¿Cuál es la velocidad vertical típica de toma de contacto de un avión grande?

De un artículo de MIT ICAT :

Los sistemas de aterrizaje automático comerciales actuales utilizan el ILS (...) A unos 30 pies sobre el suelo, la aeronave entra en el modo de vuelo, durante el cual la aeronave se eleva para reducir la velocidad vertical de su velocidad de descenso actual a 1-3 pies/s por toma de contacto.

Lo que significa que estamos viendo una tasa de aterrizaje de 60-180 FPM.

Los aterrizajes de beso (cerca de 0 FPM) no son deseables , porque no se pueden lograr de forma regular sin arriesgarse a aterrizajes largos. También pueden romper los trenes de aterrizaje (más sobre eso a continuación).

Revisé varios manuales de operación de Boeing/Airbus, no indican la tasa objetivo del modo de bengala, pero del manual de capacitación de la tripulación de vuelo 747-400 (página 6.11):

• No permita que el avión flote: vuele el avión hacia la pista.
• No extienda la bengala aumentando la actitud de cabeceo en un intento de lograr un aterrizaje perfectamente suave.

Izquierda: un evento de oscilación "daño la rueda, el neumático y el amortiguador de oscilación" ( Boeing ). Derecha: cómo se ve un shimmy ( YouTube ).

Es más probable que un aterrizaje con tasas de caída extremadamente bajas experimente oscilación que un aterrizaje más firme porque los eslabones de torsión permanecen en una posición vertical extendida, donde el amortiguador tiene menos ventaja mecánica durante períodos de tiempo más largos ( Boeing ).

Los aviones comerciales de Boeing están diseñados para aterrizajes a 600 FPM, con 360 FPM cuando superan el peso máximo de aterrizaje. Boeing también dice que los pilotos son los mejores evaluadores de aterrizajes forzosos, "debido a la dificultad de interpretar los valores de aceleración registrados en el CG del avión".

Según los informes y datos de los pilotos, superar los 240 FPM es un aterrizaje forzoso, lo que confirma aún más que los 60-180 FPM son un valor firme ideal, ya sea que el aterrizaje se realice manualmente o con el aterrizaje automático ( Boeing ).

La aeronave debe descender en línea recta, típicamente 3 grados, hasta la bengala. Esto corresponde a una velocidad vertical de 600 pies por minuto si la velocidad de aterrizaje es de 120 nudos; más alto es posible. Durante el enderezamiento, el ángulo del morro aumenta pero la aceleración disminuye, por lo que el efecto sobre la tasa de caída dependerá de varios factores. El siguiente manual menciona 150 pies por minuto como una velocidad típica de toma de contacto.

Una velocidad vertical de 0 no es factible ni deseable, porque descender los últimos metros llevará "una eternidad". Por ejemplo, a VS = 20 fpm, descender los últimos 10 pies tomará 0,5 minutos durante los cuales la aeronave volará hacia adelante aproximadamente 1 milla.

Del 737 NG Flight Crew Training Manual , 737-600 Touchdown Body > Attitudes, Sección 6, 2008. Condiciones típicas de aterrizaje:

• Trayectoria de planeo de aproximación de 3°
• La distancia de enderezamiento es de aproximadamente 1,000 a 2,000 pies más allá del umbral
• Los tiempos de enderezamiento de aterrizaje típicos varían de 4 a 8 segundos y son una función de la velocidad de aproximación
• Las actitudes del cuerpo del avión se basan en pesos de aterrizaje típicos, flaps 30, VREF 30 + 5 (aproximación) y VREF 30 + 0 (aterrizaje)

Una suave reducción del empuje al ralentí también ayuda a controlar el cambio natural de cabeceo del morro hacia abajo asociado con la reducción del empuje.

Los pilotos apuntan a la actitud más que a la velocidad. Pero, con eso en mente, el aterrizaje típico es alrededor de 50-300 pies/min. Cualquier cosa por debajo de 200 fpm en un B787 tiende a sentirse muy suave (personalmente, nunca he visto menos de 105 fpm, y fue súper suave, tan suave como se puede esperar), diferentes aviones se sienten diferentes. Entre 200 a 300, se siente normal, y por encima de eso, hasta 600, se siente firme. A más de 600 fpm, es probable que tenga un aterrizaje forzoso, pero como se mencionó anteriormente, eso depende de la impresión de la tripulación: la aeronave debería soportar los aterrizajes aún más que eso. Sin embargo, como menciona Boeing en sus manuales, "un aterrizaje suave no es el criterio para un aterrizaje seguro". Especialmente en pistas mojadas, ni siquiera se desea. Entonces, los pilotos solo suelen tratar de suavizarlo cuando todo está perfecto, estar listo para ignorar eso si compromete incluso un poco de seguridad. El objetivo es tocar donde quieras, a la velocidad y con la actitud que quieras. La suavidad es totalmente secundaria.

¡Cuanto más cerca de cero, mejor! Obviamente tiene que haber algo o te quedarás volando para siempre (te quedarás sin pista y tendrás que dar la vuelta), pero lo más cómodo para el avión y los pasajeros es aterrizar a una velocidad vertical cercana a cero durante los últimos segundos de la bengala.

EDITAR: Según la observación de los minutos del usuario de que usted dice que no desea que el VS se acerque, puede ignorar el último párrafo, pero esencialmente durante la bengala, va desde el VS de acercamiento de aproximadamente 750 hasta un aterrizaje final lo más cerca posible de 0 fpm.

En cuanto a la porción de aproximación antes de la bengala, se puede calcular con algunas matemáticas basadas en la velocidad respecto al suelo y el ángulo de aproximación (típicamente 3 grados en una aproximación ILS). No voy a profundizar en las ecuaciones vectoriales, pero hay algunas buenas reglas generales que puedes usar para resolverlo. Por ejemplo, multiplicar la velocidad de avance* por 5. Creo que un 787 hace alrededor de 150 KIAS ( velocidad de aire indicada en nudos *) en la aproximación, por lo que resultaría en 750 fpm .

[*] Por supuesto, dependiendo del viento en contra o la falta de él, cambiará la velocidad respecto al suelo y, por lo tanto, la velocidad necesaria para mantener los 3 grados (o lo que sea) en la aproximación.