En Air France 447, ¿cuál habría sido la altitud más baja para iniciar la recuperación después de que se produjera la pérdida?

¿Cuál podría haber sido la altitud más baja del 447 de Air France para recuperar el vuelo (detenido), donde el copiloto le informó al capitán que estuvo deteniendo todo el tiempo?

El copiloto no informó al capitán hasta los 2000 pies, que obviamente era demasiado bajo.

GXL888T se detuvo a 2910 pies en vuelo nivelado; y a pesar de que el capitán trató activamente de recuperarse, no lo hizo. AAF447 estaba cayendo con una alta tasa de caída, lo que sugiere que la altitud mínima de recuperación es mucho mayor.

Respuestas (1)

Para que el vuelo estancado se recupere, el morro debe apuntar en la corriente de aire y luego la aeronave se detuvo con un factor de carga por debajo de la carga máxima. Del informe del accidente:

Los registros se detuvieron a las 2 h 14 min 28. Los últimos valores registrados fueron una velocidad vertical de -10 912 ft/min, una velocidad respecto al suelo de 107 kt, una actitud de cabeceo de 16,2 grados con el morro arriba

Situación inicial .

De lo anterior en el informe podemos concluir que estos valores fueron típicos para la entrada en pérdida completa desde los 36.000 pies hasta el impacto, excepto por la actitud de cabeceo que fue alrededor de cero para la mayor parte de la entrada en pérdida. Los parámetros de estado de vuelo fueron por lo tanto:

  • La velocidad vertical fue de 10 000 pies/min = 51 m/s
  • La velocidad horizontal fue de 100 nudos = 51 m/s, lo que construye una velocidad aerodinámica de 72 m/s.
  • Los motores estaban en empuje TO, creando un momento de morro hacia arriba, compensado por el momento de morro hacia abajo de la corriente de aire que golpea el estabilizador horizontal.
  • El trimado automático se mantiene en ley alterna, por lo que el estabilizador se trima completamente LE hacia abajo = 14º.
  • El elevador está totalmente arriba = 30º sobre la parte superior de la moldura; está casi alineado con la corriente de aire estancada.

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Maniobra de morro abajo .

  • A 72 m/s, la aeronave tiene aproximadamente la velocidad TO, y la velocidad de rotación del morro debería ser comparable a la velocidad de rotación TO, un poco más lenta porque un lado del elevador está parado. Se tarda quizás de 5 a 10 segundos en girar el morro hacia abajo 45º (una suposición estimada de mi parte).
  • Cuando está a 45º con el morro hacia abajo, la gravedad acelera a 0,7 gy los motores quizás a 0,25 g. A esta aceleración, la velocidad del aire aumenta con alrededor de 1 g = 9,8 m/s cada segundo. Si tomamos los promedios del tiempo de maniobra y la aceleración con el morro hacia abajo, la velocidad aerodinámica aumenta con 4,9 m/s durante 7,5 segundos = 37 m/s. Entonces, cuando la nariz está alineada, la velocidad del aire es de aproximadamente 110 m / s, pero sigue acelerando rápidamente.
  • Durante la maniobra de morro hacia abajo de 5 a 10 segundos, la aeronave pierde entre 1000 y 2000 pies de altitud

aumento de velocidad

Antes de que la aeronave pueda retirarse del picado, la velocidad aerodinámica real debe llevarse a la velocidad de maniobra V a . Desde el A330 FCOM:

La reducción de carga solo está disponible cuando:

  • La velocidad de la aeronave está por encima de los 250 nudos.
  • La palanca FLAPS está en la posición 0.
  • En modo de vuelo de ley normal o alternativa.

