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2 DESARROLLO DE LA SECCI ÓN.

Esta sección está dedicada a los inst rum entos básicos de un aeroplano. Práct icam ente todos los aviones cuentan con estos inst rum entos, m ás o m enos m odernizados tecnológicam ente, puesto que son im prescindibles para volar de form a eficiente y segura. El conocim iento de este inst rum ental es absolutam ente necesario para el piloto. Existen m ás inst rum entos que los presentados en esta sección. No obstante, parece m ás didáct ico incluir los según el sistem a al cual correspondan (p.ejem plo: el indicador de RPM se incluye en el capítulo sistem a m otor) o según su funcionalidad (p.ejem plo: VOR, ADF, etc... se detallan en la sección de navegación) .

El proposito perseguido a la hora de m ost rar el "despiece" de los inst rum entos es el de proporcionar al lector una m ejor com prensión de su funcionam iento. Con la velocidad que avanza la tecnología, es m uy posible que estos "despieces" estén obsoletos antes de publicarse, sin em bargo los pr incipios de funcionam iento siguen siendo los m ism os o al m enos sim ilares. No prestar m ucha atención a los detalles de los "despieces" sino a com o y porqué funcionan los inst rum entos.

2.1 GENERALI DADES. 2.2 I NSTRUMENTOS BÁSI COS DE VUELO. 2.2.1 Sistem a de pitot y estát ica. 2.2.2 Propiedades giroscópicas. 2.3 ALTÍ METRO. 2.3.1 Pr incipios de operación. 2.3.2 Const rucción. 2.3.3 Lectura del alt ím et ro. 2.3.4 Presiones referenciales. 2.3.5 Calaje del alt ím et ro. 2.3.6 Tipos de alt itud. 2.4 VARI ÓMETRO. 2.4.1 Pr incipios de operación. 2.4.2 Const rucción. 2.4.3 Lectura del var ióm etro. 2.4.4 Errores de lectura. 2.5 ANEMÓMETRO. 2.5.1 Pr incipios de operación. 2.5.2 Const rucción. 2.5.3 Lectura del anem óm etro. 2.5.4 Nom enclatura de velocidades. 2.5.5 Códigos de colores. 2.6 I NDI CADOR DE ACTI TUD. 2.6.1 Const rucción. 2.6.2 Lectura. 2.7 I NDI CADOR DE DI RECCI ÓN. 2.7.1 Const rucción.

2.7.2 Lectura.

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2.8 I NDI CADOR DE VI RAJE Y COORDI NACI ÓN. 2.8.1 Velocidad angular de viraje. 2.8.2 I ndicador de viraje. 2.8.3 Lectura del indicador de viraje. 2.8.4 Coordinador de viraje o bola. 2.8.5 Resbale y derrape. 2.9 BRÚJULA. 2.9.1 Magnet ism o. 2.9.2 Const rucción. 2.9.3 Declinación. 2.9.4 Errores en la lectura de la brújula. 2.9.5 I ndicador de dirección y brújula.

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2 .1 GENERALI DADES.

Una de las cosas que m ás sorprenden a los no iniciados en esta pasión de volar, es la cant idad de " relojes" , indicadores, palancas e interruptores que hay en la cabina de un avión. A pesar de que en este aspecto los aviones norm alm ente em pleados en inst rucción básica son "espartanos", com parados con los aviones com erciales, la pr im era vez que se asom a uno a la cabina se t iene la sensación de no poder "diger ir" todo aquello.

Un poco de ánim o. Hay casi m ás botones en un program a inform át ico de uso "dom ést ico" que en la cabina de un avión de los em pleados habitualm ente en inst rucción. Personalm ente, llevo volando desde hace unos 4 años, y se m e hace m ás sencillo aprender a m anejar los botones y palancas de los aviones en que he volado, que los botones de los program as inform át icos actuales, a pesar de llevar en esta ot ra faceta m ás de 30 años.

Un poco de ayuda. La disposición de los inst rum entos en el panel t iene una disposición estándar, establecida por la OACI , de form a que perm ita una lectura rápida y eficaz de todos ellos, y para facilitar a los pilotos el paso de un t ipo de avión a ot ro. Adem ás, esta disposición perm ite realizar un chequeo "cruzado" de inst rum entos con relat iva facilidad.

Los inst rum entos a bordo proporcionan a la t r ipulación la inform ación adecuada para la vigilancia y cont rol del rendim iento del avión, el funcionam iento de sus sistem as y su posición en el espacio. El piloto debe aprender a interpretar esta inform ación, reconocer su m al funcionam iento, si existe posibilidad o no de reparación en vuelo, y que posibles lim itaciones pueden surgir en caso de fallo.

Por razones didáct icas, es necesario agrupar o clasificar de alguna m anera estos inst rum entos. La m ayoría de los libros y m anuales de inst rucción suelen clasificar los inst rum entos por su función: inst rum entos de vuelo, de navegación, de m otor, de ot ros sistem as, etc...

En los siguientes capítulos de esta sección, verem os los inst rum entos básicos de vuelo. Los inst rum entos de ayuda a la navegación y los relat ivos a cada uno de los sistem as se explicarán en sus correspondientes secciones.

Sum ario:

• La disposición de los inst rum entos en el panel t iene una dist r ibución estándar. • Los inst rum entos sirven al piloto para vigilar y cont rolar el rendim iento del avión, el

funcionam iento de los sistem as, y su posición en el espacio. • Los inst rum entos se suelen clasificar por su función: de vuelo, de navegación, de

m otor, etc...

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2 .2 I NSTRUMENTOS BÁSI COS DE VUELO.

Los inst rum entos básicos de vuelo son aquellos que nos inform an de la altura y velocidad del avión, su act itud con respecto al suelo sin necesidad de tom ar referencias, si está en ascenso, descenso o nivelado, y en que dirección vuela.

Estos inst rum entos básicos, salvo la brújula, se suelen dividir en dos grupos: los que m uest ran inform ación basándose en las propiedades del aire (anem óm etro, alt ím et ro, y var ióm et ro) y los que se basan en propiedades giroscópicas ( indicador de act itud, indicador de giro/ viraje, e indicador de dirección) . Cada uno de estos inst rum entos t iene su capítulo correspondiente dent ro de esta sección, pero antes es conveniente com prender que se ent iende por propiedades del aire y propiedades giroscópicas.

2 .2 .1 Sistem a de pitot y estát ica.

Com o verem os en el capitulo correspondiente a cada uno de ellos, los inst rum entos basados en las propiedades del aire realm ente m iden presiones, absolutas o diferenciales, que convenientem ente calibradas, nos ofrecen t raducidas en form a de pies de altura, pies por m inuto, o nudos de velocidad. El sistem a de pitot y estát ica es el que se encarga de proporcionar las presiones a m edir, y los inst rum entos conectados a este sistem a son: alt ím et ro, var ióm et ro y anem óm etro.

Para su correcto funcionam iento, estos inst rum entos necesitan que se les proporcione la presión estát ica, la presión dinám ica, o am bas. Estos dos t ipos de presión definen los com ponentes pr incipales de este sistem a: el disposit ivo de recogida de presión de im pacto (pitot ) y sus conducciones, y el disposit ivo que recoge la presión estát ica con sus respect ivas conducciones.

En los aeroplanos ant iguos, la recogida de am bas presiones se realizaba en un m ism o disposit ivo (pitot ) , pero hoy en día lo habitual es que am bas fuentes estén separadas.

El tubo de pitot . Consiste en un tubo sencillo u ot ro disposit ivo sim ilar, de tam año no m uy grande, que suele estar m ontado, enfrentado al viento relat ivo, en el borde de ataque o debajo del ala, aunque en ciertos aeroplanos está colocado en el m orro del avión o en el estabilizador vert ical. Esta localización le pone a salvo de perturbaciones o turbulencias causadas por el m ovim iento del avión en el aire. Este disposit ivo, t iene un pequeño agujero en la punta para recoger la presión de im pacto, que debe perm anecer siem pre libre de cualquier im pureza ( insectos, etc..) que lo obst ruya. Suele tener un pequeño or ificio en la parte de abajo para facilitar su lim pieza.

No es recom endable soplar este tubo para lim piar lo, pues esto podría causar daño a los inst rum entos.

Cuenta tam bién con una resistencia, accionable con un interruptor desde la cabina (pitot heat ) , que al calentarse im pide la creación de hielo cuando se vuela en condiciones atm osfér icas que propician su form ación. Siem pre que se vaya a ent rar en condiciones de hum edad visible, es conveniente conectar la calefacción del pitot para prevenir la form ación de este hielo, y una vez desaparecidas estas condiciones, desconectar la para evitar desgastes y falsas indicaciones debido a la tem peratura.

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Las tom as estát icas. Com o su propio nom bre indica, tom an la presión del aire libre en que se m ueve el avión. Son unos or ificios, protegidos por alguna rej illa o sim ilar, que norm alm ente están situados en el fuselaje porque es donde sufren m enos perturbaciones. Lo usual es que estas tom as sean dobles, una a cada lado del fuselaje, y sus conducciones se conecten en form a de Y en una sola para com pensar posibles desviaciones, sobre todo en los virajes ceñidos en que una tom a recibe m ayor presión estát ica que ot ra. Estas tom as, salvo en aviones capaces de volar en zonas de m uy baja tem peratura, no necesitan de protección ant ihielo debido a su ubicación. I gual que el tubo pitot deben m antenerse lim pias de im purezas.

