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José María Rebés

Pérdida Profunda (Deep Stall)

Topic started
1-20-2013 20:17:51
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Se llama pérdida (stall en inglés) al descenso de un avión debido a la incapacidad del ala de sustentar al avión, y se produce cuando el ángulo de ataque del ala sobrepasa un determinado valor, propio de cada aparato. A partir de ese ángulo la sustentación no desaparece, es decir, el avión no caerá en vertical, pero caerá con seguridad si se mantiene por encima de ese ángulo de ataque. La actitud del avión es nariz arriba.

La pérdida se produce físicamente por la zona de torbellinos que se producen en la parte superior del ala a determinados ángulos de ataque, con más torbellino cuanto mayor sea el ángulo. Ese torbellino impide el flujo laminar del aire por encima del ala, con lo cual deja de cumplirse uno de los fenómenos físicos que producen la sustentación: en situaciones normales la sustentación se produce porque el perfil del ala, curvo por encima, permite que el flujo laminar por encima del ala sea más rápido que por debajo de la misma, y eso produce un empuje ascendente del ala, a lo que denominamos sustentación (teoría conocida como Teoría de Bernoulli, no la única, pero sin duda la más aproximada).

Para salir de la pérdida hay que bajar el ángulo de ataque y utilizar la potencia disponible para no perder altitud mientras se corrige la pérdida,o disminuir la potencia, dependiendo del tipo de avión [Nota: corregido tras la primera redacción]. En algunos aviones no es que la velocidad baja ayude a que la pérdida sea irrecuperable, pero con baja velocidad se pierde altitud más deprisa. Se debe actuar sobre los estabilizadores de cola para corregir el ángulo de ataque y a la vez desplegar los slats (supongo que su uso depende del modelo de avión). El uso de los alerones no haría más que agravar la situación, al producir una caída de la presión diferencial y por lo tanto de la sustentación remanente. Los flaps no se usan tampoco normalmente para la recuperación de la pérdida.

Una pérdida profunda (deep stall en inglés) es una situación irrecuperable en la cual un avión entra en pérdida sin que los estabilizadores de cola puedan actuar para equilibrar la actitud del avión. ¿Cuándo se produce esto? Pues cuando los torbellinos generados por las alas envuelven a los estabilizadores, los cuales pierden por tanto toda su capacidad de influir en la estabilidad longitudinal arriba-abajo del avión.

En las divulgaciones anteriores hemos estado manejando el concepto del centro de gravedad de masas CG con respecto al centro de sustentación MAC, y comentado que si la posición del CG estaba demasiado desplazada hacia atrás con respecto al MAC entonces la actitud del avión sería positiva, con nariz arriba y cola abajo. En esa actitud el avión tiene tendencia a ascender, como se dijo, puesto que el aire empuja las alas por debajo y aumenta el efecto de sustentación. Pero a partir de un determinado ángulo de ataque el avión entra en pérdida. El excesivo desplazamiento hacia atrás del CG puede dificultar la recuperación de la pérdida, pero no contribuye a ella.

El 16 de Agosto de 2005 un MD-82 de West Caribbean Airways se estrelló en Venezuela durante su vuelo con destino a Fort de France, en la isla La Martinique. El informe final concluye que se produjo una pérdida profunda (véase http://www.bea.aero/docspa/2005/hk-x050816.es/pdf/hk-x050816.es.pdf en castellano, es un documento bastante extenso y detallado). Acerca de los controles de un MD-80 se puede visitar la siguiente web (en castellano): http://www.md80.com.ar/controles.html

Varias cosas sorprenden a un novato en pilotaje. La primera es que los pilotos no fueran capaces de identificar una situación que podría conducir a la pérdida, la segunda que no fueran capaces de corregir la actitud del avión una vez que los avisos de STALL se produjeron en cabina. Según el informe oficial la secuencia de hechos fue la siguiente:

- Dada la elevada carga transportada por el avión la altitud máxima operacional era de 33000 pies, aunque en el plan de vuelo constaba la altitud de 35000 pies.

