¿Cuál es la temperatura de los frenos después de un aterrizaje típico?

A juzgar por este documento IATA , y mirando la figura 4 en la sección 4.2.1, la temperatura de los frenos supera fácilmente los 700°C durante el aterrizaje. También muestran una línea de tiempo del historial de temperatura de los frenos para un avión sin refrigeración por ventilador.

(Figura 4)

Boeing publicó en 2001 la gestión de temperaturas desiguales de los frenos en aviones de dos pasillos durante vuelos cortos . El artículo detalla las temperaturas umbral para la advertencia de sobrecalentamiento de los frenos de algunos tipos diferentes de aviones de dos pasillos. Suponiendo que durante un aterrizaje típico no se active la advertencia de sobrecalentamiento de los frenos y que el sistema de frenos no esté excesivamente diseñado, esperaría temperaturas típicas de alrededor de 300 a 400 °C, dependiendo mucho del avión.

El artículo también establece que al salir de la puerta, los frenos aún estarán calientes del aterrizaje anterior y que la temperatura de los frenos puede acumularse durante el día. Tenga en cuenta que (al menos para los frenos que se muestran) los discos de freno no están tan expuestos como los que normalmente se encuentran en los automóviles. El enfriamiento a través del flujo de aire parece bastante limitado.

A juzgar por eso, diría que sí, los mecánicos deben tener mucho cuidado antes de tocar los frenos de un avión que acaba de aterrizar. Con las ruedas montadas, estamos hablando más de horas que de minutos.

Los frenos de acero y los frenos de carbono tienen rangos de temperatura y patrones de desgaste sustancialmente diferentes.

El desgaste de los frenos de acero se acelera sustancialmente a temperaturas más altas, por lo que (especialmente durante el rodaje) el uso recomendado de los frenos es aplicar los frenos con frecuencia y de forma ligera para mantener lo más cerca posible de la velocidad de rodaje preferida. La mayor parte del desgaste de los frenos de acero ocurre durante el aterrizaje, cuando no tiene más remedio que aplicar los frenos continuamente, aunque la temperatura sea bastante alta.

Con los frenos de carbono, ocurre más bien lo contrario: el desgaste depende principalmente de la cantidad de veces que se aplican los frenos, no de la temperatura alcanzada. Como tal, la recomendación normal durante el rodaje es dejar que la velocidad alcance el máximo permitido, luego aplicar los frenos con bastante firmeza y de manera continua una vez hasta que la velocidad descienda a un mínimo especificado. Con los frenos de carbono, la mayor parte del desgaste (~75 %) ocurre durante el rodaje. Como ya se señaló, el desgaste depende principalmente de la cantidad de aplicaciones, no de la temperatura, y el aterrizaje suele ser solo una aplicación, aunque es una aplicación relativamente prolongada que produce una temperatura relativamente alta.

Por ejemplo, Boeing recomienda lo siguiente:

Debido a que los mecanismos de desgaste son diferentes entre los frenos de carbono y los de acero, se recomiendan diferentes técnicas de frenado de rodaje para los frenos de carbono con el fin de maximizar la vida útil de los frenos.

El desgaste de los frenos de acero es directamente proporcional a la energía cinética absorbida por los frenos. Se puede lograr la máxima vida útil de los frenos de acero durante el rodaje mediante el uso de una gran cantidad de aplicaciones de frenos pequeñas y ligeras, lo que permite cierto tiempo para que los frenos se enfríen entre aplicaciones. Los altos pesos brutos de los aviones y las altas velocidades de aplicación de los frenos tienden a reducir la vida útil de los frenos de acero porque requieren que los frenos absorban una gran cantidad de energía cinética.

El desgaste de los frenos de carbono depende principalmente del número total de aplicaciones de los frenos: una aplicación firme de los frenos provoca menos desgaste que varias aplicaciones ligeras. Se puede lograr la máxima vida útil del freno de carbono durante el rodaje mediante el uso de una pequeña cantidad de aplicaciones de freno moderadamente firmes y prolongadas en lugar de numerosas aplicaciones de freno ligeras. Esto se puede lograr permitiendo que la velocidad de rodaje aumente desde una velocidad por debajo del objetivo hasta una velocidad por encima del objetivo, luego usando una sola aplicación de freno firme para reducir la velocidad por debajo del objetivo y repitiendo si es necesario, en lugar de mantener una velocidad de rodaje constante usando numerosas aplicaciones de freno. El desgaste de los frenos de carbono es mucho menos sensible al peso y la velocidad del avión que el desgaste de los frenos de acero.

Como tal, es perfectamente normal que los frenos de carbono funcionen a temperaturas considerablemente más altas que los frenos de acero. Para el carbón, el rango de operación típico es de aproximadamente 600-800C. Para los frenos de acero, el rango preferido es más como 400C. En ambos casos, también depende de lo que mida: la temperatura que se muestra en el indicador de la cabina está sustancialmente por debajo de la temperatura máxima (al menos en todos los casos que conozco).

Por lo que vale, los frenos de acero también se enfrían más rápido que los frenos de carbono por regla general (aunque no he podido encontrar nada sólido sobre exactamente cuánto más rápido).

Aquí hay un gráfico de Boeing que muestra las temperaturas de los frenos de carbono en un 777:

Entonces, sí, incluso una hora y media después del aterrizaje, los frenos aún están lo suficientemente calientes como para que el contacto con la piel provoque una ampolla esencialmente de inmediato. En cuanto a la espera antes del servicio, eso dependería del servicio del que esté hablando. El reabastecimiento de combustible poco después del aterrizaje es común y los frenos rara vez afectan su seguridad en un grado significativo. Cualquier cosa que implique quitar las ruedas del tren de aterrizaje principal para que los frenos quedaran expuestos... probablemente deba esperar un poco más. Otro trabajo cerca de los frenos (p. ej., dar servicio a los puntales) probablemente amerite un poco de atención adicional justo después del aterrizaje, pero no hay demasiados casos en los que los frenos puedan provocar un retraso significativo.

Referencias:

1. Tecnologías y productos cerámicos avanzados , The Ceramic Society of Japan.
2. Ventajas operativas de los frenos de carbono , Boeing.
3. Consideraciones sobre la energía de los frenos en las operaciones de vuelo , Rob Root (Boeing).