2 .2 .2 Propiedades giroscópicas.

Un giróscopo es un aparato en el cual una m asa que gira velozm ente alrededor de su eje de sim et ría, perm ite m antener de form a constante su or ientación respecto a un sistem a de ejes de referencia. Cualquier cuerpo som et ido a un m ovim iento de rotación acusa propiedades giroscópicas, por ejem plo una peonza. Las propiedades giroscópicas fundam entales son: r igidez en el espacio y precesión.

La r igidez en el espacio se puede explicar por la 1ª Ley del Movim iento de Newton, que dice: "Un cuerpo en reposo t iende a estar en reposo, y un cuerpo en m ovim iento t iende a perm anecer en m ovim iento en línea recta, salvo que se le aplique una fuerza externa". Siem pre y cuando tenga suficiente velocidad, la fuerza de inercia que genera la peonza la hace girar erguida incluso si inclinam os la superficie sobre la cual gira, ofreciendo una gran resistencia a los intentos de volcar la o forzar su inclinación.

La segunda propiedad -precesión- es la respuesta del objeto cuando se le aplica una fuerza deflect iva en algún borde. Volviendo a la peonza, es la reacción de esta cuando en su rápido giro la tocam os en uno de sus bordes. El resultado de esta reacción es com o si el punto de aplicación de la fuerza estuviera desplazado 90º en el sent ido de giro del objeto. La precesión es inversam ente proporcional a la velocidad de giro (a m ayor velocidad m enor precesión) y directam ente proporcional a la cant idad de fuerza de deflexión aplicada.

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A la hora de fabricar un giróscopo, se procura que el elem ento girator io este const ruido con un m ater ial pesado o de m uy alta densidad, con su m asa repart ida de form a uniform e y que adem ás rote a gran velocidad con el m ínim o posible de resistencia por fr icción.

Este elem ento girator io se m onta sobre un sistem a de ejes que confieren al giróscopo dist intos grados de libertad de m ovim ientos, siendo el m ás com únm ente ut ilizado el denom inado m ontaje universal, en el cual el giróscopo es libre de m overse en cualquier dirección sobre su cent ro de gravedad. Un giróscopo de este t ipo se dice que t iene t res planos o t res grados de libertad.

Debido a sus cualidades, los giróscopos proporcionan unos planos fij os de referencia, planos que no deben var iar aunque cam bie la posición del avión. Gracias a esto, el piloto dispone de inst rum entos que le proporcionan la posición espacial del avión con respecto a dist intos ejes o planos de referencia. Estos inst rum entos son: indicador de act itud tam bién llam ado "horizonte art if icial" , indicador de giro y virajes denom inado tam bién "bastón y bola" , e indicador de dirección.

El rápido m ovim iento girator io del rotor de los giróscopos se puede obtener por vacío o por un sistem a eléct r ico. En algunos aviones todos los giróscopos se act ivan con el m ism o sistem a (vacío o eléct r ico) ; en ot ros, el sistem a de vacío opera sobre el indicador de act itud y el indicador de dirección m ient ras el indicador de viraje es operado por el sistem a eléct r ico. El sistem a de vacío o succión se logra por m edio de una bom ba m ovida por el m otor, cuya capacidad y tam año dependerá de la cant idad de giróscopos del avión. Mediante este vacío se insufla una corr iente de aire sobre los alabes del rotor que hace que este gire velozm ente com o una turbina.

La presión de vacío o succión necesaria para el buen funcionam iento de los inst rum entos suele var iar ent re 4" y 5" . En el panel de inst rum entos se dispone de un indicador que m uest ra la cant idad de succión de este sistem a. Una baja succión durante un periodo extendido de t iem po puede indicar un fallo del regulador de vacío, suciedad en el sistem a o un escape en el m ism o. Si el sistem a falla por cualquier razón el indicador t iende a caer a cero, y los inst rum entos que se nut ren de est e sistem a fallarán. El problem a es que el efecto es gradual y puede no ser notado por el piloto durante algún t iem po.

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El sistem a de giro-succión solo es ut ilizable por debajo de 30.000 pies y con tem peraturas por encim a de -35º F por lo cual los aviones com erciales que vuelan por encim a de esa alt itud suelen estar equipados con giróscopos eléct r icos.

Sum ario:

• Los inst rum entos básicos de vuelo, excepto la brújula, se clasifican en inst rum entos basados en las propiedades del aire e inst rum entos basados en giróscopos.

• El alt ím et ro, el var ióm et ro y el anem óm etro se basan en las propiedades del aire. • El indicador de act itud, el indicador de viraje y el indicador de dirección se basan en

giróscopos. • El sistem a de pitot y estát ica provee las presiones necesarias, por m edio del pitot y las

tom as estát icas, a los inst rum entos conectados a este sistem a. • Las pr incipales propiedades giroscópicas son: r igidez en el espacio y precesión. • Los giróscopos suelen constar de un rotor hecho de un m ater ial pesado y con su m asa

bien equilibrada, m ontado sobre un sistem a de ejes que le confieren var ios grados de libertad.

• Los rotores de los giróscopos se hacen girar por succión, eléct r icam ente, o por am bos m edios.

• Un m edidor ubicado en el panel de inst rum entos indica el estado del sistem a de succión.

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2 .3 ALTÍ METRO.

El alt ím et ro m uest ra la altura a la cual está volando el avión. El hecho de que sea el único aparato que indica la alt itud del aeroplano hace del alt ím et ro unos de los inst rum entos m ás im portantes. Para interpretar su inform ación, el piloto debe conocer sus pr incipios de funcionam iento y el efecto de la presión atm osfér ica y la tem peratura sobre este inst rum ento.

2 .3 .1 Pr incipios de operación.

El alt ím et ro es sim plem ente un baróm et ro aneroide que, a part ir de las tom as estát icas, m ide la presión atm osfér ica existente a la altura en que el avión se encuent ra y presenta esta m edición t raducida en alt itud, norm alm ente en pies. Su pr incipio de operación se basa en una propiedad de la atm ósfera vista en el capítulo 1, " la presión dism inuye con la altura" .

2 .3 .2 Construcción.

El alt ím et ro consiste en una caja cilíndr ica, dent ro de la cual hay una o m ás cápsulas aneroides hechas con una fina capa de m etal, por ejem plo cobre, a m odo de m em branas herm ét icas, y taradas con una presión estándar. Una tom a conectada al sistem a de estát ica perm ite la ent rada de la presión atm osfér ica dent ro de la caja, presión que aum enta o dism inuye conform e el avión desciende o asciende respect ivam ente. Así pues, la diferencia de presión ent re la caja y el inter ior de las cápsulas aneroides, provoca que estas últ im as se dilaten o cont raigan, m ovim iento que, adecuadam ente calibrado, se t ransm ite m ecánicam ente a un sistem a de var illas y engranajes que hacen m overse las agujas del alt ím et ro.

El frontal visible del alt ím et ro consta de una esfera con un dial num erado, unas agujas indicadoras, y una ventanilla de calibración ent re los núm eros 2 y 3 (ventana de Kollsm an) que se ajusta con un botón girator io situado en el lateral.

Este t ipo de alt ím et ro sencillo es el m odelo habitual en los aeroplanos ligeros, pero hay alt ím et ros m ás precisos y sofist icados. Algunos presentan la inform ación en form a digital; ot ros t ienen un disposit ivo que m ediante procedim ientos elect rónicos codifica la alt itud y la t ransm ite a los radares de las estaciones en t ierra ( torres y cent ros de cont rol) ; ot ros han sust ituido el sistem a de var illas y engranajes por disposit ivos elect rónicos; etc.

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2 .3 .3 Lectura del a lt ím etro. Generalm ente, el dial está graduado con núm eros que van de 0 a 9 en el sent ido de las agujas del reloj , con divisiones interm edias de 20 en 20 pies. Aunque su lectura no debería presentar ninguna dificultad, se debe prestar atención a la form a en que se m uest ra la alt itud, debido a que puede hacerse m ediante agujas (dos o t res) , m ediante contadores, o de form a m ixta. Si el alt ím et ro t iene dos agujas, que es lo habitual en aviones ligeros, la m enor indica m iles de pies y la m ayor centenas de pies; una indicación en form a de cuña es visible a alt itudes por debajo de 10000 pies e invisible por encim a de esa alt itud. Si t iene t res agujas, la m ás pequeña indica decenas de m iles, la interm edia m iles y la m ayor centenas de pies. Si el alt ím et ro presenta la altura solo m ediante agujas indicadoras, se deben leer estas de m enor a m ayor tam año, com o un reloj .

2 .3 .4 Presiones referenciales.

Según hem os visto, el alt ím et ro presenta en unidades de alt itud los cam bios de presión de la atm ósfera real respecto a la presión según la atm ósfera t ipo con que están calibradas las cápsulas aneroides. Con esta prem isa, este inst rum ento solo m ost raría la alt itud correcta si los valores atm osfér icos coincidieran con los de la atm ósfera t ipo. Pero com o es bastante im probable que las condiciones reales coincidan con las estandar, adem ás de que estas condiciones cam bian cont inuam ente y son dist intas de un lugar a ot ro, el alt ím et ro sería poco fiable y el vuelo se haría arr iesgado si no fuera por la posibilidad de ajustar lo y com pensarlo para situaciones no estándar.

