La demostración de impacto controlado (o coloquialmente el choque en el desierto ) fue un proyecto conjunto entre la NASA y la Administración Federal de Aviación (FAA) que estrelló intencionalmente un avión Boeing 720 controlado a distancia para obtener datos y probar nuevas tecnologías para ayudar a la supervivencia de los pasajeros y la tripulación. El accidente requirió más de cuatro años de preparación por parte del Centro de Investigación Ames de la NASA , el Centro de Investigación Langley , el Centro de Investigación de Vuelo Dryden , la FAA y General Electric . Después de numerosas pruebas, el avión se estrelló el 1 de diciembre de 1984. La prueba se desarrolló en general según lo planeado y produjo una gran bola de fuego que tardó más de una hora en extinguirse.
La FAA concluyó que aproximadamente una cuarta parte de los pasajeros habrían sobrevivido, que el combustible de prueba de queroseno antivaho no redujo suficientemente el riesgo de incendio y que eran necesarios varios cambios en el equipo del compartimiento de pasajeros de la aeronave. La NASA concluyó que una pantalla de visualización frontal y un sistema de aterrizaje por microondas habrían ayudado al piloto a volar la aeronave con mayor seguridad.
La NASA y la Administración Federal de Aviación (FAA) llevaron a cabo un programa conjunto para la adquisición, demostración y validación de tecnología para la mejora de la capacidad de supervivencia de los ocupantes de aeronaves de transporte en caso de colisión, utilizando un gran avión de transporte de cuatro motores pilotado a distancia en una demostración de impacto controlado (CID). El programa CID se llevó a cabo en las instalaciones de investigación de vuelo Dryden del Centro de Investigación Ames de la NASA (Ames-Dryden), en Edwards, California , utilizando un transporte Boeing 720 controlado a distancia , y se completó a fines de 1984. Los objetivos del programa CID eran demostrar una reducción del fuego posterior al choque mediante el uso de combustible antivaho, adquirir datos estructurales de choques de transporte y demostrar la efectividad de los sistemas estructurales de cabina y de sujeción de asientos mejorados existentes. [2] El Boeing 720 (número de cola N833NA [1] ) fue comprado nuevo por la FAA en 1960 como avión de entrenamiento. [3] Después de más de 20.000 horas y 54.000 ciclos de despegue y aterrizaje, había llegado al final de su vida útil. [3] El avión fue entregado al Centro de Investigación de Vuelo Ames/Dryden de la NASA para el programa CID en 1981. [3]
El aditivo, FM-9 de ICI , un polímero de cadena larga de alto peso molecular , cuando se mezcla con combustible Jet-A , forma queroseno antiempañamiento (AMK). El AMK había demostrado la capacidad de inhibir la ignición y la propagación de la llama del combustible liberado en pruebas de impacto simuladas. El AMK no se puede introducir directamente en un motor de turbina de gas debido a varios problemas posibles, como la obstrucción de los filtros. El AMK debe restaurarse a casi Jet-A antes de introducirlo en el motor para quemarlo. Esta restauración se llama degradación y se logró en el Boeing 720 utilizando un dispositivo llamado degradador. Cada uno de los cuatro motores Pratt & Whitney JT3C -7 tenía un degradador construido e instalado por General Electric (GE) para descomponer y devolver el AMK a una calidad cercana a la de Jet-A.
Además de la investigación del AMK, el Centro de Investigación Langley de la NASA participó en un experimento de medición de carga estructural, que incluyó el uso de maniquíes de choque instrumentados en los asientos del compartimiento de pasajeros y la cabina del piloto. Antes del vuelo final en 1984, se dedicaron más de cuatro años de trabajo para intentar establecer las condiciones finales del impacto que la FAA consideraría viables.
En una serie de 14 vuelos, General Electric instaló y probó cuatro degradadores (uno en cada motor); la FAA refinó el AMK, mezclándolo, probándolo y alimentándolo con combustible para un avión de tamaño completo. Durante los vuelos, el avión realizó aproximadamente 69 aproximaciones, a unos 150 pies (46 m) sobre el lugar del accidente preparado, bajo control remoto. Estos vuelos se utilizaron para introducir el AMK paso a paso en algunos de los tanques de combustible y motores mientras se monitoreaba el rendimiento de los motores. Durante esos mismos vuelos, el Centro de Investigación de Vuelo Dryden de la NASA también desarrolló las técnicas de pilotaje remoto necesarias para que el Boeing 720 volara como un avión no tripulado. Un intento inicial de prueba a gran escala se canceló a fines de 1983 debido a problemas con la conexión de enlace ascendente con el 720; si el enlace ascendente fallaba, el piloto en tierra ya no tendría el control del avión.
En la mañana del 1 de diciembre de 1984, el avión de prueba despegó de la Base Aérea Edwards, California , realizó un despegue hacia la izquierda y ascendió a una altitud de 2.300 pies (700 m). El avión fue pilotado de forma remota por el piloto de investigación de la NASA Fitzhugh Fulton desde la Instalación de Vehículos Controlados Remotamente Dryden de la NASA. Todos los tanques de combustible se llenaron con un total de 76.000 libras (34.000 kg) de AMK y todos los motores funcionaron desde el arranque hasta el impacto (el tiempo de vuelo fue de 9 minutos) en el Jet-A modificado. Luego comenzó un descenso hasta el aterrizaje a lo largo de la senda de planeo de aproximadamente 3,8 grados hasta una pista especialmente preparada en el lado este del lago seco Rogers , con el tren de aterrizaje retraído.
