Turbulencia que sigue a los aviones que viajan por el aire.
Esta imagen de un estudio de la NASA sobre los vórtices de las puntas de las alas ilustra cualitativamente la turbulencia de estela.
La turbulencia de estela es una perturbación en la atmósfera que se forma detrás de un avión a medida que pasa por el aire. Incluye varios componentes, los más importantes de los cuales son los vórtices en las puntas de las alas y la estela de los chorros, los gases que se mueven rápidamente expulsados por un motor a reacción.
La turbulencia de estela es especialmente peligrosa en la región que se encuentra detrás de una aeronave en las fases de despegue o aterrizaje del vuelo. Durante el despegue y el aterrizaje, una aeronave opera con un ángulo de ataque alto . Esta actitud de vuelo maximiza la formación de fuertes vórtices. En las proximidades de un aeropuerto, puede haber múltiples aeronaves, todas operando a baja velocidad y baja altitud; esto proporciona un riesgo adicional de turbulencia de estela con una altura reducida desde la cual recuperarse de cualquier alteración. [1]
Definición
La turbulencia de estela es un tipo de turbulencia en aire despejado . En el caso de la turbulencia de estela creada por las alas de un avión pesado, el par de vórtices giratorios persiste durante un tiempo significativo después del paso del avión, a veces más de un minuto. Uno de estos vórtices giratorios puede trastornar gravemente o incluso volcar un avión más pequeño que lo encuentre, ya sea en el aire o en tierra. [ cita requerida ]
En vuelo nivelado con ala fija
La circulación de los vórtices se produce hacia afuera, hacia arriba y alrededor de las puntas de las alas, cuando se observa desde delante o desde detrás de la aeronave. Las pruebas con aeronaves de gran tamaño han demostrado que los vórtices permanecen separados por una distancia inferior a la envergadura de las alas, moviéndose con el viento, a altitudes superiores a la envergadura de las alas desde el suelo. Las pruebas también han demostrado que los vórtices descienden a una velocidad de varios cientos de pies por minuto, lo que ralentiza su descenso y disminuye su fuerza con el tiempo y la distancia detrás de la aeronave que los genera. [2]
En altura, los vórtices descienden a una velocidad de 90 a 150 m (300 a 490 pies) por minuto y se estabilizan a unos 150 a 270 m (490 a 890 pies) por debajo del nivel de vuelo de la aeronave que los genera. Por lo tanto, se considera que las aeronaves que operan a altitudes superiores a 600 m (2000 pies) corren menos riesgo. [3]
Cuando los vórtices de las aeronaves más grandes se acercan al suelo (entre 30 y 61 m), tienden a moverse lateralmente sobre el suelo a una velocidad de 2 a 3 nudos (3,7 a 5,6 km/h; 2,3 a 3,5 mph). Un viento cruzado disminuye el movimiento lateral del vórtice de barlovento y aumenta el movimiento del vórtice de sotavento. [4]
Helicópteros
Los helicópteros también producen turbulencias de estela. Las estelas de los helicópteros pueden ser significativamente más fuertes que las de un avión de ala fija del mismo peso. La estela más fuerte se producirá cuando el helicóptero esté operando a velocidades más lentas (de 20 a 50 nudos ). Los helicópteros ligeros con sistemas de rotor de dos palas producen una estela tan fuerte como los helicópteros más pesados con más de dos palas. La fuerte estela del rotor del rotor basculante Bell Boeing V-22 Osprey puede extenderse más y ha contribuido a un accidente . [5]
Evitar peligros
Los dispositivos de punta de ala pueden reducir ligeramente la potencia de los vórtices de punta de ala . Sin embargo, estos cambios no son lo suficientemente significativos como para modificar las distancias o los tiempos en los que es seguro seguir a otras aeronaves. [6]
Categorías de turbulencia de estela
La OACI establece categorías de turbulencia de estela basadas en el peso máximo de despegue (MTOW) de la aeronave. Estas categorías se utilizan para la separación de aeronaves durante el despegue y el aterrizaje.
Los vórtices de estela de un Airbus que aterriza en el Aeropuerto Internacional de Oakland interactúan con el mar a medida que descienden al nivel del suelo.
