¿Es difícil para un avión GA escapar de una tormenta?

Si despegas con tormenta a 20 minutos del aeropuerto, no habrá sido "imprevista"; el NWS es mucho mejor que eso. Pueden predecir con bastante precisión lo que sucederá con respecto a varios frentes con al menos 24 horas de anticipación y, a su vez, le avisan con anticipación para ajustar su horario de vuelo para asegurarse de que pueda sortear la tormenta o alejarse de ella.

Pero digamos que alguien cometió un error (probablemente usted), y ahora se encuentra subiendo en el aire fuera de la pista con la pared principal de un cumulonimbus que se cierne sobre el horizonte, que se interpondrá entre usted y su destino previsto antes de que lo alcance.

Primera regla; nunca vueles hacia la tormenta. Las formaciones de cumulonimbus son mortales para las embarcaciones pequeñas, e incluso los aviones comerciales prefieren permanecer en altitud en un patrón de espera muy por encima de la tormenta y dejarla pasar antes de intentar aterrizar. Estas "cabezas de trueno" producen lluvias torrenciales, relámpagos poderosos y frecuentes, fuertes corrientes ascendentes, granizos que van desde guijarros hasta pomelos y vientos turbulentos ciclónicos que pueden culminar en tornados. Tu Cessna 172 no tiene ninguna posibilidad.

Volar lejos de la tormenta, en el peor de los casos, te permitirá ganar el tiempo entre la velocidad de la tormenta y la tuya que puedes usar para encontrar una pista de aterrizaje abierta y aterrizar. Como dijo Michael Kjorling en su respuesta, la mayoría de las variantes de Cessna 172 navegan a más de 100 nudos, lo que requeriría que la tormenta se moviera por el suelo tan rápido como gira un huracán de categoría 2, por lo que en la mayoría de los escenarios, incluso si está volando en aire quieto con el tormenta moviéndose sobre el aire más frío en el que está volando, si solo pone la línea de turbonada en su timón, debería ganar terreno. Idealmente, la tormenta empujará una masa de aire frente a ella que le dará un viento de cola y, por lo tanto, podrá poner mucha más distancia entre usted y el frente de la tormenta.

Segunda regla; a menos que su vuelo planeado sea un vuelo a campo traviesa que se aleje bastante directamente del frente entrante, llegue a tierra lo más rápido que pueda hacerlo de manera segura y encuentre un refugio para su avión. Obviamente, lo mejor es estar en su FBO de casa donde alquila su amarre o hangar, pero cualquier lugar donde pueda deslizar su avión bajo un techo o toldo durante un par de horas será suficiente. Recuerde que, a menos que tenga su habilitación de instrumentos, las condiciones durante y después de la mayoría de las tormentas eléctricas son IMC y, por lo tanto, es ilegal (y mortal) que vuele.

Si está volando un avión presurizado y/o tiene privilegios de instrumentos, tiene más opciones, la mejor de las cuales es superar la tormenta y esperar a que pase. Sin embargo, su Cessna 172 no está presurizado, por lo que, a menos que tenga una botella de oxígeno a bordo (y esté aprobado para usarla), está limitado a aproximadamente 12,500 pies y solo durante media hora, muy por debajo de las capas superiores de una tormenta. así que tendrás que dejarlo atrás, sortearlo o dejarlo y refugiarte en el lugar mientras sopla sobre ti.

Hablando en términos prácticos, esto no es un gran problema, al menos bajo VFR y si está prestando atención. Las tormentas eléctricas tardan un tiempo en formarse y, mientras puedas verlas, puedes evitarlas.

Supongo que está preguntando aquí sobre tormentas eléctricas aisladas, del tipo que se forma al final de la tarde en condiciones calurosas y bochornosas y que no son parte de un sistema frontal. Por lo general, al menos en lugares como AL, TN, KY, etc., se obtiene una capa de cúmulos rotos generalizada, con tormentas eléctricas aisladas que se acumulan en lugares donde las condiciones son más favorables. Algo como esto:

_{Por Jessie Eastland (Trabajo propio) CC BY-SA 4.0 , a través de Wikimedia Commons}

Ya sea que esté por encima o por debajo de la capa rota, una tormenta como esa suele ser muy visible y puede volar alrededor de ella fácilmente. Por encima de la capa se pueden ver los cúmulos imponentes; debajo se puede ver la lluvia y probablemente también la acumulación, a través de huecos en las nubes. También puede tener ADS-B u otra fuente meteorológica en la cabina, pero los datos ya tienen unos minutos cuando los obtiene. Todavía puede ser una buena manera de obtener una imagen de la dirección general en la que se mueve la tormenta y si está creciendo o no, pero definitivamente no es algo que pueda usar para volar en tiempo real alrededor de una tormenta; tus globos oculares son mejores para eso.

