¿Por qué los aviones no pueden volar por encima de la turbulencia? ¿No volaba el Concorde a altitudes donde la turbulencia no era un problema?

Answer 1

La turbulencia experimentada por los aviones puede ser causada por varios fenómenos climáticos diferentes. En general, generalmente se puede rastrear el movimiento de masas de aire diferentes (que viajan a diferentes velocidades, tienen diferentes temperaturas, etc.). Estas condiciones son más prominentes y ocurren con frecuencia en la troposfera (Definición de TROPOSPHERE).

El Concorde “subió por la costa” a altitudes por encima de la Tropopausa mientras quemaba combustible. En realidad, alcanzó su punto máximo a una altitud muy superior a la que puede alcanzar prácticamente cualquier avión no militar, a unos 60,000 pies. El aire a ese nivel tiende a ser bastante uniforme (su temperatura ya no disminuye a medida que aumenta la altitud), por lo que hay una probabilidad mucho menor de que masas de aire con propiedades significativamente diferentes choquen entre sí allí.

La tropopausa en sí varía significativamente en altitud, desde unos 30,000 pies más o menos cerca de los polos hasta más de 55,000 pies cerca del ecuador. Hay muchos aviones que navegan diariamente por el Atlántico Norte entre Europa y América del Norte, y sus cargas pesadas de combustible tienden a dificultarles llegar al aire más suave durante bastante tiempo después del despegue. Como tal, sus rutas tienden a mantenerlos bajos en el régimen (potencialmente) más accidentado desde el principio, pero a medida que se vuelven más ligeros y pueden subir, es más fácil para ellos superar la tropopausa en una ruta polar que para los aviones que siguen al norte / pistas del sur.

Busqué un poco y no pude determinar si la alardeada suavidad del Concorde se había experimentado en su servicio hacia y desde Río de Janeiro; esa ruta siempre habría estado bordeando la parte superior de la tropopausa, y también tenía que pasar por la Zona de Convergencia Intertropical sobre el Océano Atlántico. (El ITCA ofrece paseos notoriamente difíciles para los que están cerca de él … no es sorprendente cuando se considera que es donde nacen las tormentas tropicales y los huracanes del Atlántico).

Answer 2

El Concorde, con un techo de servicio de 60,000 pies, tuvo significativamente menos turbulencia que otros aviones comerciales que vuelan a altitudes más bajas, tan alto y el aire no tiene la densidad necesaria para tener un efecto pronunciado en el vuelo. Habiendo dicho eso, el Concorde ocasionalmente tuvo algunas turbulencias leves durante el crucero.

El Concorde, sin embargo, era una anomolia. La mayoría de los aviones comerciales de hoy se mantienen muy por debajo de la marca de 40,000 pies, y algunos aviones comerciales tienen un techo de servicio más cercano a 50,000. Digamos que está volando en una aerolínea importante y navegando a 35,000 pies (bastante típico): a esta altitud estaría muy por encima de la mayoría de las turbulencias relacionadas con el clima (aunque no todas), pero aún se vería afectado por lo que comúnmente se denomina turbulencia de aire despejado o masas de aire cambiantes (la corriente en chorro tiene un gran impacto en CAT).

Elevar el techo máximo de los aviones comerciales no es tan fácil como parece. Alcanza una altitud donde la velocidad de pérdida de la aeronave (velocidad mínima para mantener el vuelo) está tan cerca de la velocidad máxima que es difícil permanecer en la zona segura. También enfrenta algunos problemas de seguridad en caso de que ocurra una despresurización repentina de la cabina: en esas altitudes, la cantidad de tiempo que llevaría perder la conciencia por falta de oxígeno puede ser menor que el tiempo que le llevaría ponerse la máscara de oxígeno.

Answer 3

Sí, el Concorde solía volar a altitudes de 60000 pies.

Pero hoy, ha entrado una nueva complicación.

La FAA no certificará que una aeronave vuele por encima de los 40000 pies normalmente. A 40000 pies, el tiempo de conciencia útil (TUC) o el tiempo de rendimiento efectivo (EPT) disminuye de 15 a 20 segundos. TUC / EPT es el período de tiempo desde la interrupción del suministro de oxígeno, o la exposición a un ambiente pobre en oxígeno, hasta el momento en que un individuo ya no es capaz de tomar las medidas correctivas y protectoras adecuadas. Cuanto más rápida sea la velocidad de ascenso, peor será el impedimento y más rápido sucederá. (Consulte la Circular de Asesoramiento de la FAA AC61-107B CHG 1, disponible en la red).

La rápida pérdida de la presurización de la aeronave reduce drásticamente el TUC. Como regla general, se puede suponer que el TUC después de la descompresión a altitudes entre 25,000 pies y 43,000 pies se reducirá en un 50 por ciento. Por encima de 43,000 pies, el TUC se reduce al tiempo que tarda la sangre en circular desde el pulmón al cerebro, más cualquier reserva de oxígeno almacenado en el cerebro. Esto es aproximadamente de 9 a 12 s desde el comienzo de una descompresión rápida hasta la pérdida de la capacidad funcional. En algunos casos, la exposición a la hipoxia puede conducir a una reacción de tipo shock que podría reducir aún más el TUC. En cualquier caso, el potencial de deterioro comienza casi de inmediato.

Los medios automáticos estándar para proporcionar oxígeno respiratorio suplementario tras una compresión explosiva (la caída de máscaras de oxígeno frente a los pasajeros desde las unidades superiores) no les dan a los pasajeros suficiente tiempo consciente para ponerse sus máscaras si la descompresión ocurre a más de 40000 pies, siente la FAA.

Antes de 1996, aproximadamente 6,000 grandes aviones de transporte comercial tenían certificación de tipo para volar hasta 45,000 pies (14,000 m) sin tener que cumplir con condiciones especiales de gran altitud. En 1996, la FAA adoptó la Enmienda 25-87, que impuso especificaciones adicionales de presión de cabina a gran altitud para diseños de aeronaves de tipo nuevo. Las aeronaves certificadas para operar a más de 25,000 pies (7,600 m) “deben diseñarse de manera que los ocupantes no estén expuestos a altitudes de presión de cabina superiores a 15,000 pies (4,600 m) después de cualquier condición probable de falla en el sistema de presurización”.

En el caso de una descompresión que resulte de “cualquier condición de falla que no se muestre como extremadamente improbable”, el avión debe estar diseñado de tal manera que los ocupantes no estén expuestos a una altitud de cabina superior a 25,000 pies (7,600 m) durante más de 2 minutos, ni a una altitud superior a 40,000 pies (12,000 m) en cualquier momento.

En la práctica, esa nueva enmienda de las Regulaciones Federales de Aviación impone un límite operativo de 40,000 pies (12,000 m) en la mayoría de las aeronaves comerciales de nuevo diseño.

Los fabricantes de aeronaves pueden solicitar una relajación de esta regla si las circunstancias lo justifican. En 2004, Airbus adquirió una exención de la FAA para permitir que la altitud de la cabina del A380 alcance 43,000 pies (13,000 m) en caso de un incidente de descompresión y exceda los 40,000 pies (12,000 m) por un minuto. Esto permite que el A380 funcione a mayor altitud que otros aviones civiles de nuevo diseño.