Por encima de 250 nudos, el sistema de alivio de carga está activo para mantener el factor de carga máximo en 2,5 g. La velocidad de maniobra (o velocidad de giro en lenguaje militar) parece estar fijada en 250 nudos = 128 m/s. Con una aceleración de 1 g, tarda 2 segundos en aumentar la velocidad de 110 a 128 m/s, durante los cuales la aeronave pierde una altitud de 500 pies:

Δ h = s i norte ( 45 ) ⋅ ( V 0 ⋅ t + 1 2 ⋅ a ⋅ t 2 )

Maniobra de tracción .

Luego, durante la maniobra de tracción, el factor de carga debe permanecer por debajo de la carga límite = 2,5 g. 1 g es absorbido por la gravedad y hay 1,5 g disponibles para la maniobra de tracción.

metro ⋅ Δ norte ⋅ gramo = metro ⋅ V 2 R ⇒ R = V 2 Δ norte ⋅ gramo

Con los valores establecidos anteriormente, obtenemos R = 10.000 / (1,5 * 9,81) = 1.100 m = 3.300 pies. Pero eso es a una velocidad aerodinámica constante de 128 m/s, en realidad la velocidad aerodinámica seguirá aumentando al comienzo de la maniobra. y el radio será mayor, digamos 4000 pies. El vector de velocidad del avión era de 45º apuntando hacia abajo, por lo que se usa la mitad del radio. Esto es desde el momento en que el AoA está cerca de cero, lo que debe ser para iniciar el pull-up, lo que aumenta el AoA nuevamente.

Por lo tanto, mi estimación de la altitud requerida para un pull-up exitoso desde la situación de estancamiento es de 2000 + 500 + 2000 = 4500 pies si terminan rozando la parte superior de las olas. Si saben exactamente qué hacer, cronometran las cosas a la perfección y gestionan perfectamente la velocidad aerodinámica. La aeronave está protegida contra tirar de demasiadas g, por lo que una vez que la nariz está alineada, la tripulación de vuelo puede tirar de la palanca completamente hacia atrás y dejar que la aeronave maneje el radio de elevación mínimo. Si, por ejemplo, el pull-up se inicia 1 segundo más tarde que los 2 segundos estimados anteriormente, la velocidad del aire aumenta a 138 m/s y el radio de pull-up se convierte en 1300 m = 4000 pies, más la aeronave pierde 300 pies adicionales durante el 1 segundo adicional de inmersión a plena potencia: este retraso de 1 segundo para iniciar el pull-up requiere otros 1,000 pies.

La recuperación de un puesto completamente desarrollado ahora se entrena en simuladores de nivel D. La imagen de abajo es de una empresa que fabrica el modelo de vuelo y la extensión de la estación de instructor para cualquier simulador de vuelo para entrenar la maniobra. Declaración de divulgación: he hecho negocios con ellos en el pasado.

