Articulo de referencia

Inversión de empuje tipo objetivo

Vídeo de un inversor de empuje de tipo objetivo en funcionamiento. La inversión de empuje tipo diana (también llamada inversión de empuje tipo cubo o inversión de empuje tipo co...

Vídeo de un inversor de empuje de tipo objetivo en funcionamiento.

La inversión de empuje tipo diana (también llamada inversión de empuje tipo cubo o inversión de empuje tipo concha [ 1 ] ) es un método de desaceleración que se utiliza al aterrizar una aeronave . Al igual que otros tipos de inversión de empuje , desvía temporalmente el escape del motor ( empuje ) hacia adelante para proporcionar desaceleración . Este tipo de inversor de empuje es adecuado para motores con un empuje de 3000 lbf (13 kN) o superior. [ 2 ]  

Un inversor de empuje de tipo objetivo en un Fokker 70

Historia

La inversión de empuje de tipo objetivo, en particular este diseño, se inventó en 1968. Se afirma que esta invención es una mejora del diseño anterior. [ 2 ] Ya en 1963, apareció una invención llamada "inversión de empuje de dos partes" con un diseño de puerta deflectora similar. Sin embargo, en el inversor de empuje de dos partes, el mecanismo para el despliegue de la puerta y la ubicación de las puertas deflectoras son significativamente diferentes de los del inversor de empuje de tipo objetivo. Los inventores (uno de ellos también inventor del tipo objetivo) afirman que el diseño puede aumentar el empuje inverso hasta el 50% del empuje original. [ 3 ] En un desarrollo anterior en 1954 llamado "bloqueos para inversores de empuje de chorro", el diseño para la inversión de empuje también contiene un dispositivo de flap para ayudar a desacelerar y el propósito principal del inversor de empuje era bloquear el flujo de aire en lugar de proporcionar empuje inverso. [ 4 ] El primer dispositivo de inversión de empuje inventado, que data de 1945, tenía como objetivo "proporcionar un dispositivo deflector", [ 5 ] que puede identificarse como el primer concepto de inversor de empuje de tipo objetivo.

Mecanismo

La pieza que proporciona el empuje inverso para la inversión de empuje son las compuertas deflectoras ("cubetas") con contorno aerodinámico tanto en la superficie interior como en la exterior, ubicadas en el tubo de escape de un motor a reacción. Las compuertas se encuentran desplegadas cuando se produce la inversión de empuje y retraídas en caso contrario. Cuando están desplegadas, las compuertas bloquean el flujo de aire en el extremo del motor. En este caso, el flujo de aire pasa a través de la superficie interior y se desplaza hacia adelante, proporcionando una fuerza opuesta a la dirección de la aeronave. Cuando están retraídas, las compuertas se integran perfectamente con el resto de las partes del motor, creando una superficie exterior aerodinámica .

Un par de vigas se ubican a la izquierda y a la derecha de los motores, con un carro en cada una. Las dos compuertas están conectadas a ambos carros mediante dos varillas cada una. Un actuador hidráulico conectado a cada carro se ubica en cada viga. El actuador se extiende para desplegar la inversión de empuje y se retrae para guardarla, de manera que las varillas empujan las compuertas para que giren alrededor de un punto en el extremo del tubo de escape. [ 2 ] El actuador puede conectarse hidráulica, mecánica o eléctricamente al sistema de control de la aeronave.

En funcionamiento, los inversores de empuje de todos los motores suelen trabajar conjuntamente, aunque los pilotos o los operadores de la aeronave pueden activarlos por separado .

Despliegue en vuelo

En la mayoría de los casos, los inversores de empuje se despliegan después de que la aeronave toca tierra. Sin embargo, algunos motores con inversores de empuje de tipo objetivo permiten el despliegue en vuelo, lo que significa que los inversores de empuje se despliegan cuando la aeronave aún está en el aire. Una proporción considerable de aeronaves de fabricación rusa, como el Tupolev Tu-154 y el Ilyushin Il-62 (a diferencia del VC-10 , que tiene un inversor de empuje de tipo concha), cuentan con esta característica. Sus inversores de empuje pueden desplegarse cuando el tren de aterrizaje aún se encuentra a pocos metros del suelo. [ 6 ] El Douglas DC-8 , por otro lado, está calificado para usar la inversión de empuje en cualquier momento del vuelo para ajustar la velocidad. [ 7 ]

Solicitud

La inversión de empuje de tipo objetivo se aplica comúnmente a motores turbofán o turborreactores de bajo índice de derivación . En este tipo de motor con bajo índice de derivación, la parte central del motor produce una parte significativamente mayor del empuje. Por lo tanto, el flujo de aire proveniente de la parte central debe bloquearse para producir suficiente empuje inverso. [ 8 ]

Variaciones

Existen dos variantes principales para este tipo de inversión de empuje.