Este ajuste se hace m ediante el botón de reglaje, que perm ite seleccionar una presión de referencia que se irá m ost rando en la ventanilla de calibración a m edida que se gira el botón. La escala m ost rada en esta ventana puede estar graduada en m ilibares, en pulgadas de m ercurio o am bas. Al seleccionar una presión de referencia, en realidad se está ajustando la m arcación de las agujas a la dilatación que en ese m om ento t ienen las cápsulas aneroides en condiciones de atm ósfera real. Un sim il: para que un reloj m arque la hora correcta, pr im ero hay que ponerlo en hora, es decir ajustar las m anillas con la m aquinaria que las m ueve, en base a la hora real.

Y ahora una buena pregunta ¿com o sabem os que presión de referencia seleccionar en el alt ím et ro?.

La m ayoría de los aeródrom os y todas las estaciones de seguim iento en t ierra disponen de aparatos que m iden la presión atm osfér ica. Puest o que la altura de la estación es fij a, aplicando una sencilla regla ( la presión decrece 1" por cada 1000 pies o 110 m ilibares por cada 1000 m et ros) "deducen" la presión al nivel del m ar; cuando un piloto establece contacto, se le com unica esta presión deducida.

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Los dist intos t ipos de presión referencial que podem os colocar en la ventanilla del alt ím et ro son:

QNH. Presión al nivel del m ar deducida de la existente en el aeródrom o, considerando la atm ósfera con unas condiciones estándar, es decir sin tener en cuenta las desviaciones de la tem peratura real con respecto a la estándar. Esta presión de referencia es la m ás ut ilizada por los pilotos (al m enos en España) y norm alm ente las torres de cont rol y las estaciones de seguim iento nos darán la presión QNH. La ut ilidad de esta presión de referencia se debe a que en las cartas de navegación y de aproxim ación a los aeródrom os, las alt itudes (de t ráfico, de circuito con fallo de radio, obstáculos, balizas, etc...) se indican respecto al nivel del m ar. Con esta presión de referencia, al despegar o aterr izar el alt ím et ro debería indicar la alt itud real del aeródrom o.

QNE. Presión estándar al nivel del m ar. Por encim a de una determ inada alt itud denom inada de t ransición (norm alm ente 6000 pies) los reglam entos aéreos establecen que todos los aviones vuelen con la m ism a presión de referencia. Esta presión, 29,92" o 1013 m ilibares, es la correspondiente a la atm ósfera t ipo al nivel del m ar. De esta m anera, cualquier cam bio en las condiciones atm osfér icas afectan por igual a todos los aviones, garant izando la altura de seguridad que los separa.

QFE. Presión atm osfér ica en un punto de la corteza terrest re. No ut ilizada en la práct ica, al m enos en España. Si calam os el alt ím et ro con la presión QFE que nos dé un aeródrom o, este m arcará 0 al despegar o aterr izar en el m ism o.

QFF. Presión al nivel del m ar, deducida de form a sim ilar a la QNH pero teniendo en cuenta los gradientes de presión y tem peratura reales en vez de los de la atm ósfera estándar. Práct icam ente no se ut iliza.

2 .3 .5 Calaje del a lt ím etro.

Una vez calado el alt ím et ro con el QNH al despegar de un aeródrom o, es razonable pensar que las condiciones atm osfér icas no cam biarán m ucho en un determ inado radio de vuelo, pero esto no garant iza nada y m ucho m enos a m edida que nos alejam os del aeródrom o. Por ello, es sensato m antener una altura suficiente que perm ita sortear los obstáculos en nuest ra ruta con seguridad.

Este hecho es m ás relevante todavía si volam os de una zona de altas presiones o tem peraturas a ot ra zona de bajas presiones o tem peraturas. Se debe tener en cuenta que:

• Con una m ism a presión de referencia ajustada en el alt ím et ro, al volar de un lugar cálido a ot ro m ás fr ío, en este últ im o lugar el alt ím et ro m arcará una alt itud m ayor que la real de vuelo. El m ism o efecto se produce al volar de una zona de altas presiones a ot ra de bajas presiones. Volar de un sit io fr ío a ot ro m ás cálido, o de una zona de bajas presiones a ot ra de altas presiones produce el efecto inverso.

• Con el alt ím et ro calado a 29,92" o 1013 m b., si la presión real es baja el alt ím et ro m arcará m ás altura que la real, y si la presión es alta el alt ím et ro m arcará de m enos.

• Con ese m ism o calaje, si la tem peratura es m enor que la estándar el alt ím et ro m arcará m ás altura que la real y si la tem peratura es m ayor m arcará m enos.

• La regla nem otécnica a tener presente es m uy sencilla: En una zona de baja o m enor tem peratura o presión volam os m ás bajo de lo indicado; en una de alta o m ayor tem peratura o presión volam os m ás alto.

BAJA/ MENOR: volam os m ás bajo; ALTA/ MAYOR: volam os m ás alto.

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Por ejem plo, tal com o m uest ra la fig.2.3.5, supongam os el alt ím et ro calado en el despegue con un QNH de 30.22" que supone altas presiones en ese área. Se sube a una alt itud de 3000 ft . y t rás un t iem po de vuelo el avión se aproxim a a un dest ino afectado por bajas presiones. Si el piloto no cam bia el calaje del alt ím et ro, este interpreta (com o siem pre) la presión m ás baja del lugar com o m ayor alt itud y por tanto, señala una altura m ayor (3000 ft .) que la real del avión sobre el nivel m edio del m ar (2000 ft .) lo cual puede com prom eter el sortear obstáculos adem ás de que puede resultar peligroso encont rarnos con ot ros aviones, o que ot ros aviones se encuent ren con nosot ros, a una altura inesperada debido a la dist inta calibración de los alt ím et ros. Recuerde el dicho: "Desde alto a bajo, m ira debajo".

Para m ayor seguridad en vuelo, a lo largo de una ruta se debe usar el ajuste de alt ím et ro QNH que corresponda a la estación m ás cercana en un radio de 100 m illas.

Cuando el alt ím et ro está calado con QNH, en las com unicaciones con estaciones o torres de aeropuertos hablam os de alt itudes de vuelo (4500 pies, 5000 pies, . . .) .

Existe una determ inada alt itud, denom inada alt itud de t ransición , que es actualm ente de 6000 pies en todos los aeropuertos españoles excepto en Granada que es de 7000, por encim a de la cual se debe calar el alt ím et ro con QNE. Con esta presión de referencia en el alt ím et ro se habla de niveles de vuelo. El nivel de vuelo es la alt itud m arcada por el alt ím et ro sin las dos cifras finales (7500 pies = Nivel 75; 10000 pies = Nivel 100...) .

La línea de 6000 pies llam ada alt itud de t ransición cuando se está en ascenso, se denom ina nivel de t ransición en descenso. Por debajo del nivel de t ransición lo apropiado es ajustar el alt ím et ro con el QNH.

2 .3 .6 Tipos de a lt itud.

Debido al funcionam iento del alt ím et ro y a las diferentes presiones de referencia que se pueden poner, se ent iende por alt itud a la distancia vert ical existente ent re el avión y un punto o nivel de referencia. Puesto que hay varios niveles de referencia tam bién hay varios t ipos de alt itud. Las alt itudes habitualm ente definidas en los m anuales son:

• Alt itud indicada. Es la leída directam ente del alt ím et ro. Si está calado con el QNH, la alt itud indicada será aproxim adam ente igual a la alt itud del avión sobre el nivel m edio del m ar (MSL) .

• Alt itud verdadera. O alt itud real, es la alt itud real sobre el nivel del m ar. La alt itud de aeropuertos, m ontañas, obstáculos, etc.. en las cartas se dan en alt itud verdadera.

• Alt itud absoluta. Distancia vert ical real ent re el avión y la t ierra. • Alt itud de presión. Alt itud leída del alt ím et ro calado con QNE.

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• Alt itud de densidad. Alt itud de presión corregida con la desviación de tem peratura no estándar. Conocer la alt itud de densidad es necesario para determ inar cuánta pista es necesaria para despegar y aterr izar, así com o la velocidad de ascenso, sobre todo en días calurosos y húm edos en aeropuertos con una alt itud considerable sobre el nivel m edio del m ar.

• Alt itud determ inada por radar. Los aviones com erciales están equipados con radioalt ím et ros que indican la alt itud absoluta, la cual sirve a los pilotos para determ inar la alt itud de decisión en las fases finales de aproxim ación y aterr izaje, especialm ente cuando el techo y la visibilidad son bajos.

Notas:

Cuando se vuela sobre terreno de altas m ontañas, ciertas condiciones atm osfér icas pueden causar que el alt ím et ro indique una alt itud de hasta 1000 pies m ayor que la realidad; en estos casos conviene ser generoso con los m árgenes de seguridad que nos concedam os.

La cont racción/ expansión de las cápsulas aneroides sigue el r itm o del cam bio de presión según la atm ósfera t ipo, por lo que ajustar el alt ím et ro con una presión de referencia NO significa que este com pense autom át icam ente las posibles irregular idades atm osfér icas a cualquier altura, part icularm ente los cam bios de tem peratura no estándar.

Sum ario.

