¿Puede el Airbus A380 volar con seguridad con dos motores en la misma ala?

Demostrar que una aeronave multimotor se puede volar con uno o más motores inoperativos es parte del programa de certificación. El Airbus A380 está certificado bajo FAR (Federal Aviation Regulations, USA) parte 25 y JAR (Joint Aviation Regulations, Europe) parte 25. Uno de los requisitos de FAR/JAR 25 es que el control direccional se puede mantener cuando dos motores críticos ( eso significa bajo la misma ala) fallan.

Lo siguiente se extrae selectivamente de FAR parte 25 (JAR es similar, hay algunas diferencias). Énfasis añadido por mí.

Controlabilidad y maniobrabilidad

§25.143 Generalidades.

....

b ) Debe ser posible hacer una transición suave de una condición de vuelo a cualquier otra condición de vuelo sin una habilidad, alerta o fuerza de pilotaje excepcionales, y sin peligro de exceder el factor de carga límite del avión bajo cualquier condición de operación probable, incluyendo:

1. La falla repentina del motor crítico;

2. Para aviones con tres o más motores , la falla repentina del segundo motor crítico cuando el avión está en ruta, aproximación o configuración de aterrizaje y está compensado con el motor crítico inoperativo;

...

25.147 Control direccional y lateral.

a ) Control direccional; general. Debe ser posible, con las alas niveladas, desviarse hacia el motor operativo y realizar con seguridad un cambio razonablemente repentino en el rumbo de hasta 15 grados en la dirección del motor inactivo crítico. Esto debe mostrarse en 1,3 V _SR1 para cambios de rumbo de hasta 15 grados (excepto que no es necesario exceder el cambio de rumbo en el que la fuerza del pedal del timón es de 150 libras), y con:

1. El motor crítico inoperativo y su hélice en la posición de mínima resistencia;

2. La potencia requerida para vuelo nivelado a 1.3 V _SR1 , pero no más que la potencia continua máxima;

3. El centro de gravedad más desfavorable;

4. tren de aterrizaje retraído;

5. Flaps en posición de aproximación; y

6. Peso máximo de aterrizaje.

b ) control direccional; aviones con cuatro o más motores . Los aviones con cuatro o más motores deben cumplir con los requisitos del párrafo (a) de esta sección excepto que:

1. Los dos motores críticos deben estar inoperativos con sus hélices (si corresponde) en la posición de arrastre mínimo;

2. [Reservado]

3. Los flaps deben estar en la posición de ascenso más favorable.

c ) ...

...

d )...

e ) control lateral; aviones con cuatro o más motores . Los aviones con cuatro o más motores deben poder realizar virajes con peralte de 20°, con y contra los motores inoperativos , desde vuelo estable a una velocidad igual a 1,3 VSR1, con potencia continua máxima y con el avión en la configuración prescrita por el párrafo (b) de esta sección.

f ) ...

§25.149 Velocidad mínima de control.

...

g ) Para aviones con tres o más motores, _VMCL-2 , la velocidad mínima de control durante la aproximación y el aterrizaje con un motor crítico inactivo, es la velocidad aerodinámica calibrada a la cual, cuando un segundo motor crítico se vuelve repentinamente inactivo, es posible mantener el control del avión con ambos motores aún inoperativos y mantener un vuelo recto con un ángulo de alabeo de no más de 5 grados. V _MCL-2 debe establecerse con:

1. ...

   ...

§25.161 Ajuste.

...

e ) Aeronaves de cuatro o más motores. Cada avión con cuatro o más motores también debe mantener la compensación en vuelo rectilíneo con el centro de gravedad más desfavorable y a la velocidad de ascenso, configuración y potencia requerida por §25.123(a) con el fin de establecer las trayectorias de vuelo en ruta con dos motores inoperativos.

¿Sería capaz el timón de compensar el desequilibrio de empuje?

Eso depende.

La mejor manera de traducir esas normas en ejemplos prácticos es observar la certificación del A330 y el A340-300, que tienen aproximadamente la misma cantidad de empuje total, siendo la diferencia la configuración del motor.

Los requisitos de rendimiento de despegue se basan en 1 motor fuera para ambas configuraciones. Por lo tanto, notará que el requisito de gradiente de ascenso mínimo significa que el motor de 4 pierde menos empuje, por lo tanto, es capaz de un peso de despegue más alto; alrededor de 30-40T más.

La salida de dos motores entra en juego durante la configuración de aterrizaje, donde VMCL2, la velocidad de control mínima de dos motores fuera en la configuración de aterrizaje, es mucho más alta que VMCL1; el 340 de dos motores tiene aproximadamente la misma cantidad de empuje que el 330 de un motor, pero la línea de empuje produce un momento mayor en el 340. Por cierto, estas velocidades no cambian con el peso y dependen de las cualidades de manejo y el control direccional como máximo. posición desfavorable del CG, que es el límite AFT. VMCL2 es de alrededor de 160 nudos, que está muy por encima de la velocidad de aterrizaje normal, por lo que en algún momento durante la aproximación cuando el aterrizaje está asegurado, el piloto elegirá reducir por debajo del VMCL2 a la velocidad de aterrizaje normal. No será posible seleccionar el empuje completo sin perder el control direccional en este régimen de vuelo, sin embargo, los beneficios de aterrizar a menor velocidad compensan esto.

Volviendo al caso del despegue con dos motores inoperativos, aunque VMCL no está específicamente definido para la configuración de despegue y las regulaciones no cubren específicamente este escenario, con pesos de despegue más altos, la velocidad mínima de control se convierte en un problema menor en comparación con VS1G y el rendimiento general de ascenso. Mientras que con pesos más ligeros, tal vez sea posible reducir el empuje para mantener el control si el rendimiento lo permite.