Al pasar la altura de decisión de 150 pies (46 m) sobre el nivel del suelo (AGL), el avión viró ligeramente a la derecha de la trayectoria deseada. El avión entró en una situación conocida como giro holandés . Un poco por encima de ese punto de decisión en el que el piloto debía ejecutar una " vuelta al aire ", parecía haber suficiente altitud para maniobrar de regreso a la línea central de la pista. El avión estaba por debajo de la senda de planeo y por debajo de la velocidad aerodinámica deseada. Los sistemas de adquisición de datos se habían activado y el avión estaba destinado a impactar.
El avión tocó tierra con el ala izquierda baja, a toda velocidad y con el morro del avión apuntando hacia la izquierda de la línea central. Se había planeado que el avión aterrizara con las alas niveladas, los aceleradores en ralentí y exactamente en la línea central durante el CID, lo que permitió que el fuselaje permaneciera intacto mientras las alas eran cortadas por ocho postes cementados en la pista (llamados "Rhinos" debido a la forma de los "cuernos" soldados a los postes). El Boeing 720 aterrizó torcido. Uno de los Rhinos cortó el motor número 3, detrás del quemador, dejando el motor en el pilón del ala, lo que no suele ocurrir en un impacto de este tipo. El mismo Rhino cortó luego el fuselaje, provocando un incendio en la cabina cuando el combustible en llamas pudo entrar en el fuselaje.
El apagado del motor número 3 y la situación de aceleración a fondo fueron importantes, ya que estaban fuera del rango de prueba. El motor número 3 continuó funcionando durante aproximadamente 1/3 de una rotación, [4] degradando el combustible y encendiéndolo después del impacto, lo que proporcionó una fuente de calor significativa. El fuego y el humo tardaron más de una hora en extinguirse. El impacto del CID fue espectacular con una gran bola de fuego creada por el motor número 3 en el lado derecho, envolviendo y quemando la aeronave. Desde el punto de vista de AMK, la prueba fue un gran revés. Para NASA Langley, los datos recopilados sobre resistencia al impacto se consideraron exitosos e igualmente importantes.
El impacto real demostró que el aditivo antivaho probado no fue suficiente para evitar un incendio posterior al choque en todas las circunstancias, aunque la intensidad reducida del incendio inicial se atribuyó al efecto del AMK. [5] [6]
Los investigadores de la FAA estimaron que entre el 23 y el 25 % de las 113 personas que iban a bordo del avión podrían haber sobrevivido al accidente. El tiempo transcurrido desde que se desplegó el avión hasta que el humo lo impidió por completo fue de 5 segundos en la cabina delantera y de 20 segundos en la cabina trasera. El tiempo total de evacuación fue de 15 y 33 segundos respectivamente, teniendo en cuenta el tiempo necesario para llegar a las puertas y abrirlas y operar el tobogán. Los investigadores calificaron su estimación de la capacidad de escapar a través del humo denso como "altamente especulativa". [7]
Como resultado del análisis del accidente, la FAA instituyó nuevos estándares de inflamabilidad para los cojines de los asientos que requerían el uso de capas ignífugas, lo que dio como resultado asientos que funcionaron mejor que los de la prueba. [8] También implementó un estándar que requiere que la iluminación de proximidad del piso se fije mecánicamente, debido al aparente desprendimiento de dos tipos de luces de emergencia fijadas con adhesivo durante el impacto. [9] Se encontró que las regulaciones federales de aviación para las tasas de muestreo de la grabadora de datos de vuelo para cabeceo, balanceo y aceleración eran insuficientes. [10]
La NASA concluyó que la tarea de pilotaje del impacto suponía una carga de trabajo inusualmente alta, que podría haberse reducido mediante el uso de una pantalla de visualización frontal , la automatización de más tareas y un monitor de mayor resolución. También recomendó el uso de un sistema de aterrizaje por microondas para mejorar la precisión del seguimiento con respecto al sistema de aterrizaje por instrumentos estándar . En la práctica, el Sistema de Aumento de Área Amplia basado en el Sistema de Posicionamiento Global llegó a cumplir esta función. [11]
Esta fue la primera vez que un avión a reacción de cuatro motores (Boeing 720) voló con éxito por control remoto. También fue la primera vez que un avión voló únicamente y con éxito con combustible de queroseno antivaho (AMK).
Los objetivos del programa CID eran (1) demostrar una reducción del fuego posterior a un accidente mediante el uso de combustible antivaho (Klueg, 1985), (2) adquirir datos estructurales de accidentes de transporte (Hayduk y Alfaro-Bou, 1985), y (3) demostrar la eficacia de los sistemas estructurales de cabina y de sujeción de asientos mejorados existentes (Hayduk y Alfaro-Bou, 1985).