• El alt ím et ro es un baróm et ro que m uest ra los cam bios de presión t raducidos en alt itud, norm alm ente pies.

• Su funcionam iento se basa en la propiedad de que la presión atm osfér ica es inversam ente proporcional a la altura: "a m ayor altura m enor presión y viceversa"

• La presión recibida por el alt ím et ro proviene de las tom as estát icas. • Las cápsulas aneroides del alt ím et ro se expanden/ cont raen en función de los cam bios

de presión, t ransm it iendo estos cam bios a un sistem a de var illas y engranajes que m ueven los indicadores de alt itud.

• La alt itud se puede presentar de diversas m aneras: agujas, digital, contadores, etc... • En la ventanilla de Kollsm an se m uest ra la presión de referencia seleccionada con el

botón de ajuste, en pulgadas de m ercurio, m ilibares, o am bas. • Las presiones referenciales m ás ut ilizadas son: QNH y QNE. • Hay var ios t ipos de alt itud según la presión referencial ut ilizada: alt itud indicada, alt itud

verdadera, alt itud absoluta, alt itud de presión, alt itud de densidad, . . . Las usadas norm alm ente son la alt itud indicada y la alt itud de presión.

• Cuando se vuela de una zona de alta presión o tem peratura a ot ra zona de baja presión o tem peratura, en esta últ im a zona el avión vuela m ás bajo de lo que m arca el alt ím et ro. Recordar "de alto a bajo m ira debajo" .

• Si el vuelo es de una zona de baja a ot ra de alta, en esta últ im a el avión está volando m ás alto de lo que indica el alt ím et ro.

• La regla nem otécnica es: BAJA/ MENOR: volam os m ás bajo; ALTA/ MAYOR: volam os m ás alto.

• La altura de t ransición en la m ayoría de los aeropuertos españoles es de 6000 pies. • Por encim a de la alt itud de t ransición se ajusta el alt ím et ro con QNE. Por debajo del

nivel de t ransición se ajusta con el QNH. • Con presión QNH en el alt ím et ro se habla de alt itudes de vuelo; con QNE se habla de

niveles de vuelo. • El calaje del alt ím et ro no im plica que este com pense las irregular idades atm osfér icas a

cualquier nivel de vuelo. • En las cercanías de los aeródrom os, donde el t ráfico se hace m ás intenso, el que todos

los aviones vuelen con alturas referenciadas a la m ism a calibración del alt ím et ro increm enta la seguridad aeronáut ica.

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2 .4 VARI ÓMETRO.

El varióm et ro o indicador de velocidad vert ical m uest ra al piloto dos cosas: a) si el avión está ascendiendo, descendiendo, o vuela nivelado; b) la velocidad vert ical o régim en, en pies por m inuto ( f.p.m ) , del ascenso o descenso. Este inst rum ento tam bién se denom ina abreviadam ente VSI (Vert ical Speed I ndicator) .


El pr incipio de funcionam iento de este aparato, sim ilar al del alt ím et ro, está basado en la cont racción/ expansión de un diafragm a o m em brana debido a la diferencia de presión ent re el inter ior y el exter ior de la m ism a. Aunque este inst rum ento funciona por presión diferencial, únicam ente necesita recibir la presión estát ica.


Este inst rum ento consiste en una caja herm ét ica, salvo un pequeño or ificio calibrado en fábrica que la conecta al sistem a de estát ica. Dent ro de esta caja hay una m em brana o diafragm a acoplado a unas var illas y engranajes que am plifican su m ovim iento y lo t ransm iten a la aguja indicadora. Este diafragm a recibe tam bién la presión atm osfér ica desde el sistem a de estát ica.

Cuando el aeroplano está en el suelo o en vuelo nivelado, la presión dent ro de la m em brana y la existente en la caja son iguales y la aguja debe m arcar cero si el inst rum ento está bien calibrado. Pero cuando el avión asciende o desciende, la m em brana acusa inm ediatam ente el cam bio de presión (altura) m ient ras que en la caja este cam bio se produce gradualm ente debido a la tom a por el or ificio calibrado. Esta diferencia de presión hace que la m em brana se dilate o cont raiga, m ovim iento que a t ravés del sistem a de varillas y engranajes se t ransm ite a la aguja indicadora. En ot ros casos, la presión solo incide en el inter ior de la m em brana y se t ransm ite a la caja por el or ificio calibrado, situado en este caso en la m em brana. El funcionam iento es el m ism o; la m em brana acusa el cam bio de presión de form a inm ediata en tanto en la caja se percibe gradualm ente a t ravés del or ificio de la m em brana.

En la m edida que el avión cont inúe en ascenso o descenso seguirá exist iendo diferente presión ent re el inter ior y el exter ior de la m em brana y esto se reflejará en la aguja indicadora; pero al nivelar el avión las presiones tenderán a igualarse y la aguja deberá m arcar cero.

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2 .4 .3 Lectura del var ióm etro.

El var ióm et ro t iene una única aguja sobre un dial con una escala que com ienza en cero en la parte cent ral de la izquierda. Su lectura es m uy sencilla e intuit iva: las m arcas por encim a del cero indican ascenso, las situadas por debajo descenso, y el cero vuelo nivelado. En aviones ligeros, la escala suele estar graduada con cada m arca representando una velocidad de ascenso o descenso de cien pies por m inuto (100 f.p.m .) , hasta un m áxim o de 2000 f.p.m .

2 .4 .4 Errores de lectura.

Los cam bios súbitos de la posición de m orro, m aniobras de viraje bruscas, o el vuelo en aire turbulento pueden producir falsas presiones estát icas que hagan las indicaciones del inst rum ento erróneas o inexactas.

Tal como está const ruido, este inst rum ento lleva im plícito un ret raso en la indicación exacta del núm ero de pies por m inuto de ascenso o descenso, ret raso que puede llegar a ser de hasta 9 segundos; la indicación de subida o bajada es sin em bargo inm ediata. Por esta razón no debe ut ilizarse el VSI com o referencia pr incipal de vuelo nivelado, pues cuando el avión com ience a ascender o descender, el VSI indicará inicialm ente el cam bio en la dirección correcta, pero tardará algunos segundos en detectar la tasa real de ascenso o descenso. Perseguir la aguja del VSI para m antener un vuelo nivelado es com o m eter el avión en una m ontaña rusa.

En caso de fallo en las tom as de presión estát ica por form ación de hielo, obturación, etc... los inst rum entos conectados a este sistem a darán lecturas erróneas. Si el avión no dispusiera de tom as de em ergencia o estuvieran tam bién est ropeadas, se puede rom per el cr istal de uno de estos inst rum entos, norm alm ente el var ióm et ro, para proveer al sistem a de una tom a de presión estát ica alternat iva. En estas circunstancias, las indicaciones del var ióm et ro son cont rar ias, indicando ascenso cuando se desciende y descenso cuando se asciende; el resto de inst rum entos darán lecturas ligeram ente m ás altas y con ret raso.

Sum ario:

• El var ióm et ro es un inst rum ento sensible a la presión que indica la tasa o régim en de ascenso/ descenso del avión en pies por m inuto.

• Su funcionam iento está basado en la cont racción/ expansión de un diafragm a o m em brana por la diferencia de presión ent re el inter ior y el exter ior de la m ism a.

• Aunque este aparato funcione por presión diferencial, solo necesita recibir la presión estát ica.

• Mient ras que los cam bios de presión (altura) se acusan en la m em brana de form a inm ediata, en la caja se perciben gradualm ente por un pequeño or ificio calibrado.

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• El m ovim iento de cont racción/ expansión se t ransm ite por var illas y engranajes a la única aguja indicadora del inst rum ento.

• Esta aguja se m ueve sobre un dial con una escala que com ienza a part ir de cero en el lado izquierdo del frontal del aparato.

• Cada m arca de la escala suele representar cien pies por m inuto (100 f.p.m .) , de ascenso si las m arcas están por encim a de cero, o de descenso si están por debajo.

• Puede haber errores de lectura por m aniobras bruscas o aire turbulento. • Aunque se produce un ret raso en la indicación de la tasa exacta de ascenso/ descenso,

la indicación de si el aeroplano asciende o desciende es inm ediata. • En caso de avería en el sistem a de estát ica, rom per el cr istal del var ióm et ro

proporciona al avión una tom a de presión estát ica de em ergencia. • En la circunstancia anter ior, el var ióm et ro da indicaciones cont rar ias y los dem ás

inst rum entos dan lecturas con ret raso y m ás altas.

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2 .5 ANEMÓMETRO.

El indicador de velocidad aerodinám ica o anem óm etro es el inst rum ento que indica la velocidad relat iva del avión con respecto al aire en que se m ueve. Norm alm ente m uest ra esta velocidad en m illas terrest res por hora "m .p.h." , nudos "knots" (1 nudo= 1 m illa m arít im a por hora) , o en am bas unidades.

Este inst rum ento es uno de los m ás im portantes, quizá el que m ás, debido a que en casi todas las operaciones de vuelo el ingrediente com ún es el parám et ro velocidad.

En los m anuales de operación no hay casi ninguna m aniobra que no refleje una velocidad a m antener, a no sobrepasar, recom endada, etc.. adem ás de que la m ayoría de los núm eros, crít icos y no tan crít icos, con los que se pilota un avión se refieren a velocidades: velocidad de pérdida, de rotación, de m ejor ascenso, de planeo, de crucero, de m áxim o alcance, de nunca exceder, etc..


