Protección de la Envolvente de Vuelo (FEP): Pérdida, Overspeed y Límites G

022-08-03Pablo Asensio Martínez2026-03-272 min

Concepto y Propósito

Los sistemas de Flight Envelope Protection (FEP) sirven para monitorizar y restringir los parámetros de vuelo de la aeronave asegurando que permanezcan dentro de los límites estructurales y aerodinámicos seguros.

  • Objetivo: Permitir al piloto usar todas las capacidades del avión sin miedo a entrar en un estado inseguro (pérdida, exceso de carga, exceso de velocidad).
  • Implementación:
    • Aviones Convencionales: A menudo limitado a advertencias (Stick Shaker) o intervenciones mecánicas simples (Stick Pusher). La acción correctiva depende en gran medida del piloto.
    • Aviones Fly-By-Wire (FBW): Los Computadores de Control de Vuelo (FCC) procesan las entradas del piloto y evitan activamente que las superficies de control se muevan de forma que excedan los límites. Esto se conoce como "Protección Dura" (Hard Protection).

Protecciones Clave

  1. Protección de Pérdida (Alto Ángulo de Ataque - AoA)

    • Advertencia: Stick Shaker (vibra la columna para simular el bataneo pre-pérdida).
    • Prevención (Convencional): Stick Pusher (mecánicamente empuja el morro abajo).
    • Prevención (FBW):
      • Alpha Prot: El sistema comanda activamente morro abajo para evitar que el AoA aumente.
      • Alpha Floor: El Autothrust comanda automáticamente potencia TO/GA si el AoA es crítico.
      • Alpha Max: El avión no puede exceder el AoA máximo incluso con la palanca totalmente atrás.

  2. Protección de Exceso de Velocidad (Overspeed)

    • Previene exceder $V_{MO}$ (Velocidad Operativa Máxima) o $M_{MO}$ (Mach Operativo Máximo).
    • Acción:
      • Inhibe el trim de morro abajo.
      • Comanda una maniobra de pitch-up (morro arriba) para cambiar velocidad por altitud.
      • Reduce el empuje (si A/THR está activo).
    • Override: En escenarios de descenso de emergencia, los pilotos pueden necesitar anular protecciones "suaves", pero las "duras" suelen permanecer para evitar daños estructurales.

  3. Protección de Actitud (Cabeceo y Alabeo)

    • Límites de Pitch: Previene actitudes excesivas de morro arriba (riesgo de pérdida) o morro abajo (picado) (ej. +30° / -15°).
    • Límites de Bank: Previene alabeos excesivos (riesgo de espiral), típicamente limitado a 67° en ley normal FBW. Si se suelta la palanca, el avión retorna a un ángulo estándar (ej. 33°).

  4. Protección de Factor de Carga (G-Load)

    • Previene sobreesfuerzos en la estructura (sobrecarga).
    • Limita las Gs comandadas (ej. Configuración limpia: +2.5g a -1.0g).

Protección Suave vs. Dura

  • Protección Suave (Soft): Retorna el avión a la envolvente segura o advierte al piloto, pero puede ser anulada (overridden) aplicando más fuerza a los controles.
  • Protección Dura (Hard): No puede ser anulada por el piloto en Ley Normal. El computador limita estrictamente la deflexión de las superficies para mantenerse dentro de la envolvente.

Nota: En caso de fallos de sistema (pérdida de sensores, fallo de computador), los sistemas FBW pueden revertir a Ley Alternativa o Ley Directa, donde algunas o todas las protecciones se pierden, dejando solo estabilidad básica o control directo.