¿Por qué se recomienda "frenar fuerte" en un avión con frenos de fibra de carbono para evitar el desgaste de los frenos? ¡Eso parece al revés!

No sé nada sobre este tema, pero es bastante interesante, así que busqué en Google y encontré un documento detallado de Airbus llamado "Operación adecuada de los frenos de carbono". Incluye la siguiente información:

Todos los fabricantes de frenos destacan el hecho de que el desgaste del carbono se ve muy afectado por la temperatura de los frenos

Esto es completamente diferente de los frenos de acero:

...teóricamente, la energía no es el parámetro principal para el desgaste del carbono, mientras que es el más importante para los frenos de acero.

El documento continúa diciendo esto:

En términos generales, para aumentar la vida útil de los frenos de carbono, los frenos deben operarse en frío o en caliente, pero no a temperaturas cálidas intermedias.

Y esto:

Todas las técnicas de frenado recomendadas deben apuntar a reducir el número de aplicaciones de los frenos y optimizar la temperatura de los frenos de carbono.

Las temperaturas específicas mencionadas en el documento son diferentes para diferentes fabricantes, pero en general, el rango intermedio que se debe evitar parece ser de aproximadamente 100 a 300 °C. Eso explicaría por qué se podría recomendar un frenado 'fuerte': es mejor usar una sola acción de freno que genere más calor y llegue a temperaturas más altas que frenar varias veces más suavemente. Sin embargo, el documento también dice que el sobrecalentamiento sigue siendo inseguro y no se recomienda el uso del freno automático máximo.

Encontré una discusión relacionada exactamente con esta pregunta en otro lugar que entra en la explicación física (aunque no cita ninguna fuente): a temperaturas más bajas, el carbono se convierte en un polvo que desgasta las pastillas de freno, lo que reduce su vida útil; a medida que aumenta la temperatura, el carbono comienza a comportarse como un fluido, por lo que el desgaste se reduce considerablemente. La mayoría de las discusiones sobre los frenos de carbono que encontré dicen que sus propiedades físicas y su comportamiento están bien documentados, pero no se comprenden bien.

La cantidad de tiempo dedicado a los frenos es lo más importante que dicta el desgaste de los frenos de carbono, no la cantidad de energía que se les pone (que es el caso de los frenos de acero).

Al frenar con más fuerza, pasa menos tiempo en los frenos en total, lo que significa que tendrá menos desgaste en los frenos. Solo imaginemos que usa 1/10000 del freno cada segundo, sin importar qué tan fuerte o suave frene. Frenando ligeramente, tardando 20 segundos en detenerse, gastaría 1/500 del freno. Pero si solo tomara 10 segundos, usaría solo 1/1000 del freno. Si bien no es tan simple como eso, esa es la idea general.

Otro factor que contribuye es la correlación no lineal y no proporcional entre el desgaste de los frenos y la temperatura de los frenos. Si bien esto es un poco contrario a la intuición, el desgaste de los frenos aumenta hasta aproximadamente 200°C de temperatura del disco (tenga en cuenta que la temperatura indicada suele ser más baja), luego disminuye desde allí hasta que se vuelve mucho más caliente (alrededor de 700-800°C). Por lo tanto, al frenar con más fuerza, también calentará los frenos hasta el punto en que el desgaste de los frenos sea menor que al frenar ligeramente.

Debido a esto, es mejor aplicar los frenos de una sola vez, para reducir el tiempo total en los frenos. El excelente artículo de Boeing sobre las ventajas operativas de los frenos de carbono brinda los siguientes consejos al rodar:

Recomendaciones de frenado de taxi para frenos de carbono y acero.

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.

Estas recomendaciones pretenden ser solo pautas generales de taxi. La seguridad y la comodidad de los pasajeros deben seguir siendo las consideraciones principales.