¶ Sistema de Datos de Aire y Sistema de Referencia Inercial (Air Data Inertial Reference System / ADIRS)
Normalmente lo damos por hecho, pero es importante el sistema que se encarga de obtener las medidas del aire (presión, velocidad, temperatura, actitud...) ya que condicionan el funcionamiento de muchos otros sistemas, y ayudan al piloto a tomar decisiones. ¿Te imaginas volar sin anemómetro, altímetro, variómetro y horizonte artificial? No sería bonito, eso seguro.
El sistema ADIRS alimenta los siguientes componentes entre otros:
- Los indicadores de velocidad (IAS, TAS, Mach), altitud y actitud.
- El sistema de presurización de la cabina.
- El piloto automático y autothrottle.
- El FMC.
- El sistema de alerta de pérdida (Stall Warning / Stick Shaker).
¶ Descripción del sistema
El sistema ADIRS se separa en dos partes primarias, el sistema de referencia inercial (IRS) y el sistema de datos de aire (ADS). El sistema IRS proporciona posición y actitud, y el AD el resto de datos mencionados anteriormente. Existen dos ordenadores ADIRU (ADIR Unit) que realizan ambas funciones (ADS e IRS) y 4 módulos ADM (Air Data Modules) que adquieren los sensores.
¶ IRS
El sistema IRS reempleza giróscopos con tecnología de medida inercial y produce los siguientes datos:
- Actitud
- Rumbo (Heading) magnético y verdadero
- Aceleración
- Velocidad vertical
- Ground speed
- Track
- Viento
- Latitud y longitud
Antes de poder calcular actitud y posición, se debe realizar un alineamiento (una calibración de los sensores). Este alineamiento se hace sin apoyo de ningún otro sistema de navegación. El alineamiento se hace a partir de las medidas de gravedad y de la rotación de la tierra. Para ello, el avión debe estar totalmente quieto, si no, el sistema confundirá el movimiento de la aeronave por la rotación de la tierra y no se alineará correctamente. Esto dura entre 5 y 10 minutos y cerca de los polos hasta 17 minutos.
El control de los IRS se lleva acabo desde el aft overhead panel. Para alinear los IRS antes del vuelo, se mueven los selectores a la posición NAV que lleva a cabo el alineamiento y además permite a los IRS entrar en modo navegación una vez completado. Se iluminará la luz ALIGN. El sistema requiere una posición inicial (se introduce desde la CDU) para fijar una posición absoluta ya que el sistema de navegación inercial solo calcula posiciones relativas. Si la posición proporcionada es errónea, el sistema parpadeará la luz de ALIGN en blanco. Una vez completado el alineamiento se apaga la luz de ALIGN. En vuelo, el error de este sistema se compensa con apoyo de otros sistemas como el GNSS o las radioayudas. Una vez completado el vuelo, se recomienda apagar completamente los IRS.
En el aft overhead panel también está el ISDU o display del sistema inercial. Desde aquí podemos utilizar el selector para ver los valores calculados por el sistema IRS o para introducir las coordenadas actuales en vez de usar la CDU.
En caso de fallo de uno de los IRS (por ejemplo el izquierdo) se perderá el PFD del piloto como en la imagen. Para recuperar por lo menos la funcionalidad de horizonte artificial (actitud), se debe seleccionar la opción ATT en el aft overhead panel, mantener la velocidad constante y los planos nivelados durante aproximadamente 30 segundos hasta que se apague la luz de ALIGN. El resto de datos se perderá. Si se quiere recuperar también el heading, se puede introducir desde la CDU.
En caso de no recuperar el IRS en fallo, se pueden utilizar los selectores del panel aft overhead NAVIGATION para seleccionar la fuente de datos de IRS para las pantallas, pasándolo a BOTH ON L o BOTH ON R.
¶ Air Data
A diferencia de los aviones de aviación general, donde los tubos de presión neumática van directamente hasta los instrumentos del panel, en el B737-800 el sistema está digitalizado y centralizado mediante el ADIRS.