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Esta es una respuesta tan buena que esperaré un día antes de aceptar, pero no puedo imaginar una más completa. Gracias. Sin embargo, me pregunto por qué esto no se entrenó hasta hace poco, parece una obviedad, pero supongo que en retrospectiva es 20-20.
Sí, de hecho, en retrospectiva. Pero es bueno que la industria de la aviación aprenda de accidentes anteriores y trenes para prevenirlos en el futuro.
¿No necesita tiempo, con el AoA cercano a cero, para que la velocidad del aire se convierta en algo que sostenga su atracción 3G +/-? Parece que modeló empujar hasta cero AoA y luego retroceder inmediatamente. ¿Me perdí algo más? ¿Alguna estimación de la velocidad aerodinámica alcanzada durante ese impulso? Sin suficiente velocidad aerodinámica, ese tirón 3G pondrá a la aeronave en una pérdida secundaria.
@Koyovis Training solo pudo comenzar después de que se desarrollaron modelos aerodinámicos confiables posteriores a la entrada en pérdida que no comenzaron para aviones comerciales hasta hace unos años. Antes, cualquier manejo del simulador posterior a la entrada en pérdida implicaba el riesgo de un entrenamiento negativo debido al comportamiento inexacto del manejo de la aeronave posterior a la entrada en pérdida.
Los 30 segundos parecen un poco... arbitrarios.
El informe del GXL888T sugiere que 1.000 pies no serían suficientes para levantar la aeronave. En ese incidente, el AoA se recuperó a 1.600 pies con el morro hacia abajo 54 grados. En ese momento, el piloto accionó la palanca de popa al máximo y empujó al ralentí, la aeronave impactó contra el agua 6 segundos después. También es poco probable que la aeronave sea capaz de jalar y mantener la G máxima en esa condición. Por lo tanto, creo que la cifra de 1000 pies está muy subestimada.
@kevin: eso plantea un gran punto ... la palanca de popa + el empuje inactivo no le darán nada como 3 G a menos que ya tenga MUCHA velocidad y la esté desangrando. Entonces, en algún momento, el impulso tiene que subir, muy arriba. Lo que aumenta el vector de velocidad en la dirección (hacia abajo) hacia la que apunta el morro. Entonces, la velocidad de descenso también aumenta hasta que la actitud de cabeceo se acerca al vuelo nivelado. Cuantos más muchachos examinan esto, más estoy de acuerdo con su conclusión: altamente subestimado .
@RalphJ Los motores estaban a toda velocidad hasta el final.
@cloud Capacitaron prevención de puestos. El programa de prueba para esa familia de aeronaves no incluía la pérdida total ni la recopilación de datos que permitieran una emulación suficientemente buena de la pérdida en un simulador. Practicar puestos en el avión se considera hoy en día demasiado caro para los aviones de clase comercial. La prevención de bloqueos de entrenamiento, si es efectiva (en teoría), debería hacer que el problema sea discutible... excepto cuando no es así.
@CptReynolds Sí, los datos del simulador de vuelo solo eran válidos dentro de una región limitada de AoA y deslizamiento lateral. Fuera de este sobre, se utilizaron datos extrapolados, pero eso es totalmente irreal e inválido, como demostró AA587 . Los datos reales de los choques se usaron para desarrollar modelos aerodinámicos de pérdida total, además de datos dinámicos del túnel de viento: el modelo del túnel de viento se midió mientras giraba. El comportamiento de entrada en pérdida totalmente desarrollado resulta estar determinado por la configuración de la aeronave: ala alta/baja, cola en T, motores bajo las alas, etc.
+1 Buenos cálculos. Cuando se les hizo la misma pregunta, los ingenieros de Airbus ni siquiera quisieron aventurar una conjetura con los datos que tenían.
@Lnafziger Intenté cuantificar un poco mejor el tiempo requerido para la alineación de la nariz.
Todavía no he trabajado en su cálculo en detalle, pero a primera vista no estoy seguro de si su velocidad es la velocidad indicada (para fines de velocidad de vuelo mínima, debería serlo) o la velocidad verdadera (para cálculos geométricos lo necesita). En cualquier caso, a gran altura los dos difieren mucho. ¿Tal vez le gustaría agregar una nota sobre eso en su publicación?
La velocidad de pérdida de 1 g del informe AF447 del día en condiciones ambientales fue de alrededor de 0,65 Ma, que para 36000 pies e ISA+15 es de alrededor de 212 nudos IAS o 386 nudos TAS.
@CptReynolds Es la verdadera velocidad aérea para las maniobras, la he agregado a la respuesta.
@Cloud: sobre la "obviedad". Cada piloto está entrenado desde el primer día para temer y evitar las pérdidas. La pregunta en el caso del AF447 no es cómo el piloto manejó la entrada en pérdida, sino por qué decidió no creer en ninguno de sus instrumentos (todos funcionaban bien) y mantuvo la palanca completa hacia atrás mientras caía del cielo y no reconocía que la aeronave estaba en derecho alterno; junto con un CRM deficiente que permitió que esto continuara sin que los otros dos se dieran cuenta.
En Air France 447, ¿cuál habría sido la altitud más baja para iniciar la recuperación después de que se produjera la pérdida?
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