Cuando ve una acumulación o una tormenta real, debe evaluar qué tan lejos está, qué tan severa es y en qué dirección se está moviendo. Por lo general, puede hacerlo visualmente, pero los datos de la cabina pueden ayudar. Luego, simplemente planee volar alrededor de él. Usted mencionó 20 millas, que es la distancia que la FAA recomienda mantener entre usted y una tormenta eléctrica, para evitar turbulencias, granizo y otras molestias (como que sus pasajeros se enfermen). Si decide que no puede volar alrededor de él de manera segura, teniendo en cuenta la situación climática general, el terreno, el combustible, etc., simplemente aterrice en algún lugar y espere.

Pero tome una decisión clara sobre qué rumbo volar; nunca siga volando hacia una tormenta o una gran acumulación para "ver cómo se ve". Si su nuevo rumbo no funciona de la manera que desea, apunte más lejos de la tormenta o aléjese por completo. Un vuelo VFR a campo traviesa en el sur en verano a menudo termina siendo una serie de zig-zags prolongados para sortear las acumulaciones. Personalmente, creo que si estás encima de la capa rota es hermoso y ver cómo se construyen las torres es fascinante, ¡pero no te acerques demasiado! Y las torres se acumulan con el tiempo, una tormenta eléctrica, incluso una pequeña, es demasiado grande para aparecer de la nada, por lo que realmente tienes que estar haciendo algo mal para quedar atrapado cerca de una, al menos en las condiciones climáticas. Estoy describiendo aquí.

Bajo IFR, las cosas son un poco diferentes porque tienes una ruta específica a seguir, pero al final es sorprendentemente similar a un vuelo VFR. En verano, escuchará a los pilotos IFR en todas las altitudes y en todo tipo de aeronaves (incluidos los aviones comerciales) que solicitan una desviación al ATC:

N12345: Centro, N12345 solicita desviación de 10 grados a la izquierda para una acumulación de [cúmulos]
Centro: N12345, desviación aprobada según lo solicitado, informe ABC VOR directo cuando pueda

Eso es exactamente lo que están haciendo los pilotos VFR también, solo necesita el permiso de ATC para los cambios de rumbo bajo IFR. E hice algunos otros comentarios sobre VFR/IFR y tormentas en esta respuesta ; podrían ser relevantes aquí.

Lo primero es lo primero, aunque ya se menciona, el pronóstico del tiempo está cubierto en los informes . Si la atmósfera favorece la formación de tormentas eléctricas, hay señales a tener en cuenta.

Ahora, las nubes de tormenta no se forman de la nada , lo que significa que, si tienes "CAVOK", a menos que hagas tu despegue 4 horas más tarde, las posibilidades de que te encuentres con una tormenta eléctrica son muy escasas. Las nubes previas a la tormenta suelen observarse 1 o 2 horas antes de que vea lluvia y relámpagos. Muchas personas no se dan cuenta de esto simplemente porque rara vez miran al cielo. Las señales incluirán cubiertas de nubes de baja altitud, formas de nubes que cambian rápidamente, etc. Aprenderá en su escuela básica cómo nombrar e identificar las nubes.

Las tormentas eléctricas que se forman rápidamente también se disipan rápidamente . En áreas tropicales, por ejemplo, Singapur, es bastante común tener una mañana soleada seguida de una tarde lluviosa. Sin embargo, el área de la tormenta es bastante pequeña. No son como sistemas masivos que se extienden a través de los estados. Debería poder escapar de la tormenta o esperar a que se aleje sin quedarse sin combustible. A menudo, habrá agujeros de alrededor de 10 a 20 millas de ancho entre tormentas.

Una cosa a tener en cuenta son las tormentas de área pequeña con intensidad . Una de las conferencias de AOPA mencionó esto como el "gradiente climático": a diferencia de los sistemas climáticos masivos, donde el cambio de turbulencia leve a turbulencia moderada a intensa es una larga distancia, se pasa de aire tranquilo a aire turbulento en muy poco tiempo cuando encontrar este tipo de nubes. Lo malo es que las cosas van mal muy rápido. Lo bueno es que la seguridad a menudo no está muy lejos. Conozca siempre su rumbo y practique hacer un giro de 180° solo con instrumentos.

