miércoles, 20 de noviembre de 2013

Engelamiento

No es por falta de voluntad ni esfuerzo que continúan los problemas de engelamiento en vuelo en el ámbito de la aviación comercial y general. Se han dedicado muchas horas a las pruebas en el túnel de aire seco y aire húmedo, así como pruebas de vuelo, para demostrar que una aeronave es segura y puede certificarse para volar en condiciones de engelamiento conocidas.

Una aeronave que opera en condiciones de cielo cubierto o precipitaciones y a temperaturas bajo cero corre el riesgo de encontrar gotas de agua en estado líquido súper frías durante el despegue, aterrizaje o espera. Estas gotas, aún en la fase líquida a pesar de que su temperatura es bajo cero, chocan contra la aeronave y se libera su calor de fusión haciendo que se congelen al impactar o caigan como agua y se congelen después del punto de impacto.

Este proceso representa el punto de partida para la acumulación de hielo en superficies expuestas de la aeronave, que inmediatamente provoca desigualdades y gradualmente modifica su perfil aerodinámico.
Se ve interrumpido el flujo de aire suave sobre las alas y son afectados la estabilidad y el control de la aeronave.
La presencia de desigualdades en un ala hace que su flujo de aire se vuelva turbulento más rápidamente (más pérdida de energía al aire), dando como resultado mayor resistencia al avance y menor sustentación. La performance degradada aumenta la velocidad de pérdida de la aeronave y disminuye su ángulo de pérdida, haciendo que volar resulte especialmente peligroso durante maniobras a baja velocidad como el despegue, el aterrizaje y la espera.

En situaciones en las que la performance de la aeronave se ve degradada, algunos de los sistemas de protección de pérdida de corriente no pueden alertar al piloto de que el margen de pérdida se ha reducido significativamente. Las consecuencias de subestimar o no prestar atención a los efectos del hielo sobre las superficies son importantes y, de hecho, pueden impedir la adecuada recuperación de la pérdida cuando existe contaminación por hielo.

Un paso adelante

El análisis de los datos sobre accidentes resulta crítico para comprender mejor las vulnerabilidades de las aeronaves y es un paso importante para evitar futuros accidentes. Desafortunadamente, los métodos de análisis aceptados actualmente sólo pueden evitar accidentes similares pero no ofrecen información predictiva para evitar accidentes en situaciones que tienen poca o ninguna precedencia.

Como resultado, el régimen de certificación de engelamiento continúa en un estado reactivo, haciendo ajustes principalmente en respuesta a accidentes e incidentes. Algunas de estas respuestas, de adoptarse, afectarán el diseño de la futura aeronave que ingresará en servicio 20 años después de la identificación de la causa del accidente original.

Los accidentes rara vez se producen debido a una sola causa, pero así es como se certifican la mayoría de las aeronaves: elemento por elemento. No es inusual que un sistema de protección contra hielo, certificado para vuelos en condiciones de engelamiento, no pueda garantizar una operación segura ante la combinación de circunstancias atmosféricas y aerodinámicas excepcionales, cargas de trabajo del piloto durante el aterrizaje y la falta de mecanismos de advertencia de avance confiables.

La aviación puede considerar mejor el impacto del engelamiento en diversas condiciones meteorológicas y la posición de los diferentes componentes de la aeronave durante el proceso de certificación. Las siguientes secciones proponen un método por el cual escenarios generados por computadora simulan condiciones de engelamiento en las regiones vulnerables a engelamiento en vuelo. 

La degradación de las propiedades aerodinámicas de la aeronave en estas condiciones puede analizarse con la Dinámica de fluidos computacional (CFD) para generar información predictiva sobre posibles futuros accidentes, contribuyendo así a caracterizar las consecuencias de condiciones de engelamiento específicas en una aeronave específica.



Aviación general

Los motores de los aviones de pequeño porte comúnmente emplean un sistema de ingreso de combustible desde el carburador o un sistema de inyección de combustible de alta presión para suministrar combustible para la combustión. Ambos tipos de sistemas tienen el potencial de formación de hielo que puede causar fallo de motor .

A tener en cuenta
  • El piloto debe ser consciente de que la formación de hielo del carburador puede ocurrir a temperaturas entre -7 ° C ( 20 ° F) y 21 ° C ( 70 ° F) cuando hay humedad visible o alta humedad.
Esto puede ocurrir en el carburador debido a la vaporización del combustible, combinado con la expansión del aire a medida que fluye a través del carburador, provocando un enfriamiento súbito, a veces por una cantidad significativa dentro de una fracción de un segundo. Hielo del carburador puede ser detectado por una caída en rpm en aviones con hélices de paso fijo y una caída de presión en el colector, en aviones de hélice constantes de velocidad . En ambos tipos, por lo general habrá una anomalía en el funcionamiento del motor. Algunos aviones están equipados con calefacción del carburador para su uso en la prevención y eliminación de hielo. El piloto debe consultar en el manual de la aeronave el uso adecuado del calefactor del carburador.
  • Los sistemas de inyección de combustible son menos susceptibles a la formación de hielo que el sistema de carburador. El hielo, que puede bloquear parcial o totalmente la entrada de aire en el motor, se forma en la toma de aire del motor . 
Una forma habitual de impedir la formación de hielo en un sistema de inyección de combustible es el mismo que en un sistema con carburador. Una fuente de aire alternativa situado dentro de la cubierta del motor se utiliza para proporcionar aire caliente al motor.  Por lo general , esta fuente es operada de forma automática y tiene un sistema de secundario manual que se puede utilizar si  funciona mal el sistema automático.
  • La detección de hielo es muy importante para poder evitar que la formación de hielo y que se convierta en un problema severo, para esto tiene que ser detectada en el momento oportuno . 
  • Debe llevarse a cabo una cuidadosa verificación previa de la aeronave para asegurar que todo el hielo o la escarcha se elimina antes del despegue en zonas en que las temperaturas son un factor determinante. 
  • Es más difícil de detectar hielo durante el vuelo en áreas que puede ser imposible ver .
  • Estar familiarizado con las características de rendimiento del avión ayudará al reconocimiento de la posibilidad de formación hielo. 
  • La acumulación de hielo se requieren más potencia para mantener la velocidad de crucero.
  • La formación de hielo en el plano de cola puede causar un cambio de ángulo de ataque, el avión puede entrar en pérdida si se aplican flaps.
  • Hielo en el timón o alerones puede causar oscilaciones o vibraciones .
Deshielo en tierra de un avión, tomado desde el interior de la aeronave.

video


Fuente utilizada
Federal Aviation Administration FAA AC No: 91-51A - EFFECT OF ICING ON AIRCRAFT
CONTROL AND AIRPLANE DEICE AND ANTI-ICE SYSTEMS

OACI- GESTIÓN DE LA SEGURIDAD OPERACIONAL POR ENGELAMIENTO EN VUELO-Un enfoque más fluido- Danial Zeppetelli y Wagdi Habashi

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