El anem óm etro es en realidad y básicam ente un m edidor de presión, que t ransform a la presión diferencial en unidades de velocidad. La diferencia ent re la presión total proporcionada por el tubo de pitot (Pe+ Pd) y la presión estát ica (Ps) dada por las tom as estát icas, es la presión dinám ica (Pe+ Pd-Pe= Pd) , que es proporcional a 1 / 2 dv² .


Sim ilar a los ot ros inst rum entos basados en las propiedades del aire, consta de una caja dent ro de la cual hay una cápsula barom ét r ica conectada, m ediante var illas y engranajes, a una aguja indicadora. La cápsula barom ét r ica esta conectada a la tom a de pitot , m anteniendo en su inter ior la presión de im pacto o total proporcionada por dicha tom a, m ient ras que a t ravés de un or ificio en la caja se hace llegar a esta la presión existente en las tom as estát icas. Esta diferencia de presión ent re el inter ior y el exter ior de la cápsula aneroide hace que esta se dilate o cont raiga, m ovim iento que calibrado adecuadam ente se t ransm ite m ediante var illas y engranajes a la aguja indicadora.

En el suelo y con el avión parado, la presión de im pacto y la estát ica son iguales y por lo tanto este inst rum ento m arcará cero. Pero con el avión en m ovim iento, en el suelo o en el aire, la presión de im pacto será m ayor que la presión en las tom as estát icas; esto hará que el diafragm a del anem óm etro se expanda según la diferencia ent re am bas presiones y m ueva la aguja del indicador en proporción a esta diferencia. En la m edida que el avión acelere o decelere, el aum ento o dism inución de la presión diferencial hará que la aguja indique el increm ento o dism inución de velocidad.

El frontal visible de este inst rum ento, consta básicam ente de una esfera con una escala num erada, una aguja indicadora, y alrededor de la escala num erada unas franjas de colores. Algunos t ienen adem ás unas ventanillas graduadas y un botón girator io de ajuste. m ás adelante, en este m ism o capítulo, se explica el significado de esta escala de colores, y para que sirve y com o se m aneja el botón de ajuste.

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2 .5 .3 Lectura del anem óm etro.

La lectura del anem óm etro es m uy sencilla: una aguja m arca directam ente la velocidad relat iva del avión en la escala del dial. Algunos anem óm etros t iene dos escalas, una en m .p.h. y ot ra en nudos; se puede tom ar com o referencia una u ot ra, pero poniendo cuidado para no confundirse de escala. Por ejem plo, si querem os planear a 70 nudos y nos equivocam os de escala, planeam os realm ente a 70 m .p.h., velocidad sensiblem ente infer ior a la deseada.

Conviene resaltar que el anem óm etro m ide la velocidad relat iva del avión respecto al aire que lo rodea NO respecto al suelo. La velocidad respecto al suelo dependerá del viento en cara o en cola que tenga el avión, y de la velocidad de dicho viento. La velocidad indicada por el anem óm etro se relaciona solo indirectam ente con la velocidad del avión respecto al suelo.

Hay dos fenóm enos que influyen en la m edición del anem óm etro: la densidad del aire y su velocidad. Una indicación de x nudos puede ser debida a una velocidad alta com binada con una baja densidad del aire, pero tam bién puede ser indicada por una velocidad m enor en un aire m ás denso. Esto debe ser tenido en cuenta para conocer la velocidad real, pero no en lo referente a las velocidades de m aniobra; respecto a estas no es necesario hacer correcciones por densidad a dist intas alt itudes, el indicador lo hace por nosot ros; fiem osnos del indicador de velocidad. Las velocidades de m aniobra (pérdida, m ayor ángulo de ascenso, rotación, etc.) se refieren a velocidades leídas en el anem óm etro .

2 .5 .4 Nom enclatura de velocidades.

La m ayoría de los m anuales de operación ut ilizan una nom enclatura de velocidades, que derivan, com o no, de las correspondientes siglas en ingles. En algunos casos estas siglas están precedidas por la let ra K de "knots - nudos", com o por ejem plo KI AS para la velocidad I AS.

Velocidad I ndicada - I AS ( I ndicated Airspeed) : Es la velocidad leída directam ente del anem óm etro. Las velocidades de despegue, ascenso, aproxim ación y aterr izaje se basan en la I AS. La velocidad indicada dism inuye con la altura, debido a que al dism inuir la densidad del aire con la alt itud el núm ero de part ículas que im pactan en el tubo pitot es m enor, efecto que es m ás apreciable en aviones que operan a grandes alt itudes.

Velocidad Calibrada - CAS (Calibrated Airspeed) : Es la I AS corregida por el error de instalación. Puede haber un pequeño error en la tara o calibración del aparato en fábr ica o en la instalación del anem óm etro. Este error no es m ayor de 1 o 2 nudos, y el piloto no com ete un gran error considerando la CAS igual a la I AS. De hecho, los m anuales suelen asum ir que este error es cero y por tanto I AS y CAS son iguales.

Velocidad Verdadera - TAS (True Airspeed) : Es la velocidad corregida por el error de densidad. El sistem a está const ruido teniendo en cuenta la densidad estándar del aire al nivel del m ar. Pero volando a una alt itud dist inta, la densidad tam bién es dist inta y por tanto la m edición ya no es tan precisa. Se puede calcular la TAS a part ir de un com putador de vuelo, aunque algunos anem óm etros llevan incorporada un pequeño calculador que indica en una ventanilla esta velocidad. En la fig.2.5.1, se m uest ra en la parte superior del inst rum ento una ventanilla en la cual aparece un dial m ovible sobre una pequeña escala de tem peraturas. Moviendo el dial con el botón girator io hasta que queden enfrentadas la alt itud con la tem peratura exter ior, se m uest ra la TAS en la ventanilla de la parte infer ior del inst rum ento. Una regla para com putar la TAS aproxim adam ente consiste en añadir le a la velocidad indicada un 2% de esta velocidad por cada 1000 pies de altura. Por ejem plo: con una velocidad I AS de 80 nudos a 4000 pies calcularíam os una TAS de 86.4 nudos (80 + (2* 4)% de 80) .

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2 .5 .5 Códigos de colores.

Para recibir la cert if icación de la F.A.A. los aviones fabr icados a part ir de 1945 que tengan un peso de hasta 12500 lbs. (5670 kg) , deben contar con un anem óm etro conform e con un sistem a de m arcas de colores estándar. Este sistem a de m arcas de colores perm ite al piloto determ inar a sim ple vista ciertas lim itaciones de velocidad que son im portantes para m anejar el avión con seguridad. Las m arcas de colores y su t raducción a velocidades I AS son las siguientes:

Arco verde - Velocidades de operación norm al del avión. El ext rem o infer ior de este arco corresponde a la velocidad de pérdida con el avión lim pio, peso m áxim o y sin m otor (Vs1) . El ext rem o superior m arca el lím ite de la velocidad norm al de operación (Vno) . En este rango de velocidades el avión no tendrá problem as est ructurales en caso de turbulencias m oderadas.

Arco blanco - Velocidades de operación con flaps extendidos, o velocidades a las cuales se pueden extender los flaps sin sufr ir daños est ructurales. El ext rem o infer ior de este arco corresponde a la velocidad de pérdida con los flaps extendidos, peso m áxim o y sin m otor (Vs0) . El ext rem o superior indica la velocidad lím ite de extensión de los flaps (Vfe) . Los flaps deben deflectarse únicam ente en el rango de velocidades del arco blanco.

Arco am arillo - Margen de precaución. A estas velocidades solo se puede volar en aire no turbulento y aún así no deben realizarse m aniobras bruscas que podrían dañar el avión.

Arco rojo - Velocidad m áxim a de vuelo del avión en aire no turbulento (Vne) . Esta velocidad no debe ser nunca rebasada por el avión ni siquiera en aire sin turbulencias so pena de producir le daños est ructurales.

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Las lim itaciones de velocidad en los arcos am arillo y rojo se deben al factor de carga, cuyo valor varía en proporción a la velocidad del avión. A velocidades m oderadas, la fuerza de sustentación m áxim a es solo ligeram ente m ayor que la necesaria para soportar el peso del aeroplano. En este caso, el factor de carga no puede hacerse excesivo, incluso si el avión encuent ra ráfagas de intensidad severa o se m ueven bruscam ente los cont roles, porque el avión ent rará en pérdida antes de que esto suceda. Pero a altas velocidades, la capacidad de sustentación del ala es tan grande que un súbito m ovim iento de los cont roles o una ráfaga fuerte puede increm entar el factor de carga m ás allá de los lím ites soportados y hacernos perder o dañar un ala. Recordem os que es prefer ible una situación de pérdida, que es recuperable, que sin un ala que es irrecuperable. Esta relación ent re velocidad y seguridad es la causa de las lim itaciones m arcadas por los arcos am arillo y rojo del indicador de velocidad.

Notas:

En el capítulo 1.7 se afirm a que la m ayoría de los núm eros crít icos de un avión están relacionados con el ángulo de ataque, y que la m ejor inform ación sobre el ángulo de ataque nos la da el anem óm etro. Esto podría dar lugar a pensar en el anem óm etro com o el sust ituto de un indicador de ángulo de ataque inexistente. Por ot ro lado, a pr im era vista puede parecer que el anem óm etro es un inst rum ento " incom pleto" : para conocer el ángulo de ataque sería prefer ible un inst rum ento específico, adem ás de que no inform a directam ente de la velocidad respecto al suelo. Veam os algunas razones de porqué este inst rum ento m ide la velocidad relat iva y no ot ra cosa.