Si necesita bajar, asegúrese de saber dónde están sus aeropuertos alternativos todo el tiempo . No hace falta decir que lo mismo se aplica a otras emergencias también. Si tiene un motor áspero o comienza a sentirse mareado, es mejor que dirija su avión hacia la pista en lugar de escanear su carta aérea buscando nerviosamente el símbolo del aeropuerto.

Por último, aprenda cómo obtener actualizaciones meteorológicas mientras está en ruta . Es probable que su Cessna 172 no tenga un radar meteorológico, pero hay otras formas de mantenerse actualizado: enlaces satelitales, radios, etc. Si sintoniza la frecuencia local de seguimiento de vuelos, puede escuchar los informes de los pilotos de los aviones que tiene delante. (puede simplemente escuchar y no usar el seguimiento de vuelos). O puede probar la estación AWOS a 30 millas de distancia. Si está utilizando un enlace satelital para una imagen de radar, tenga en cuenta que las imágenes suelen tener entre 5 y 15 minutos de antigüedad. Nunca intente navegar a través de una tormenta con imágenes satelitales. La tormenta se habrá movido cuando creas que estás en el agujero despejado. Sin embargo, puede usarlo para detectar nubes de lluvia a 80 o 100 millas de distancia.

Historia paralela: hay una historia que circula en el club de vuelo local de alrededor de los años 80 o 90. En ese momento, los aviones de GA comparten el único aeropuerto, que tiene una sola pista, con aviones comerciales. Para acelerar las cosas, los aviones de GA que salen por la tarde no pueden regresar hasta 2 o 3 horas más tarde (a menos que sea una emergencia), ya que secuenciar un C172 entre dos B747 es una pesadilla cuando el aeropuerto está operando casi a plena capacidad. .

Entonces, un piloto de GA partió una tarde y realmente no le gustó el clima en su ascenso: las nubes estaban casi nubladas detrás de una montaña y 2000 ~ 3000 pies era casi IMC. Llamó por radio preguntando si podía aterrizar. El controlador preguntó: "¿Cómo está el clima allá afuera?" El piloto estaba tan nervioso y tan preocupado por el clima, encendió su radio y transmitió:

"¡ El tiempo está mal, mal, mal, mal, mal, mal, mal, mal! "

1) Planificación previa al vuelo: como se mencionó anteriormente, la meteorología moderna puede predecir con bastante precisión dónde habrá actividad convectiva al menos 24 horas antes de su vuelo, por lo que sabrá si existe un alto riesgo de tormentas eléctricas a lo largo de su ruta de vuelo.

2) Obtenga un informe meteorológico estándar antes de su vuelo. El informador puede brindarle pronósticos de área y terminal en su salida y destino, AIRMETS, SIGMETS y SIGMETS convectivos aplicables a lo largo de su ruta.

3) Condiciones locales: recuerde, las tormentas eléctricas requieren tres ingredientes para formarse: aire inestable, humedad y un factor de elevación ortográfico. Si alguno de esos elementos no está presente, no se formará una tormenta.

4) No se deje arrinconar. Este es un buen consejo para cualquier planificación de vuelo; siempre tenga un plan de copias de seguridad y copias de seguridad del plan de copias de seguridad. Lleva combustible adicional. Anticipe rutas alternas o desviadas en caso de que se presenten condiciones climáticas adversas en el camino. La buena noticia en el Medio Oeste es que prácticamente puedes abrir cualquier lugar en cualquier char y encontrar un aeropuerto cercano. Si vuela con un sistema de navegación GNSS, la función NRST le dará el nombre y el rumbo de cualquier aeropuerto público más cercano a su posición actual.

5) Factores climáticos: la buena noticia es que las tormentas de Miswest se forman a lo largo de los límites frontales fácilmente anticipables. El verano en Florida es otro asunto donde las tormentas eléctricas de masa de aire aparecen por todas partes y se desarrollan muy rápidamente. La mala noticia es que las líneas de turbonada del Medio Oeste son algunas de las tormentas más poderosas del planeta junto a las tormentas ciclónicas, así que manténgase alejado de ellas.

