplazables. ^{[ 101 ]} Para reducir la masa del vehículo de vuelo y la penalización de carga útil para un diseño reutilizable, el plan a largo plazo es que el Super Heavy aterrice directamente de regreso al sitio de lanzamiento en un equipo terrestre especial que forma parte de la plataforma de lanzamiento. ^{[ 100 ]}

Las naves espaciales diseñadas para aterrizar de forma segura en cuerpos extraterrestres como la Luna o Marte se conocen como módulos de aterrizaje con patas (por ejemplo, el Módulo Lunar Apolo ) o módulos de aterrizaje tipo cápsula (por ejemplo, Mars Pathfinder ), según su tren de aterrizaje. Los módulos de aterrizaje tipo cápsula están diseñados para aterrizar en cualquier orientación, tras lo cual pueden rebotar y rodar antes de detenerse, momento en el que deben recibir la orientación correcta para funcionar. Todo el vehículo está encerrado en material deformable o bolsas de aire para absorber los impactos y puede tener pétalos que se abren para enderezarlo. ^{[ 102 ]}

Las características para el aterrizaje y el movimiento en la superficie se combinaron en el tren de aterrizaje del Laboratorio Científico de Marte . ^{[ 103 ]}

Para aterrizar en cuerpos de baja gravedad, el tren de aterrizaje puede incluir propulsores de sujeción, anclajes de arpón y tornillos de almohadilla para los pies, todos los cuales se incorporaron en el diseño del módulo de aterrizaje cometario Philae para redundancia. ^{[ 104 ]}

En el caso de Philae , sin embargo, tanto los arpones como el propulsor de sujeción fallaron, lo que provocó que la nave rebotara antes de aterrizar definitivamente en una orientación no óptima. ^{[ 105 ]}

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  Módulo lunar Apolo mostrando las patas del tren de aterrizaje.
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  El módulo de aterrizaje Mars Pathfinder durante una prueba en tierra, envuelto en su conjunto de bolsas de aire.
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  El módulo de aterrizaje Philae del Cometa muestra los arpones de anclaje (2) y los tornillos de las patas (3).
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  El Laboratorio Científico de Marte muestra las ruedas del rover que actuaron como tren de aterrizaje para el contacto inicial con el suelo.
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  La sonda Mars Pathfinder muestra uno de los tres pétalos y los airbags desinflados.