Com o vim os en 1.7.4, la presión que m ueve la aguja del indicador es la m ism a presión aerodinám ica que m ant iene las alas, según la fórm ula de la sustentación. Por su const rucción, cualquier var iación de esta presión aerodinám ica debida a la densidad o la fuerza del viento se reflejará autom át icam ente en este inst rum ento. El indicador de velocidad nos hace por tanto un favor al m edir la velocidad relat iva y no la velocidad per se, pues nos perm ite realizar la m ism a m aniobra (p.ejem plo despegar) con una velocidad de anem óm etro específica con independencia de la densidad del aire, fuerza del viento, etc... Conocer la presión que m ant iene al avión en el aire (en form a de velocidad) es m ás im portante que conocer la velocidad del avión respecto al suelo.

I maginem os por un m om ento que este inst rum ento m idiera la velocidad respecto al suelo. Para lograr una velocidad aerodinám ica que sustente al avión, tendríam os que conocer y calcular en cada m om ento la densidad del aire y la fuerza del viento, y esperar que de un m inuto al siguiente no cam bie la fuerza de este viento y recalcular. Parece m ucho m ás com plicado y arr iesgado que seguir la velocidad del anem óm etro ¿no?.

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• Para su m edición necesita de la presión de im pacto del tubo de pitot y de la presión estát ica.

• La diferencia ent re am bas presiones hace que la cápsula aneroide del aparato se dilate o cont raiga, m ovim iento que se t ransm ite por m edio de var illas y engranajes a la aguja indicadora.

• El frontal v isible consta de una esfera con una escala num erada, la aguja indicadora, y alrededor de la escala num erada unas franjas de colores.

• Algunos t ienen adem ás unas ventanillas graduadas y un botón girator io de ajuste para com putar la TAS.

• La velocidad indicada por el anem óm etro se relaciona solo indirectam ente con la velocidad del avión respecto al suelo.

• Las velocidades de m aniobra se refieren a velocidades leídas en el anem óm etro. • Las velocidades de operación norm al del avión son las com prendidas en el arco verde. • El arco blanco es el rango de velocidades de operación con flaps. • El arco am arillo indica precaución; volar en este rango únicam ente si no hay

turbulencias en el aire. • La velocidad del arco rojo no debe ser nunca rebasada por el avión so pena de

producir le daños est ructurales.

Sum ario.

• El anem óm etro indica la velocidad relat iva del avión con respecto al aire en que se m ueve.

• El anem óm etro es un m edidor que t ransform a la presión diferencial en unidades de velocidad.

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2 .6 I NDI CADOR DE ACTI TUD.

El indicador de act itud, tam bién llam ado horizonte art if icial, es un inst rum ento que m uest ra la act itud del avión respecto al hor izonte. Su función consiste en proporcionar al piloto una referencia inm ediata de la posición del avión en alabeo y profundidad; es decir , si está inclinado lateralm ente, con el m orro arr iba o abajo, o am bas cosas, con respecto al hor izonte. La incorporación del hor izonte art if icial a los aviones ha sido fundam ental para perm it ir el vuelo en condiciones de visibilidad reducida o nula.

Este inst rum ento opera en base a una propiedad giroscópica, concretam ente la de r igidez en el espacio. (2.2.2)


El horizonte art if icial consta de un giróscopo de rotación horizontal m ontado sobre un sistem a de ejes que le confieren t res grados de libertad (m ontaje universal) , dent ro de una caja herm ét ica. Este giróscopo t iene fij ada una esfera visible, con una barra hor izontal de referencia a la altura del eje de giro, por encim a de la cual la esfera es de color azul (cielo) y por debajo m arrón ( t ierra) . Este aparato está conectado al sistem a de succión, necesario para producir la corr iente de aire que incide sobre los alabes del rotor y hace girar este a unas 16.000 r.p.m . aproxim adam ente.

En el frontal de la caja, se fij a un dial de presentación con un avioncito en m iniatura y una escala graduada en el sem icírculo superior. Las m arcas de esta escala están separadas de 10º en 10º ent re 0º y 30º , con unas m arcas m ás anchas representando 30º , 60º y 90º . En algunos indicadores, la escala graduada se encuent ra en la esfera del giróscopo.

Este inst rum ento puede contar tam bién con unas m arcas horizontales por encim a y por debajo de la barra del hor izonte, com o referencias de la act itud de cabeceo del avión, m arcas que suelen indicar 5º , 10º , 15º y 20º de m orro arr iba o abajo.

Adosado a la caja se encuent ra un botón girator io de ajuste del avioncito.

Cuando el avión se incline hacia un lado u ot ro, suba o baje el m orro, o cualquier ot ro m ovim iento com binado, la caja y su dial con el avioncito en m iniatura realizará el m ism o m ovim iento. Pero por la propiedad de r igidez en el espacio, el giróscopo debe perm anecer siem pre paralelo al hor izonte, y con él su esfera visible con la barra horizontal. De esta m anera se proporciona al piloto la referencia del horizonte y la act itud del avión respecto al m ism o. La relación del avión m iniatura con el hor izonte de referencia es la m ism a que la del avión con el hor izonte real.

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2 .6 .2 Lectura.

Al com portarse visualm ente igual que el hor izonte real, no exige al piloto esfuerzo para su interpretación; no obstante conviene tener en cuenta algunos detalles.

En pr im er lugar, y m ediante el botón girator io de ajuste, con el avión recto y nivelado, el piloto debe alinear las alas del avión en m iniatura con la barra que representa el horizonte art ificial para tener una referencia inicial. Un ajuste m ás fino se puede hacer teniendo en cuenta la carga y cent rado de la m ism a en el avión. Se ha de tener en cuenta que el indicador de act itud no refleja directam ente si el aeroplano está en vuelo recto y nivelado o ascendiendo o descendiendo; lo único que hace es indicar la posición del avión con respecto al hor izonte. Por ejem plo, con el avión cargado en la parte t rasera, su act itud de vuelo recto y nivelado será con el m orro un poco m ás alto de lo norm al; con esta act itud de m orro arr iba el horizonte queda un poco por debajo, lo cual debe t raducirse en poner el avioncito por encim a del horizonte de referencia.

La escala graduada del sem icírculo superior representa los grados de alabeo del avión y la lectura de la cant idad en si m ism o no debe ofrecer problem as. Pero en algunos inst rum entos, la escala se m ueve en dirección opuesta a la cual el avión está realm ente alabeando y esto puede confundir a los pilotos en cuanto a determ inar hacia donde se está produciendo el alabeo. En estos casos, la escala solo debe ser ut ilizada para cont rolar el núm ero de grados de alabeo, determ inandose la dirección por la posición de las alas del avión m iniatura con respecto al horizonte de referencia.

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Sum ario.

• El hor izonte art if icial es un inst rum ento que m uest ra la act itud del avión respecto al horizonte.

• Proporciona al piloto una referencia inm ediata de la posición del avión en alabeo y profundidad.

• Este inst rum ento opera en base a la propiedad giroscópica de r igidez en el espacio. • El hor izonte art if icial consta de un giróscopo de rotación horizontal que t iene fij ada una

esfera visible con una barra horizontal de referencia a la altura del eje de giro. La rotación del giróscopo la proporciona el sistem a de succión.

• El frontal de la caja t iene un avión en m iniatura y una escala graduada en el sem icírculo superior, y adosado a la caja se encuent ra un botón girator io de ajuste de este avioncito.

• Al com portarse visualm ente igual que el hor izonte real, no exige al piloto esfuerzo para su interpretación.

• El botón girator io de ajuste sirve para colocar el avión m iniatura en una posición de referencia respecto a la línea que representa el hor izonte.

• La escala graduada del sem icírculo superior representa la cant idad de grados de alabeo, y hay que tener presente que aunque la lectura de grados sea correcta, en algunos inst rum entos la escala se m ueve al cont rar io que el alabeo real con lo que puede confundir al piloto.

• En cualquier caso, el avión en m iniatura nos indica de form a veraz hacia donde se efectúa el alabeo.

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2 .7 I NDI CADOR DE DI RECCI ÓN.

Tam bién llam ado direccional giroscópico o direccional, este inst rum ento proporciona al piloto una referencia de la dirección del avión, fácilitándole el cont rol y m antenim iento del rum bo.

El desplazam iento de un lugar a ot ro en avión, se realiza a t ravés de una ruta aérea previam ente elaborada, la cual se com pone de uno o m ás t ram os, en los cuales para llegar de un punto al siguiente ha de seguirse una determ inada dirección o rum bo, es decir , el piloto debe "navegar" a t ravés del aire para seguir esa ruta.

Antes de la aparición del indicador de dirección, los pilotos navegaban sirviéndose de la brújula, y a la vista de las proezas narradas, con bastante eficiencia. Pero la brújula es un inst rum ento que puede dar lugar a num erosos errores, exigiendo m ucha atención y una lectura adecuada, pues son m uchos los efectos que alteran su funcionam iento y dan lugar a interpretaciones erróneas. Por ejem plo, no es m uy fácil realizar un giro con precisión en base a la brújula, part icularm ente si el aire es turbulento.