6) Haciendo uso de NEXTRAD y productos meteorológicos satelitales en ruta. Estos se han convertido en excelentes recursos para los pilotos. Sin embargo, tenga en cuenta que hay un retraso de hasta 15 minutos en la imagen NEXTRAD; NUNCA confíe en él como una imagen instantánea del entorno meteorológico, sino que utilícelo como una fuente de información de tendencias, para indicar dónde se están moviendo o se están desarrollando las tormentas. estar.

Según las cifras proporcionadas por Wikipedia, el Cessna 172R tiene:

• Velocidad de crucero 122 nudos
• $v_{NE}$(nunca exceder) 163 nudos

También verifiqué los números correspondientes para el Cessna 172N de mi club en su POH, lo que da$v_{NO}$como 128 KIAS (126 KCAS) y$v_{NE}$como 160 KIAS (158 KCAS). A los efectos de esta respuesta, están lo suficientemente cerca, así como un poco más rápidos (por lo que usar las cifras de Wikipedia significa que estamos equivocados en la dirección de la seguridad). En aras de la integridad, el POH de este avión da$v_{A}$como 97 KIAS para 2300 lbs, cayendo prácticamente linealmente a 80 KIAS para 1600 lbs, con KCAS solo un cabello por debajo (igual o un nudo más lento).

Obviamente, querrás buscar los números del fuselaje modelo que tienes en mente, pero lo anterior debería ser bueno como punto de partida.

Debido a que realmente desea alejarse de ese sistema de tormentas, supongamos que está haciendo todo lo posible para alejarse de él. Consideraré tres escenarios: a velocidad de maniobra (llamándolo 90 KIAS); a velocidad de crucero (122 KIAS); y justo debajo$v_{NE}$(llamándolo 160 KIAS).

90 nudos son 167 km/h, o 46,3 m/s.

122 nudos son 226 km/h, o 62,7 m/s.

160 nudos son 296 km/h, o 82,2 m/s.

Se considera que un huracán total comienza con vientos de alrededor de 30 m/s.

Si los vientos a la altitud de la capa de nubes están empujando las nubes hacia ti, y eres muy desafortunado (vientos igualmente fuertes en la dirección opuesta, directamente desde la dirección en la que quieres ir; no sé cómo sería eso posible en cualquier altitud razonable), entonces:

• A la velocidad de maniobra, la tormenta se acercará a usted a unos 16 m/s
• A la máxima velocidad de crucero, mantendrá el ritmo del sistema de tormentas, pero no se alejará realmente de él.
• cerca$v_{NE}$en algo parecido a un vuelo nivelado, se alejará del sistema de tormentas a unos 20 m/s

Un escenario más probable es que la dirección del viento sea similar a su altitud a la de las nubes de tormenta, lo que significa que el viento lo empujará a usted y a las nubes por igual. Esto hace que su velocidad relativa a las nubes sea su velocidad del aire indicada reducida por la velocidad del viento, lo que a velocidad de crucero y vientos huracanados significa que se está alejando del sistema de tormentas a una velocidad significativa; incluso a 90 KIAS, todavía te estás alejando de él a unos 16 m/s.

Por lo tanto, si ve que se está formando un sistema de tormentas directamente adelante y realiza un giro de ida y vuelta, matemáticamente, debería poder superar el sistema de tormentas muy bien sin sobrecargar la estructura del avión; probablemente sin ningún lugar cerca de sobrecargar la estructura del avión. Siempre que el sistema de tormentas no se forme prácticamente encima de usted, lo más probable es que pueda alejarse tranquilamente del sistema de tormentas y aterrizar en el aeródromo apropiado más cercano sin preocupaciones importantes. Siempre que se dirija a condiciones tranquilas, incluso una tormenta totalmente imprevista (que, como se ha señalado, es muy poco probable en la práctica) no debería ser tan difícil.

Una reserva de combustible adecuada y una cabeza fría parecerían ser suficientes para volver a aterrizar con relativa seguridad, si quizás no en el lugar exacto que pretendía al despegar. Un poco de práctica para operar la aeronave en condiciones turbulentas podría ayudar.

Hay muchos detalles arriba, pero en lugar de repetir, agrego que hay una gran diferencia entre una línea de tormenta eléctrica FRONTAL y tormentas eléctricas aisladas (que son comunes en el medio oeste y raras en el código). Las tormentas eléctricas aisladas son relativamente fáciles de evitar rodeándolas. Las líneas frontales son difíciles.

También aclaro que los aviones de pasajeros generalmente no pasan por encima de las tormentas eléctricas. Las tormentas eléctricas generalmente se elevan a más de 50,000 (o más) y pueden crecer muy rápidamente.