¿Cómo funciona el sistema predictivo de cizalladura del viento (PWS) en una aeronave?

El sistema predictivo de cizalladura del viento utiliza el radar meteorológico para detectar dónde hay un cambio Doppler en la precipitación antes del avión. Si se mide un cambio significativo, avisa a los pilotos.

(Por lo general, una ráfaga descendente se extiende cuando llega al suelo y puede provocar un viento cortante. El flujo de aire transporta las partículas húmedas que el radar meteorológico puede medir con él en diferentes direcciones. Cuando estos diferentes componentes de dirección son significativos, es una señal de que hay viento cortante. el sistema advierte a los pilotos de esto con ciertos símbolos que se muestran en sus pantallas de navegación).

Los cambios Doppler ocurren cuando, debido a la velocidad de un objeto, las señales de retorno cambian de frecuencia. Cuando el objeto se aleja, la frecuencia de la señal es menor. Cuando el objeto se mueve hacia ti, la frecuencia de la señal es mayor.

El famoso ejemplo de este efecto es cuando una ambulancia te pasa. El sonido es agudo (frecuencia más alta) cuando se mueve hacia ti y cambia a un tono bajo (frecuencia más baja) cuando te pasa y se aleja. Esto no solo es válido para el sonido sino también para la radiación electromagnética, que es utilizada por el radar meteorológico.

El PWS lleva a cuestas en el radar meteorológico por lo tanto.

(Un radar meteorológico envía una señal electromagnética que se devuelve cuando golpea las gotas de agua. Las señales devueltas cambian de frecuencia cuando estas gotas tienen un cierto componente de velocidad horizontal. La precipitación que se aleja estira las ondas electromagnéticas y disminuye la frecuencia de la señal devuelta. La precipitación se mueve hacia usted comprime la señal y aumenta así la frecuencia medida).

Por supuesto, no tiene sentido medir todas estas millas y millas por delante en áreas donde el avión nunca volará, y dar advertencias a los pilotos a la derecha y al centro. Solo las amenazas inmediatas son lo suficientemente graves como para alertar a los pilotos. Por lo general, hay “sobres”, donde el PWS dará una advertencia: por ejemplo, si ocurre dentro de 5 millas náuticas y por debajo de 1500 pies. Estos números pueden diferir en los diferentes tipos, pero se reduce a: solo advertir a los pilotos cuando puede ser un peligro grave; de ​​lo contrario, cállate.

(Diferentes colores, diferentes símbolos y diferentes niveles de advertencia aparecen para los pilotos dependiendo de en qué parte del “sobre” el PWS mide la cortavientos. En un A330 / A340 dentro de 5 NM y por debajo de 1500 pies, los pilotos reciben un aviso, incluso aunque el sistema mide hasta 2300 pies. Dentro de 3 NM y por debajo de 1200 pies esto se convierte en una advertencia ámbar, elevando el nivel de alerta. Dentro de 1.5 NM se convierte en una advertencia roja, lo que significa un peligro inminente).

El sistema difiere de un sistema de alerta de cizalladura de viento REACTIVO en que PWS usa el radar meteorológico mientras que el sistema de advertencia de WS REACTIVO usa otros sistemas que miden el estado de energía de la aeronave.

Debido a que depende de los cambios de precipitación Doppler y del radar meteorológico, este sistema tiene limitaciones: no detectará viento cortante en aire seco porque no hay precipitación que refleje la señal del radar meteorológico. Además, ciertas cizallas direccionales verticales pueden no medirse y no aparecerán como advertencias. Por supuesto, no hace falta decir que PWS tampoco funciona en un radar meteorológico roto.

(Las cizallas de viento seco no se mostrarán en un PWS. Además, la naturaleza del sistema mide los cambios doppler horizontales. Las cizallas direccionales verticales no activarán una alarma. Solo se mostrará un cambio horizontal húmedo).

Por otro lado, el peligro real en la cizalladura del viento está en la aproximación, el aterrizaje o el despegue y la escalada, no tanto a velocidades y altitudes de crucero.

En el crucero, una cizalladura del viento causará un fuerte golpe, comúnmente conocido como Turbulencia de aire despejado. Te asustará y siempre derramará tu bebida. Puede causar una gran pérdida de altitud y puede ser lo suficientemente grave como para dañar un avión. Pero el avión, si no está dañado, generalmente tiene suficiente energía y poder para salir del WS.

Pero en cualquier escenario de aterrizaje o despegue, un encuentro con viento cortante puede estrellar un avión. El avión está en un estado muy vulnerable; baja velocidad, baja altitud, y si aterriza, baja potencia. El piloto puede no tener ninguna habilidad para volar fuera de un WS.

Este es el por qué.

En un evento de WS en frente del avión, la micro ráfaga envía una ráfaga de viento a la ruta de vuelo del avión. Ese viento en contra tiende a levantar el avión y reducir la velocidad. El piloto morderá un poco y también reducirá la potencia para contrarrestar el levantamiento.
La desaceleración acercará el avión a su velocidad de pérdida.

Luego, el avión, más lento y con menos potencia, vuela hacia el otro lado de la micro explosión, o un viento de cola. Momentum lo lleva hacia adelante, pero el viento de cola reduce el levantamiento y acerca el avión si no por debajo de su velocidad de pérdida.

Si no hay suficiente altitud, el avión no tiene posibilidad de recuperarse y se estrellará.

No existe una acción de recuperación real ante una microburst severa.
La precaución correcta, especialmente al aterrizar en clima tormentoso con tormentas eléctricas cercanas es llevar energía adicional y estar un poco alto para aterrizar para dar un margen de recuperación adicional.