Mecanismo de gato de tornillo

Este diseño cambia el actuador hidráulico por un actuador mecánico, específicamente, gatos de tornillo accionados por motores . Los inventores afirman que este diseño puede reducir el peso del motor y el costo de mantenimiento, ya que el sistema es más sencillo. [ 9 ]

Inversor de empuje del carenado pivotante

Este diseño modifica el rendimiento aerodinámico cuando el inversor de empuje está en posición de almacenamiento. Optimiza la forma de la tobera de salida, pasando de una forma de boca de pez a una forma redonda. También comprime el sistema de despliegue para reducir el peso y la complejidad. En particular, este diseño traslada las compuertas deflectoras desde el extremo del motor a una posición frontal donde no tienen contacto con el diseño aerodinámico de la tobera de salida. [ 10 ]

accidentes

  • 31 de octubre de 1996 – El vuelo 402 de TAM Transportes Aéreos Regionais , un Fokker 100 , se estrelló segundos después de despegar del aeropuerto de São Paulo-Congonhas en São Paulo, Brasil. Los 89 pasajeros y los seis miembros de la tripulación fallecieron, junto con varias personas en tierra. La investigación reveló que el accidente fue causado por el despliegue no ordenado del inversor de empuje en pleno vuelo en uno de los motores; un diseño deficiente del sistema que no tuvo en cuenta tal situación; y deficiencias en los procedimientos de entrenamiento de los pilotos. [ 11 ]

Referencias

  1. Administración Federal de Aviación (2011). Manual de vuelo de aviones (FAA-H-8083-3A) . Skyhorse Publishing. págs.  15-14. ISBN 978-1-61608-338-0. Consultado el 4 de mayo de 2022 .
  2. 1 2 3 A, Buell Charles; H, Feld Sam; C, Isaacson Gary (29 de diciembre de 1970), Inversor de empuje tipo objetivo , consultado el 23 de octubre de 2016
  3. W, Colebrook Ross; H, Feld Sam; F, Geotz Gerald (12 de enero de 1965), Inversor de empuje de dos partes , consultado el 24 de octubre de 2016
  4. Stavert, Harry (5 de febrero de 1957), Bloqueos para inversores de empuje de reactores , consultado el 24 de octubre de 2016.
  5. Oskar, Lundberg Bo Klas (9 de diciembre de 1952), Sistema de empuje inverso para el frenado de aeronaves a reacción , consultado el 24 de octubre de 2016.
  6. "Uso del inversor de empuje en vuelo – Airliners.net" . airliners.net . Archivado del original el 12 de mayo de 2017. Consultado el 31 de octubre de 2016 .
  7. Martinez-Guridi, G.; Hall, RE; Fullwood, RR (14 de mayo de 1997). "Sobre la seguridad de los sistemas de aeronaves: un estudio de caso" . Brookhaven National Lab., Upton, NY (Estados Unidos). doi : 10.2172/567487 . OSTI 567487 . {{cite journal}}: Para citar una revista se requiere |journal=( ayuda )
  8. Hamid, Hedayat U.; Margason, Richard J.; Hardy, Gordon (junio de 1995). "Investigación de la perturbación del campo de flujo de la superficie superior del ala debido al despliegue del inversor de empuje interno en vuelo del NASA DC-8-72" (PDF) . Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio. Archivado (PDF) del original el 1 de febrero de 2020. Recuperado el 30 de octubre de 2016 .
  9. Timms, Richard H. (28 de mayo de 1985), Mecanismo inversor de empuje de aeronaves , consultado el 24 de octubre de 2016.
  10. Modglin, Rodger L.; Peters, Frederick H. (3 de diciembre de 2002), Inversor de empuje del carenado pivotante , consultado el 24 de octubre de 2016.
  11. Administración, Aviación Federal. "Lecciones aprendidas" . lessonslearned.faa.gov . Archivado del original el 1 de noviembre de 2016. Consultado el 6 de noviembre de 2016 .