- El avión ascendió a FL310 y recibió orden de permanecer en ese nivel por el control de Barranquilla. La tripulación temió que por la temperatura exterior se pudiera producir hielo en motores y alas, así es que activó los sistemas antihielo, los cuales debilitan la potencia de los motores porque parte de la energía se destina al funcionamiento del sistema antihielo. En esa fase del vuelo el avión volaba a 0,74 Mach. Esa velocidad de crucero permite deducir que el avión llevaba 150000 libras o más de masa, puesto que con menos su velocidad debería haber sido de 0,75 Mach.

- Posteriormente la tripulación solicitó el ascenso a FL330 en varias etapas, durante las cuales la velocidad subía inicialmente a 0.75 Mach, para caer después una vez estabilizado el vuelo. Por fin se alcanzó FL330 pero con un Mach de 0,7. El capitán se dió cuenta de que no podía acelerar más el avión. Al final se consiguió alcanzar los 0,75 con un ángulo de ataque de 2.6º. El sistema antihielo estaba desactivado en esos momentos.

- El sistema de mantenimiento de la velocidad era incapaz de mantenerlo en 0,75 Mach, bajando poco a poco la velocidad. La tripulación estaba comiendo en esos momentos.

- El piloto automático compensó con el estabilizador (trim) la pérdida de velocidad para mantener el nivel de crucero.

- Minutos más tarde la velocidad bajó a 0,69 Mach.

- La tripulación volvió a activar los sitemas antihielo. La velocidad poco a poco cayó a 0,63 Mach y el ángulo de ataque, necesario para mantener el nivel de FL330, era de 6,5º.

- En ese punto el capitán solicitó descender a FL310 para evitar las bajas temperaturas exteriores, siendo el ángulo de ataque de 7,2º.

- El capitán desactivó a continuación el piloto automático (todavía no se habían apercibido ni del ángulo de ataque ni de la posibilidad de entrada en pérdida). El avión cayó a 0,60 Mach y con un ángulo de ataque de 7,7º. La posición del estabilizador horizontal era de -4º.

- Se produjo entonces un aviso sonoro de altitud, al no poder el avión mantener la altitud seleccionada.

- En ese momento se produjo la vibración de la columa de control (Stick Shaker) que avisa de la cercanía de la entrada en pérdida e inmediatamente el aviso sonoro de pérdida (STALL).

- La tripulación eligió descender aún más, a FL290, para poder desconectar los sistemas antihielo (que ellos creían imprescindibles). El Mach era de 0,5 y la velocidad vertical de 5000 pies/minuto.

- El copiloto anunció al controlador el descenso a FL240, sin anunciar que se encontraban en emergencia. Tras ser preguntado por el control de Maiquetía si tenían algún problema, la tripulación respondió que ambos motores estaban en parada (realmente no habían sabido identificar el problema y creían que no había potencia en los motores). El ratio de descenso era ya de 7000 pies por minuto. Medio minuto más tarde era ya de 12000 pies por minuto.

- Al cabo de unos minutos comunicaron al controlador que el avión era ingobernable. Su velocidad era 0,38 Mach. En breve el avión se estrellará a 119 pies de altura sobre el nivel del mar.

Disculpad esta dramática secuencia, pero ilustra lo que sucede durante una pérdida profunda: los estabilizadores no pudieron corregir el ángulo de ataque por la posición retrasada de las alas en el MD-82, que producía torbellinos en los estabilizadores. A partir de un determinado ángulo todo el flujo del torbellino está exactamente a la altura de los estabilizadores, que en el MD-80 se sitúan en la parte superior de la deriva.

Espero que haya sido de vuestro interés este tema, y sinceramente recomiendo la lectura de los enlaces sugeridos. No quiero terminar sin pedir disculpas por cualquier error cometido en la redacción de este artículo, al no ser yo profesional de la aviación, puesto que puedo interpretar incorrectamente aquello en lo que sustento lo que escribo.

Saludos,

José María

[Nota: modificaciones realizadas para corregir errores]
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Modificado el 21/01/2013 14:43:53

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