Esta pregunta se aplica al piloto automático de Airbus, pero puede no estar restringida solo a este fabricante (debe haber modos equivalentes en ATR, Embraer, Dassault Falcons, etc.)
Para el plan vertical, el piloto automático ofrece diferentes modos. Entre ellos, hay V/Sdonde intenta mantener la velocidad vertical seleccionada y Alt, donde intenta mantener la altitud seleccionada.
Cuando está en Altmodo, si la aeronave no está a la altitud requerida, el piloto automático ordena una maniobra vertical para alcanzar la altitud deseada. Mi pregunta es: durante esta maniobra, ¿se limita la velocidad vertical y si este límite es configurable en vuelo por los pilotos? (Si no, me imagino que está limitado a lo que se puede lograr en los modos de ascenso abierto o descenso abierto).
EDITAR: la pregunta surge de la situación hipotética en la que la aeronave vuela hacia una altitud objetivo y los pilotos quieren limitar la velocidad vertical por cualquier motivo (por ejemplo, una mejor separación vertical con otro tráfico)
Lo que está describiendo es el modo de ascenso gestionado del Airbus, donde la computadora de gestión de vuelo (FMC) determina la velocidad de ascenso óptima y el sistema de vuelo automático se inclinará para mantener esta velocidad.
Desde el A320 FCOM (Autoflight - Modos Verticales AP/FD):
Modo Ascenso (CLB)
El modo CLB guía a la aeronave en un ascenso administrado, ya sea a una velocidad objetivo seleccionada o administrada, a una altitud seleccionada por la FCU, teniendo en cuenta las restricciones de altitud en los puntos de ruta. El sistema también considera las restricciones de velocidad si se gestiona la velocidad objetivo. [...]
El piloto puede armar el modo CLB durante las fases de despegue, motor y al aire, ascenso y crucero y activarlo durante las fases de ascenso y crucero.
Por lo tanto, la velocidad vertical está determinada por la diferencia de la velocidad aerodinámica actual y la objetivo. Se siguen aplicando todas las protecciones, como la protección contra pérdida basada en el ángulo de ataque, lo que puede limitar la tasa de ascenso real.
La misma lógica también se aplica al descender en lugar de ascender, donde la aeronave mantendrá una determinada velocidad de descenso al cabecear con empuje en vacío en lugar de con empuje de ascenso.
Una vez que se acerque a la altitud seleccionada, se activará el modo ALT*, que sigue una velocidad vertical en lugar de cabecear por velocidad:
Modo de adquisición de altitud (ALT*)
El modo ALT* (verde) guía a la aeronave para adquirir la altitud seleccionada por la FCU.
ALT* (magenta) guía a la aeronave para adquirir una restricción de altitud proporcionada por Flight Management. Una vez que la aeronave ha alcanzado la altitud, se activa el modo de altitud (ALT verde o magenta).
Condiciones de participación
El modo se activa cuando la aeronave alcanza la zona de captura de altitud definida por la velocidad vertical de la aeronave (entre otros parámetros).
[...]
Guía
El modo ALT* tiene una guía V/S interna que es una función directa de la diferencia entre la altitud actual y la altitud objetivo. Esta guía interna V/S tiene prioridad sobre la velocidad objetivo. Por lo tanto, si se produce una reducción de empuje en ALT* (Engine out), el orden de velocidad vertical no se modificará y se producirá una variación de velocidad. El modo ALT* no tiene una reversión de modo que resulte de la variación de velocidad.
[...]
Los modos ALT* y ALT CSTR* tienen protecciones internas que disminuyen la velocidad vertical cuando se alcanza VLS o VMAX (VLS o VMAX se convierte en el objetivo prioritario).
[...]
El sistema cambia automáticamente a ALT (retención de altitud) cuando la desviación de altitud es inferior a 20 pies.
Por lo tanto, la velocidad vertical solo está limitada por la lógica de guía interna, pero se sobrescribirá cuando se alcancen VLS o VMAX, proporcionando las protecciones habituales de la envolvente de vuelo.
La situación detrás de su pregunta, "la aeronave vuela hacia una altitud objetivo y los pilotos quieren limitar la velocidad vertical por cualquier motivo", surgiría cuando una aeronave asciende o desciende a una V/S alta:
Aunque los algoritmos TCAS se han vuelto mucho más sofisticados, hay casos en los que la tasa de cierre vertical podría causar un problema con el tráfico autorizado legalmente no muy por encima (caso de ascenso) o por debajo (caso de descenso) de la altitud objetivo. En tal caso, se advirtió a los pilotos que limitaran su V/S acercándose a la altitud objetivo.
He aquí un extracto de un documento de Eurocontrol – Boletín ACAS II N°21 (febrero de 2017):
Puntos clave de aprendizaje de este problema:
- Se deben seguir todos los RA. El tráfico en contacto visual puede no ser la amenaza que desencadene el RA.
- TCAS II generará RA en encuentros de nivelación de 1000 pies si las aeronaves se aproximan a sus niveles autorizados con velocidades verticales altas o debido a velocidades verticales combinadas.
- Para reducir la posibilidad de RA no deseados, reduzca la velocidad vertical a 1500 pies/min. o menos en los últimos 1000 pies antes de la nivelación. Particularmente, si otra aeronave se encuentra en un nivel de vuelo adyacente.
- TCAS II emitirá RA contra todas las aeronaves amenazantes con transpondedores de informes de altitud.
(consulte los últimos documentos y procedimientos para el uso real en vuelo)
Se podría usar el modo V/S, pero tal vez sea más conveniente anular el embrague del acelerador automático por unos momentos durante la fase de captura del nivel al final de una subida. Durante el caso de descenso, la mayoría de los sistemas ya habrían desembragado el acelerador automático, lo que permitiría el control 'manual' del piloto, es decir, la capacidad de empujar los aceleradores sin cambiar los modos activados y los aceleradores automáticos se volverían a enganchar automáticamente al capturar la altitud. Cambiar el modo vertical a VS poco antes de nivelarse no encaja bien con la filosofía de automatización basada en FMC y estos sistemas automatizados se están volviendo cada vez más sofisticados para adaptarse a tales eventualidades.
Como ejemplo, en algunos Boeing (p. ej., 747-400 y 777), la velocidad de ascenso durante el motor y al aire se limita a 2000 pies por minuto al limitar el empuje al empuje requerido para cumplir con el gradiente requerido, aunque el avión puede ser capaz de 3 o 4 veces mayor que esto (nota: este límite se anula fácilmente con otra pulsación de los interruptores TO/GA).
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