Los siguientes sensores proporcionan datos para los ADIRUs y para los Standby Instruments.
- 3 Tubos Pitot: Miden la presión dinámica del aire. Uno para el Capitán (izquierdo), uno para el F/O (derecho) y uno auxiliar/standby.
- 6 Tomas Estáticas (Static Ports): Situadas en pares a ambos lados del fuselaje (par del Capitán, par del F/O y par alternativo) para medir la presión estática.
- 2 Sondas de Ángulo de Ataque (Alpha Vanes): Miden el ángulo del ala respecto al viento relativo. Es un dato que se usa para el sistema de pérdida, autothrottle, autopilot y autoslats.
- 1 Sonda TAT (Total Air Temperature): Mide la temperatura total del aire.
A la izquierda tubos pitot y alpha vane de babor, a la derecha tubo pitot de cola.
A la izquierda una de las tomas estáticas, en el centro la toma estática para los instrumentos standby, a la derecha el aspirated TAT probe
¶ ¿Cómo se procesa esta información?
Las presiones neumáticas de los tubos pitot y tomas estáticas principales no van directas a la cabina. Se conectan a 4 módulos ADM que convierten la presión física en señales eléctricas digitales (buses ARINC 429). Esto ahorra peso en tuberías y evita el riesgo de fugas de presión en los instrumentos de cabina.
Para más redundancia, el tubo Pitot auxiliar y las tomas estáticas alternativas se saltan por completo las ADM y las ADIRU. Van conectados mediante tuberías neumáticas tradicionales directamente a los Standby Instruments.
Si fallan todos los sistemas (eléctricos, ADMs, ADIRUs, PFD...) los pilotos siguen teniendo los mismos instrumentos que en una C172, y son completamente analógicos.
A la izquierda los standby instruments antiguos, a la derecha el Integrated Standby Flight Display (ISFD) que los reemplazó
¶ Sistema de Tren de Aterrizaje y Frenos (Landing Gear & Brakes)
Aunque nos encanta surcar los cielos, todo vuelo acaba en el suelo, y para que ese avión pueda volver a despegar, los ingenieros dedican mucho esfuerzo al desarrollo del tren de aterrizaje. Curiosamente, el tren de aterrizaje es una de las formas más fáciles de reconocer un B737 también durante un sobrevuelo. Es muy característico que, a diferencia de otras aeronaves similares, el tren principal no se retrae completamente dentro del fuselaje, quedando a la vista el tapacubo de las ruedas. Por otro lado, el tren también cuenta con unos frenos capaces de frenar las casi 80 toneladas viajando a 240km/h en pocos metros. Para que nos hagamos una idea, la energía que pueden disipar los frenos durante un rejected takeoff es equivalente a la energía necesaria para hervir completamente el agua de 3 bañeras.
En este vídeo se puede apreciar la cantidad de energía que disipan los frenos, en este caso de un A380.
¶ Ruedas
El tren de aterrizaje consta de un tren de morro (de dos ruedas) y dos trenes principales (de dos ruedas cada uno). Los neumáticos llevan surcos longitudinales para evacuar agua y retrasar el aquaplaning y se rellenan de nitrógeno a presiones mucho más altas que las de un coche (hasta casi 200psi). El tren de aterrizaje se recoge para mejorar la eficiencia aerodinámica en vuelo usando el sistema hidráulico como se ha explicado en la sección del sistema hidráulico. El tren se baja también con el sistema hidráulico pero en caso de fallo se puede bajar por gravedad. El tren de morro es el único que pivota para girar la aeronave en tierra y el sistema de “dirección asistida” también lo alimenta el sistema hidráulico. Las ruedas cuentan con unos “tapones térmicos” que se abren al superar una temperatura máxima. En caso de incendio o de temperaturas muy elevadas que pueden hacer subir la presión del neumático considerablemente, estos tapones se abren, desinflando las ruedas, evitando explosiones.