Sin em bargo, el indicador de dirección es inm une a las causas que hacen dificultosa la lectura de la brújula, lo que le hace el inst rum ento adecuado para m antener el cont rol direccional del avión o su rum bo, pues sus indicaciones son m ás precisas y fiables que las de la brújula. Este inst rum ento proporciona una indicación de dirección estable y relat ivam ente libre de errores.

Su funcionam iento se basa en la propiedad de r igidez en el espacio que t ienen los giróscopos (Ver 2.2.2) .


Este inst rum ento consiste en un giróscopo cuyo eje de rotación es vert ical, acoplado al cual se encuent ra una rosa de rum bos graduada de 0º a 359º . La caja del inst rum ento t iene incrustado en su frontal visible un pequeño avión m ontado vert icalm ente cuyo m orro siem pre apunta al rum bo del avión. Asim ism o, dispone de un botón girator io para ajustar el rum bo.

Al efectuar un cam bio de dirección, la caja del inst rum ento se m ueve al unísono con el avión, pero el giróscopo debido a su r igidez en el espacio cont inua m anteniendo la posición anter ior. Este desplazam iento relat ivo de la caja respecto del eje vert ical del rotor se t ransm ite a la rosa de rum bos, haciéndola girar de form a que m uest re en todo m om ento el rum bo, enfrentado al m orro del avión de m iniatura.

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Hay ot ro t ipo de indicadores de dirección, que en lugar de la rosa de rum bos girator ia disponen de una carta de rum bos circular, dispuesta en form a horizontal, que m uest ra en una ventanilla el rum bo, de form a parecida a com o se m uest ra en la brújula. Cuando el aeroplano gira sobre su eje vert ical, la carta de rum bos m ant iene el eje m arcando el nuevo rum bo.

La rosa de rum bos está graduada en increm entos de 5 grados, con núm eros cada 30 grados, y en algunos casos los puntos cardinales indicados por N (orte) , S(ur) , E( ste) y W (est= Oeste) .

2 .7 .2 Lectura.

La lectura de este inst rum ento es m uy sencilla y no t iene dificultades; la dirección del avión se m uest ra enfrentada a una m arca frente al m orro del pequeño avión, o en su caso con una m arca en la ventanilla.

No obstante, se ha de tener en cuenta lo siguiente: Este inst rum ento precesiona, es decir se desajusta, y adem ás no t iene cualidades m agnét icas por lo que no detecta por si solo la posición del norte m agnét ico. Por am bas razones, el piloto debe chequearlo periódicam ente con la brújula y ajustar lo si es necesario m ediante el botón girator io, especialm ente t ras realizar m aniobras bruscas o giros prolongados. Este ajuste debe hacerse siem pre con el avión en vuelo recto y nivelado y con la brújula estable.

Algunos indicadores de dirección m ás avanzados t ienen instalados unos sistem as de sincronización autom át ica con la brújula, o con las líneas de flujo m agnét ico terrest re, pero no suelen instalarse en aviones ligeros.

Notas:

Lo expuesto anter iorm ente podría llevarnos a pensar que el indicador de dirección es un sust ituto de la brújula y esto sería incorrecto por var ias razones: el indicador de dirección no está libre por com pleto de errores y al no regirse por pr incipios m agnét icos no detecta el norte m agnét ico. Lo que aporta el direccional realm ente es com odidad para el piloto, pues le perm ite m ant iene el cont rol direccional apoyándose pr incipalm ente en el indicador de dirección, eso sí, ajustando este inst rum ento de una form a periódica con la lectura de la brújula.

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Por ot ra parte, al ser un inst rum ento m ás sofist icado y con varios elem entos m ecánicos es m ás suscept ible de averiarse que la brújula, con lo que esta últ im a puede servir adem ás com o indicador de dirección de em ergencia.

Sum ario.

• El direccional proporciona al piloto una referencia constante de la dirección del avión. • Sus indicaciones son m ás precisas y fiables que las de la brújula. • Alineado con la brújula proporciona una indicación exacta y estable del rum bo

m agnét ico del avión. • Su funcionam iento se basa en la propiedad de r igidez en el espacio de los giróscopos. • Esta com puesto de un giróscopo de rotación vert ical y una rosa de rum bos girator ia. • El rum bo se lee en la m arca vert ical enfrentada al m orro del avión m iniatura, y en

algunos giróscopos m ás ant iguos en una ventanilla sim ilar a la de la brújula. • Puesto que este inst rum ento precesiona, debe ser ajustado de form a regular con la

lectura de la brújula. • El ajuste con la brújula debe realizarse siem pre con el avión recto y nivelado.

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INSTRUMENTACIÓN

2 .8 I NDI CADOR DE VI RAJE/ COORDI NACI ÓN.

Este aparato consta realm ente de dos inst rum entos independientes ensam blados en la m ism a caja: el indicador de viraje y el indicador de coordinación de viraje.

Este fue uno de los pr im eros inst rum entos usados por los pilotos para cont rolar un aeroplano sin referencias visuales al suelo o al hor izonte. El indicador de viraje tenía la form a de una gruesa aguja vert ical o "bastón" y el indicador de coordinación consist ía en una bola dent ro de un tubo, recibiendo por ello la denom inación de "bola" . Al conjunto del inst rum ento se le denom inaba "bastón y bola" . Hoy en día el indicador de viraje t iene la form a del perfil de un avión en m iniatura, y el indicador de coordinación sigue teniendo la m ism a presentación m ediante una bola. El inst rum ento en su conjunto recibe el nom bre de coordinador de giro ( turn coordinator) , aunque la denom inación coloquial "bastón y bola" se sigue em pleando de form a indist inta, puesto que am bos inst rum entos m uest ran la m ism a inform ación pero de form a diferente.

Com o casi siem pre, la nom enclatura es am plia, a veces confusa y no siem pre acertada. Al indicador de viraje tam bién se le denom ina indicador de inclinación, indicador de giro, o "bastón". Al indicador de coordinación de giro, se le denom ina a veces inclinóm et ro, indicador de resbales y derrapes, indicador de desplazam iento lateral, o "bola" .

2 .8 .1 Velocidad angular de vira je.

Por velocidad angular de viraje o rat io de viraje se ent iende el núm ero de grados por segundo que gira el avión sobre un eje vert ical im aginario. Si para realizar un giro de 90º se tardan 30 segundos, la velocidad angular o rat io de viraje es de 3º por segundo (90º / 30"= 3º p/ segundo) .

2 .8 .2 I ndicador de vira je.

El indicador de viraje, en form a de avión m iniatura o de "bastón", m uest ra si el avión está girando, hacia que lado lo hace y cual es la velocidad angular o rat io del viraje.

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Otra función del indicador de viraje consiste en servir com o fuente de inform ación de em ergencia en caso de avería en el indicador de act itud (horizonte art if icial) , aunque este inst rum ento no dé una indicación directa de la act itud de alabeo del avión. Conviene tener claro que el horizonte art if icial señala la inclinación (alabeo) del avión en grados m ient ras que el bastón indica en grados el régim en de viraje: son dos cosas dist intas.

Su funcionam iento se basa en la propiedad giroscópica de precesión (Ver 2.2.2) .

Este inst rum ento esta const ituido por un giróscopo, cuyo rotor es accionado por el sistem a de vacío (girosucción) o eléct r icam ente. El giróscopo se m onta por lo general en un ángulo de 30º , de form a sem irígida, lo cual le perm ite girar librem ente sobre los ejes lateral y longitudinal, pero teniendo rest r ingido el giro alrededor del eje vert ical.

Un m uelle acoplado al giróscopo m ant iene a este vert ical cuando no se le aplica ninguna fuerza deflect iva. En algunas ocasiones, este m uelle es ajustable para perm it ir la calibración del inst rum ento para una determ inada tasa de giro. Adicionalm ente, un m ecanism o de am ort iguación im pide las oscilaciones excesivas del indicador.

Cuando el aeroplano gira alrededor de su eje vert ical, la deflexión aplicada al giróscopo hace que este precesione, lo cual se t raduce en el m ovim iento del indicador, es decir que el avión en m iniatura que aparece en el dial del inst rum ento se ladee hacia la izquierda o hacia la derecha. A m edida que la tasa de giro se increm enta tam bién lo hace la fuerza de precesión. Cuanto m ás rápido sea el v iraje, m ayor será la precesión y el ladeo del avión m iniatura.

En el díal del inst rum ento, adem ás del avión m iniatura o el bastón, hay una m arca cent ral vert ical en el caso del bastón o dos m arcas cent rales horizontales en el caso del coordinador, y en am bos casos una m arca a cada lado con las let ras L (Left= I zquierda) y R (Right= Derecha) respect ivam ente. Si el avión gira a la izquierda, el bastón se desplazará hacia la m arca de la izquierda (L) o el avioncito se ladeará hacia la m arca de ese lado; si el v iraje es a la derecha, sucederá lo m ism o respecto a la m arca de la derecha (R) .

Hay dos t ipos de indicador de viraje: de 2 m inutos y de 4 m inutos. Esto quiere decir que un giro de 360º requiere 2 m inutos para com pletarse, o lo que es lo m ism o el avión gira a una tasa de 3º por segundo (360º / 120 segundos) . De la m ism a m anera, en el indicador de 4 m inutos, la tasa de giro sería de 1,5º por segundo (360º / 240 segundos) .