Existen varios criterios de separación para las fases de despegue, aterrizaje y ruta del vuelo basados en categorías de turbulencia de estela. Los controladores de tránsito aéreo secuenciarán las aeronaves que realicen aproximaciones instrumentales teniendo en cuenta estos criterios. Las aeronaves que realicen una aproximación visual serán informadas del espaciamiento recomendado pertinente y se espera que mantengan su separación. [7] : 9
Pistas paralelas o cruzadas
Durante el despegue y el aterrizaje, la estela de un avión se hunde hacia el suelo y se mueve lateralmente alejándose de la pista cuando el viento está en calma. Un viento cruzado de tres a cinco nudos (3–6 mph; 6–9 km/h) tenderá a mantener el lado de barlovento de la estela en el área de la pista y puede hacer que el lado de sotavento se desvíe hacia otra pista . Dado que los vórtices de las puntas de las alas existen en el borde exterior de la estela de un avión, esto puede ser peligroso. [7] : 10
Mantenerse en la trayectoria de planeo del líder o por encima de ella
Los pilotos de planeadores suelen volar fuera de la turbulencia de estela generada por sus aviones remolcadores, ya sea por encima de la estela (remolque alto) o por debajo de la estela (remolque bajo). [8]
Señales de advertencia
Los movimientos no controlados de la aeronave (como el balanceo de las alas) pueden ser causados por la estela. Por eso es fundamental mantener la conciencia de la situación. La turbulencia normal no es inusual, en particular en la fase de aproximación. Un piloto que sospeche que la turbulencia de la estela está afectando a su aeronave debe alejarse de la estela, ejecutar una aproximación frustrada o una maniobra de aproximación frustrada y estar preparado para un encuentro con una estela más fuerte. El inicio de la estela puede ser sutil e incluso sorprendentemente suave. Ha habido accidentes graves (ver la siguiente sección) en los que los pilotos intentaron salvar un aterrizaje después de encontrarse con una estela moderada y se encontraron con una turbulencia de la estela severa que no pudieron superar. Los pilotos no deben depender de ninguna advertencia aerodinámica, pero si se produce el inicio de la estela, es vital una acción evasiva inmediata.
Líneas de placas
En 2020, los investigadores estudiaron la posibilidad de instalar "líneas de placas" cerca del umbral de la pista para inducir vórtices secundarios y acortar la duración de los vórtices. En la instalación de prueba en el Aeropuerto Internacional de Viena , informaron una reducción de los vórtices del 22% al 37%. [9] [10]
8 de junio de 1966: un XB-70 chocó con un F-104 . Aunque se desconoce la verdadera causa de la colisión, se cree que debido a que el XB-70 estaba diseñado para tener una estela turbulenta mejorada para aumentar la sustentación, el F-104 se acercó demasiado, quedando atrapado en el vórtice y chocando con el ala (ver artículo principal ).
Un DC-9 se estrelló en el Aeropuerto Internacional Greater Southwest mientras realizaba aterrizajes de "toque y despegue" detrás de un DC-10 . Este accidente llevó a la FAA a crear nuevas reglas para la separación mínima posterior de aeronaves "pesadas". [11]
16 de enero de 1987: un Yakovlev Yak-40 se estrelló justo después de despegar en Tashkent. El vuelo despegó solo un minuto y quince segundos después que un Ilyushin Il-76 , por lo que se topó con su estela . El Yakovlev Yak-40 se inclinó bruscamente hacia la derecha, chocó contra el suelo y se incendió. Las nueve personas a bordo del vuelo 505 de Aeroflot murieron. [12]
15 de diciembre de 1993: un avión alquilado con cinco personas a bordo, entre ellas el presidente de In-N-Out Burger, Rich Snyder, se estrelló varios kilómetros antes del aeropuerto John Wayne en el condado de Orange, California. El avión estaba siguiendo a un Boeing 757 para aterrizar cuando quedó atrapado en la turbulencia de su estela, se inclinó y se estrelló. Como resultado de este y otros incidentes en los que se vieron involucrados aviones que iban detrás de un Boeing 757, la FAA ahora emplea las reglas de separación de aeronaves pesadas para el Boeing 757.
8 de septiembre de 1994: el vuelo 427 de USAir se estrelló cerca de Pittsburgh, Pensilvania . Se cree que este accidente se debió a una turbulencia de estela, aunque la causa principal fue un componente defectuoso del control del timón que hizo que la aeronave reaccionara de manera anormal a las órdenes de control de los pilotos provocadas por la estela.
20 de septiembre de 1999 – Un Gripen JAS 39A del Airwing F 7 Såtenäs se estrelló en el lago Vänern en Suecia durante un ejercicio de maniobras de combate aéreo. Después de atravesar el vórtice de estela del otro avión, el Gripen cambió de rumbo abruptamente. Antes de que el Gripen impactara contra el suelo, el piloto se eyectó del avión y aterrizó sano y salvo en paracaídas en el lago.