¶ Actuación
La palanca del tren de aterrizaje tiene tres posiciones:
- DOWN: Extiende el tren utilizando presión hidráulica y lo bloquea mecánicamente.
- UP: Retrae el tren. Una vez arriba se sujeta en su sitio.
- OFF: Esto corta por completo la presión hidráulica hacia las líneas del tren. Dejarla en UP mantendría los conductos bajo una presión constante e innecesaria de 3000 PSI durante todo el vuelo.
La palanca tiene protecciones físicas que evitan que el piloto pueda subir el tren mientras haya peso sobre las ruedas (que el avión esté en el suelo).
Los límites de velocidad del tren de aterrizaje salen en una etiqueta debajo de la palanca del tren de aterrizaje.
Tenemos dos sets de luces que nos indican el estado del tren de aterrizaje. Uno cerca de la palanca y otro en el aft overhead panel.
- 3 Luces Verdes: El tren está abajo y bloqueado (Down and Locked).
- 3 Luces Rojas/Ámbar: El tren está en tránsito (moviéndose) o existe un desacuerdo entre la posición de la palanca y la posición real del tren.
El tren del morro pivota para poder girar la aeronave en tierra (nose wheel steering). Este sistema está vinculado a los pedales (timón de dirección) que mueven el tren en un rango de +- 7º a derecha e izquierda. Este sistema se usa principalmente en carrera de despegue. En cualquier otro movimiento de tierra se usa el “tiller” que permite girar el tren +-78º.
¶ Frenos
El B737-800 cuenta con frenos multidisco en las 4 ruedas principales (nada en las de morro). Como vimos en el apartado del sistema hidráulico, los frenos cuentan con varios niveles de redundancia, apoyándose normalmente en el sistema B, después en el A y en caso de fallo de ambos, en unos acumuladores de presión de emergencia. El sistema de frenos tiene varias funciones que veremos a continuación:
- Freno manual diferencial
- Autobrake
- Anti-skid
- Parking brake
- Touchdown protection
¶ Actuación normal
Los frenos se accionan mediante la puntera de los pedales. Son diferenciales, es decir, si se presiona la puntera del pedal izquierdo más que la del derecho, frenará más el tren izquierdo. Para activar el freno de estacionamiento (parking brake), se debe apretar ambos pedales y, manteniendo la presión, tirar de la palanca de parking brake. Con la luz roja de parking brake iluminada, se puede dejar de presionar los pedales. Para soltar el parking brake basta con apretar las punteras de nuevo.
¶ Autobrake y Anti-skid
El autobrake aplica una presión de frenado inmediatamente después de tocar tierra, para conseguir una desaceleración constante dependiendo del modo que haya seleccionado. Este sistema funciona en conjunto con otros como los spoilers y la reversa. Por ejemplo, al seleccionar autobrakes 1, la aeronave desacelerará a 4ft/sec^2. Si la fuerza de los spoilers y de la reversa consiguen una desaceleración de 2ft/sec^2, la presión de los frenos se regulará de tal forma que se alcancen 4ft/sec^2 constantes.
¶ Autobrake Selector
| Autobrake Setting | Max Brake Pressure (psi) | Target Deceleration (ft/s²) |
|---|---|---|
| 1 | 1250 | 4.0 |
| 2 | 1500 | 5.0 |
| 3 | 2000 | 7.2 |
| MAX | 3000 | 12 (below 80 kt) 14 (above 80 kt) |
| RTO | Full available braking | Not controlled (maximum stopping performance) |
El modo RTO (Rejected Take-Off) se selecciona para el despegue y aplicará toda la presión hidráulica automáticamente si se retrasa la palanca de gases al ralentí durante la carrera de despegue a más de 90kts.
El Autobrake se desactiva inmediatamente si se pisan firmemente los pedales, si se avanza la palanca de gases, o si se retraen los speedbrakes tras el aterrizaje.
