¿Cuál es la tolerancia a la tensión del tren de aterrizaje de los aviones comerciales?

Contexto: Las habilidades de aterrizaje de los pilotos de líneas aéreas comerciales varían ampliamente, desde la capacidad de hacer aterrizajes suaves como una pluma y rodar y una desaceleración casi imperceptible por un lado, hasta aterrizar habitualmente con un ruido sordo medio-pesado y desacelerar abruptamente, incluso bajo condiciones normales de vuelo. Uno supone que las fuerzas de aterrizaje en varias partes del tren de aterrizaje (y también en otras partes) variarían momentáneamente en un factor de tres o cuatro, o incluso mayor, en algunas partes clave.

Preguntas:

1) Explique las tolerancias de tensión integradas en varias partes del tren de aterrizaje de aviones comerciales comunes, como el Airbus A320 y el Boeing 737.

2) ¿Qué tipo de prueba de estrés se realiza en partes cruciales del tren de aterrizaje, como neumáticos, ruedas, ejes y partes hidráulicas?

3) ¿Cuáles son los respaldos y las medidas a prueba de fallas diseñadas en dicho tren de aterrizaje?

Tenga en cuenta que los aterrizajes forzosos no son necesariamente involuntarios. Aterrizar con firmeza le brinda más tracción más rápidamente, lo que puede ser especialmente útil en pistas cortas o mojadas. Los aterrizajes imperceptibles (y especialmente la desaceleración imperceptible) consumen mucha más pista. Puede ser más cómodo para los pasajeros, pero también puede ser menos seguro en algunas circunstancias. Esta pregunta entra en más detalle.

Respuestas (1)

En primer lugar, el ruido sordo y la desaceleración pueden estar más relacionados con las condiciones y la longitud de la pista que con la habilidad del piloto, pero analicemos algunas de sus preguntas.

1) Explique las tolerancias de tensión integradas en varias partes del tren de aterrizaje de aviones comerciales comunes, como el Airbus A320 y el Boeing 737.

Esta es una pregunta compleja para responder simplemente ya que el equipo del avión pierde cargas y se hacen algunos compromisos para simplificar la operación. Por un lado, el caucho utilizado en los neumáticos es bastante grueso, ya que parte se desgasta en cada aterrizaje, ya que el tren no gira cuando el avión aterriza (puede leer más sobre por qué no aquí ). La compensación aquí es el peso (necesita para llevar los neumáticos contigo) pero se pueden usar para muchos ciclos. La carga vertical generalmente es manejada por un Oleo Strut , estos permiten un margen de error, pero ellos (o el sistema de engranajes) pueden tocar fondo y un aterrizaje lo suficientemente fuerte puede resultar en un rebote.. La última carga importante que ve el equipo suele ser la carga lateral cuando se realiza un aterrizaje con viento cruzado. Estos son difíciles de mitigar y generalmente es trabajo del piloto reducir estas cargas que se manifestarán como desgaste de neumáticos y desgaste mecánico. Quizás la mejor solución para esto fue el engranaje giratorio completo del B-52.

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Uno de los diseños no Oleo más interesantes para el equipo GA son los discos de goma que se usan en los Mooney. Se dice que requieren menos mantenimiento y son más fáciles de reemplazar, pero son mucho menos indulgentes que los puntales Oleo.
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Parte de la fuerza vertical es absorbida por el propio neumático cuando el avión toca el suelo, el neumático se infla un poco. Como tal, es de vital importancia que la presión de los neumáticos esté dentro de un pequeño margen, ya que la baja presión puede causar un hinchamiento excesivo que provocaría un desgaste lateral según el diseño del engranaje.

2) ¿Qué tipo de prueba de estrés se realiza en partes cruciales del tren de aterrizaje, como neumáticos, ruedas, ejes y partes hidráulicas?

Estas piezas generalmente están hechas por diferentes fabricantes y están diseñadas para cumplir con las especificaciones de la aeronave establecidas por el constructor (Boeing, etc.). Como todo lo demás en un avión, estas piezas tienen un ciclo de vida (TO/LD) y se reemplazan cuando es necesario. Dado que son de alto impacto, asumiría que la vida es más corta en términos generales. Aquí hay información de Goodyear sobre cómo cuidar y mantener los neumáticos para aviones. Aquí también hay buena información sobre los puntales Oleo .

3) ¿Cuáles son los respaldos y las medidas a prueba de fallas diseñadas en dicho tren de aterrizaje?

Esto depende del avión, los aviones más grandes generalmente necesitan distribuir la carga sobre más ejes/neumáticos, lo que les da una mayor redundancia. Un avión como un 747 tiene 2 juegos de engranajes principales de doble eje en cada lado del avión, por lo que podría perder un eje. y seguir estando bien (relativamente hablando)

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compare esto con un 737 y verá que el engranaje principal es menos redundante ya que es un sistema de un solo eje. En este caso, perder uno de los dos neumáticos sería menos catastrófico que perder todo el equipo.

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Compare todo esto con un avión GA más pequeño donde generalmente tiene una situación de una sola rueda

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Lo único que todos estos aviones tienen en común es que la rueda de morro es la parte más delicada del tren de aterrizaje. Los aterrizajes bruscos en la rueda de morro pueden hacer colapsar el tren o provocar marsopas, ambas malas. Esto es lo que sucede si el engranaje no gira correctamente , en otras palabras, si el tren de aterrizaje vio cargas laterales completas. Los aviones han aterrizado con éxito con el tren de morro colapsado o el tren de morro que no baja. Es un espectáculo, pero en términos generales no es lo peor que puede pasar.

Sensores: el único sensor que conozco en el equipo (y esto depende del avión) es el sensor de sentadillas, que es un simple encendido para estar en el suelo o no. El FDR registrará la aceleración de 3 ejes, pero eso será del fuselaje que está detrás de los puntales Oleo, por lo que el engranaje en sí mismo puede ver cargas más altas.

Otra cosa a mencionar sería las inspecciones de aterrizaje con sobrepeso y aterrizaje forzoso. El equipo está diseñado para un cierto peso y si por alguna razón se excede, se deben seguir los procedimientos de mantenimiento.
Dave, Excelente respuesta. ¿Podría proporcionar la atribución de la imagen?
¿Se mantienen las lecturas de algún sensor o acelerómetro para hacer algún tipo de cálculo de tensión acumulada en los engranajes? es decir, el número de aterrizajes es una aproximación de primer orden, pero una integral sobre una curva de esfuerzo-tiempo podría ser más significativa. Con los sensores MEMS de hoy en día, ¿podría no ser imposible evaluar realmente la tensión acumulada impuesta en el equipo?
@curious_cat, cada avión comercial (y la mayoría de los aviones más pequeños con un buen paquete de cabina de vidrio) tiene un conjunto de acelerómetros en los tres ejes como parte del sistema de referencia inercial que se usa para el indicador de actitud, la navegación inercial y el piloto automático y puede registrar la aceleración máxima durante el aterrizaje también.