8 de julio de 2008 – Un avión de entrenamiento PC-12 de la Fuerza Aérea de los Estados Unidos se estrelló en Hurlburt Field , Florida, cuando el piloto intentó aterrizar demasiado cerca de un helicóptero artillado más grande, el AC-130U Spooky, y quedó atrapado en la turbulencia de estela del avión artillado. Las reglas de la Fuerza Aérea requieren al menos una separación de dos minutos entre aviones pesados de movimiento lento como el AC-130U y aviones pequeños y ligeros, pero el PC-12 siguió al avión artillado por solo unos 40 segundos. Cuando el PC-12 golpeó la turbulencia de estela, de repente giró hacia la izquierda y comenzó a volcarse. El piloto instructor detuvo el giro, pero antes de que pudiera enderezar el avión, el ala izquierda golpeó el suelo, lo que hizo que el avión patinara 669 pies (204 m) a través de un campo antes de detenerse en una pista pavimentada. [14]
3 de noviembre de 2008 – La turbulencia de estela de un Airbus A380-800 provocó la pérdida temporal de control de un Saab 340 al aproximarse a una pista paralela en condiciones de fuertes vientos cruzados. [15]
9 de septiembre de 2012: un avión Robin DR 400 se estrelló tras girar 90 grados en una estela turbulenta provocada por el avión Antonov An-2 que lo precedía . Tres personas murieron y una resultó gravemente herida. [16] [17]
28 de marzo de 2014: un C-130J -30 KC-3803 de la Fuerza Aérea India se estrelló cerca de Gwalior , India, matando a los cinco miembros del personal a bordo. [18] [19] [20] El avión estaba realizando un entrenamiento de penetración a baja altura volando a unos 300 pies (90 m) cuando se topó con una turbulencia de estela de otro avión C-130J que lideraba la formación, lo que provocó que se estrellara. [21] [22]
7 de enero de 2017: un Bombardier Challenger 604 privado dio tres vueltas de campana en el aire y cayó 3000 m (10 000 pies) después de encontrarse con turbulencias de estela cuando pasó a 300 m (1000 pies) por debajo de un Airbus A380 sobre el mar Arábigo. Varios pasajeros resultaron heridos, uno de ellos de gravedad. Debido a las fuerzas G experimentadas, el avión sufrió daños irreparables y, en consecuencia, fue dado de baja. [23]
14 de junio de 2018 – A las 23:29 horas, el vuelo de pasajeros QF94 de Qantas , que se dirigía de Los Ángeles a Melbourne, sufrió una caída libre repentina sobre el océano después del despegue como resultado de un intenso vórtice de estela. El evento duró unos diez segundos, según los pasajeros. La turbulencia fue causada por la estela del vuelo anterior QF12 de Qantas, que había despegado solo dos minutos antes del vuelo QF94. [24]
Medición
La turbulencia de estela se puede medir mediante varias técnicas. Actualmente, la OACI reconoce dos métodos de medición, la tomografía de sonido y una técnica de alta resolución, el lidar Doppler , una solución que ya está disponible comercialmente. Las técnicas que utilizan la óptica pueden utilizar el efecto de la turbulencia en el índice de refracción (turbulencia óptica) para medir la distorsión de la luz que pasa a través del área turbulenta e indicar la intensidad de esa turbulencia.
Un sonido sutil de crujido y crujido provocado por los vórtices de la estela después del paso de un avión. Comienza a los 0'50 y dura hasta el final de la grabación.
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En ocasiones, los observadores en tierra pueden oír la turbulencia de estela, en las condiciones adecuadas. [25] En un día tranquilo, la turbulencia de estela de los aviones pesados en la aproximación al aterrizaje se puede oír como un rugido sordo o un silbido. Este es el núcleo fuerte del vórtice. Si el avión produce un vórtice más débil, la ruptura sonará como si se rasgara un trozo de papel. A menudo, se nota por primera vez unos segundos después de que el ruido directo del avión que pasa haya disminuido. Luego, el sonido se vuelve más fuerte. Sin embargo, al ser altamente direccional, el sonido de la turbulencia de estela se percibe fácilmente como si se originara a una distancia considerable detrás del avión, y su fuente aparente se moviera por el cielo al igual que lo hizo el avión. Puede persistir durante 30 segundos o más, cambiando continuamente de timbre, a veces con notas silbantes y crujientes, hasta que finalmente se desvanece.
En la cultura popular
En la película Top Gun de 1986 , el teniente Pete "Maverick" Mitchell, interpretado por Tom Cruise , sufre dos explosiones causadas por pasar por la estela de otro avión, pilotado por su compañero aviador Tom "Ice Man" Kazansky (interpretado por Val Kilmer ). Como resultado, entra en un trompo irrecuperable y se ve obligado a eyectarse, matando a su RIO Nick "Goose" Bradshaw. [26] En un incidente posterior, queda atrapado en la estela de un caza enemigo, pero logra recuperarse de manera segura.
En la película Pushing Tin , los controladores aéreos se sitúan justo al borde de la pista mientras un avión aterriza para experimentar en primera persona la turbulencia de estela. Sin embargo, la película exagera de forma espectacular el efecto de la turbulencia en las personas que se encuentran en tierra, mostrando a los protagonistas siendo arrastrados por el avión que pasa. En realidad, la turbulencia que se produce detrás y debajo de un avión que aterriza es demasiado suave como para derribar a una persona que se encuentra en tierra. (Por el contrario, la turbulencia producida por un avión que despega puede ser extremadamente peligrosa para las personas que se encuentran detrás del avión).
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Enlaces externos
La capitana Meryl Getline explica "Heavy"
FAA de EE. UU., Manual de información aeronáutica sobre turbulencia de estela
FAA de EE. UU., Glosario de pilotos y controladores, consulte Clases de aeronaves
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