El sistema anti-skid es el equivalente al ABS del coche, evita que se bloqueen las ruedas, permitiendo a los pilotos mantener el control de la aeronave bajo frenada. Es un sistema esencial sobre todo en situaciones con pistas húmedas o mojadas ya que permite a los pilotos aplicar máxima presión de frenos sin miedo a bloquear las ruedas. Además de esta función, existe la touchdown protection que impide frenar las ruedas antes de tomar tierra, para que al contacto con el suelo no revienten los neumáticos.
Hay varias luces asociadas al sistema de frenos:
- Luz de AUTOBRAKE DISARM (Ámbar): Indica que el sistema de freno automático se ha desactivado debido a una acción del piloto.
- Luz de ANTISKID INOP (Ámbar): Indica un fallo en el sistema antibloqueo. Si se enciende en vuelo.
¶ Sistema de comunicación
¶ Sistema de audio
Hay tres paneles de control de audio en el cockpit (el del capitán, el del primer oficial y el del observador) y cada uno funciona independientemente de los demás. Los dos primeros están en el pedestal central, y el del observador en el aft overhead panel.
El panel de control está dividido en selectores de transmisores (rectángulos negros) y switches de receptores (círculos con flechas).
Al apretar un switch de receptor, se enciende ese receptor de audio y se ilumina el switch. El volumen se regula rotando el switch. Se puede tener todos los receptores que se quiera encendidos simultáneamente. Solo se puede transmitir por un canal a la vez. Normalmente utilizaremos VHF para las comunicaciones por voz con ATC. En la cabina existen altavoces y se regulan con el switch SPKR.
Para transmitir, se puede mover el switch izquierdo a la posición R/T (radio transmit) o pulsando el botón MIC en el yoke o usando el micrófono de mano. El siguiente switch permite a los pilotos cambiar entre el micrófono de la máscara de oxígeno y de los cascos. El selector del medio permite filtrar para escuchar únicamente la voz (V), el código morse de las estaciones (R) o ambos (B). Se puede también cambiar entre modo normal y alternativo. En caso de fallo del sistema de audio, se cambia al modo alternativo. En este modo degradado, únicamente se escuchará y se podrá transmitir por VHF1 en el caso de capitán, y por VHF2 en el caso del primer oficial. Además, el volumen no se podrá regular.
¶ Panel VHF/HF
Existen dos paneles VHF/HF independientes en el pedestal central. No se va a explicar en mucho detalle ya que son radios muy similares al resto de aeronaves de la flota de FlyAnt.
¶ Sistema de interfono
Hay dos interfonos en el B737. El sistema de vuelo FLT y el de servicio SVC. El sistema de vuelo es para que la tripulación hable entre sí. Por ejemplo, para comunicarse con la tripulación de tierra para comenzar el pushback, se seleccionaría el switch de receptor de FLT y se movería el switch de push to talk a I/C (intercom). También se podría seleccionar el botón de transmisor de FLT y utilizar el push to talk de R/T. El sistema de servicio se utiliza para hablar con la tripulación de cabina. El teléfono de cabina está conectado directamente con el sistema de servicio. Para hablar con los equipos de tierra por el sistema de servicio, existe un switch en el aft overhead panel que permite conectar los jacks externos del avión al sistema de servicio (normalmente se mantiene en OFF durante el vuelo para reducir el ruido).
¶ Sistema de PA (passenger address)
Este es el sistema con el que la tripulación de cabina se comunica con los pasajeros. Los pilotos pueden utilizarlo también para comunicarse con los pasajeros. Para ello, se selecciona el transmisor de PA y se comunica con el botón de push to talk R/T. Para llamar a la tripulación de cabina, los pilotos pulsan el botón ATTEND en el overhead panel. Esto hace que suene en cabina un tono de llamada y se ilumina una luz rosa en los indicadores de salidas de emergencias. El botón GRD CALL hace que suene una bocina en el nose wheel well. Si la tripulación de cabina o los equipos de tierra quieren contactar a los pilotos, sonará un tono de llamada en el cockpit y se iluminará una luz azul de CALL en el overhead panel.