2 .8 .3 Lectura del indicador de vira je.

Cuando las alas del avión en m iniatura se alinean con las pequeñas líneas junto a la "L" ( " izquierda") o la "R" ( "derecha") , esto significa que el avión t iene una velocidad angular de viraje estándar, que suele ser de 3º por segundo (en un coordinador de viraje de 2 m inutos) ; com o se ha dicho antes, esto im plica que el avión realizará un giro de 360º grados en 2 m inutos, o de 180º en 1 m inuto, etc.. .

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Para m antener un giro coordinado a una tasa determ inada, se requiere un ángulo de alabeo que dependerá de la velocidad. Obviam ente, no es lo m ism o realizar un giro de 3º por segundo a una velocidad de 90 nudos que a una velocidad de 200 nudos. Para m antener una m ism a velocidad angular o tasa de viraje, a m ayor velocidad del avión m ayor será el ángulo de alabeo requerido. Por esta razón, el régim en norm alizado de viraje en aviones ligeros suele ser de 2 m inutos (3º por segundo) m ient ras que en aviones grandes o que desarrollan altas velocidades, el régim en norm alizado suele ser de 4 m inutos (1,5º por segundo) para evitar precisam ente ángulos de alabeo dem asiado pronunciados. Ot ro detalle a tener en cuenta, es que la inercia y la fuerza cent rífuga en un avión de 300 Tm . es m uchísim o m ayor que en un avión de 1 Tm . lo que significa que el pr im ero t iene m ayores dificultades para m antener tasas de viraje elevadas.

2 .8 .4 Coordinador de vira je o bola .

La dirección de m ovim iento de un avión no es necesariam ente la m ism a a la cual apunta su eje longitudinal, o lo que es lo m ism o, el m orro del avión. Es m ás, los aviones disponen de m andos separados e independientes para cont rolar la dirección de vuelo (alerones) y el punto adonde enfila el m orro del avión ( t im ón de dirección) .

Para hacer un viraje, el piloto alabea el avión hacia el lado al cual quiere virar, m ediante los alerones, y acom paña este m ovim iento girando el t im ón de dirección hacia ese m ism o lado, presionando el pedal correspondiente. De este m odo t rata de poner al avión en una nueva dirección y m antener el eje longitudinal alineado con ella, lo que se llam a un viraje coordinado. Si el piloto actuara sobre un solo m ando, el avión t razaría la curva, penosam ente, pero la acabaría t razando.

Si al actuar sobre am bos m andos, la cant idad de m ovim iento sobre uno de ellos es relat ivam ente m ayor o m enor al m ovim iento dado al ot ro, el avión no hará un giro coordinado sino que girará " resbalando" o "derrapando", es decir su eje longitudinal apuntará a un punto desplazado de la dirección de m ovim iento. Si el viraje es coordinado, el m orro del avión apunta a la dirección de giro; si derrapa o resbala, apunta a un lugar desplazado de esta dirección.

El inst rum ento que nos m uest ra la calidad del giro, es decir , si es coordinado, si el avión "derrapa", o si " resbala" es el coordinador de viraje o bola, lo cual le hace una referencia fundam ental para la coordinación de los cont roles que intervienen en el giro (alerones y t im ón de dirección) .

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Esta parte del inst rum ento, consiste en un tubo t ransparente de form a curvada, que cont iene en su inter ior un líquido, norm alm ente queroseno, y una bola negra de ágata o acero, libre de m overse en el inter ior de dicho tubo. El fluido del tubo actúa com o am ort iguador asegurando el m ovim iento suave y fácil de la bola.

La curvatura del tubo es tal que en posición horizontal la bola t iende a perm anecer en la parte m ás baja del tubo. Dos líneas vert icales en esta parte del tubo ayudan a determ inar cuando la bola está cent rada.

La bola, lo m ism o que el avión, está som et ida a la fuerza de la gravedad y a la fuerza cent rífuga provocada por el giro. En un giro coordinado, am bas fuerzas están com pensadas y la bola debe perm anecer en el cent ro del tubo, ent re las dos líneas de referencia vert icales. Pero si el giro no es coordinado las fuerzas no están balanceadas y la bola se desplazará a uno u ot ro lado del tubo, en la dirección de la fuerza m ayor (gravedad o cent rífuga) . La bola sirve pues com o indicador de balance de estas dos fuerzas, m ost rándonos de form a visual la coordinación o descoordinación en el uso de los m andos.

2 .8 .5 Resbale y derrape.

Resbale. Si la bola cae hacia el lado del viraje, el avión está resbalando. La fuerza de la gravedad es m ayor que la fuerza cent rífuga. El régim en de viraje es dem asiado bajo para la inclinación dada, o la inclinación es excesiva para ese régim en. Para corregir un resbale, hay que aum entar el régim en de viraje (m ás presión sobre el pedal del lado del viraje) o dism inuir el ángulo de alabeo (m enos deflexión en los alerones) , o am bas cosas.

Derrape. Si la bola se m ueve hacia el lado cont rar io al viraje, el avión está derrapando. La fuerza cent rífuga es m ayor que la gravedad. El régim en de viraje es dem asiado alto para el alabeo dado, o el alabeo es insuficiente para ese régim en. Para corregir un derrape, se debe dism inuir el régim en de viraje (m enos presión sobre el pedal del lado del viraje) o aum entar el ángulo de alabeo (m ás deflexión en los alerones) , o am bas cosas.

Es im portante para el piloto, com prender que la bola debe m antenerse cent rada en todo m om ento, tanto en los giros com o en vuelo recto y nivelado, salvo que se desee realizar un resbale intencionado. Si la bola no está cent rada, el avión no está volando eficientem ente.

Para corregir un resbale o un derrape, una buena regla consiste en "pisar la bola" , es decir aplicar presión al pedal del lado al cual está desplazada la bola.

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Sum ario:

• El indicador de viraje y coordinación consta de dos inst rum entos: el indicador de viraje o "bastón" y el indicador de coordinación o "bola" .

• El inst rum ento en su conjunto recibe el nom bre de coordinador de giro o "bastón y bola" .

• El indicador de viraje m uest ra si el avión está girando, hacia que lado lo hace y la velocidad angular del viraje.

• Velocidad angular es el núm ero de grados por segundo que gira el avión sobre un eje vert ical im aginar io.

• El funcionam iento del indicador de viraje se basa en la propiedad giroscópica de precesión.

• Hay dos t ipos de indicador de viraje: de 2 m inutos y de 4 m inutos. El régim en norm alizado para cada uno de ellos es de 3º por segundo (360º / 120") o de 1,5º por segundo (360º / 240") .

• Un giro coordinado, con una tasa de viraje específica, requiere un ángulo de alabeo que depende de la velocidad con que se realice este viraje.

• En un viraje coordinado el m orro del avión apunta a la dirección de giro; en un derrape o resbale no.

• La bola indica la relación ent re el ángulo de alabeo y la tasa de viraje, o sea que indica la "calidad" del giro, es decir , cuando el avión m ant iene un ángulo de alabeo adecuado para la tasa de viraje dada.

• En un resbale, el régim en de viraje es dem asiado bajo para la inclinación dada, o la inclinación es excesiva para ese régim en.

• En un derrape el régim en de viraje es dem asiado alto para el alabeo dado, o el alabeo es insuficiente para ese régim en.

• La regla a seguir para corregir un resbale o un derrape es "pisar la bola" .

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INSTRUMENTACION

2 .9 BRÚJULA.

La brújula, tam bién llam ada com pás m agnét ico, es un inst rum ento que al or ientarse con las líneas de fuerza del cam po m agnét ico de la t ierra, proporciona al piloto una indicación perm anente del rum bo del avión respecto al Norte m agnét ico terrest re. Este inst rum ento es la referencia básica para m antener la dirección de vuelo.

En el capítulo 2.7 se detalla ot ro inst rum ento que proporciona tam bién una referencia de la dirección de vuelo del avión, el indicador de dirección. Esta ¿duplicidad? o ¿am biguedad? de inst rum entos podría hacer surgir dudas en cuanto a cual de ellos es m ás fiable, o que ventajas e inconvenientes presenta uno respecto al ot ro. Antes de ent rar en estas cuest iones, es necesario que conozcam os que es y com o funciona la brújula.

2 .9 .1 Magnet ism o.

Puesto que la brújula opera en base a pr incipios m agnét icos, pr im ero unos pr incipios básicos sobre esta fuerza. El m agnet ism o es la fuerza de at racción o repulsión que se produce en algunas sustancias, especialm ente aquellas que cont ienen hierro y ot ros m etales com o níquel y cobalto, fuerza que es debida al m ovim iento de cargas eléct r icas. (1)

Cualquier objeto, por ejem plo una aguja de hierro, que exhibe propiedades m agnét icas recibe el nom bre de m agneto o im án. Un im án t iene dos cent ros de m agnet ism o donde la fuerza se m anifiesta con m ayor intensidad, llam ados polo Norte y polo Sur, dandose la circunstancia que polos del m ism o signo se repelen m ient ras que polos de dist into signo se at raen. Unas líneas de fuerza m agnét ica fluyen desde un polo hacia el ot ro, curvandose y rodeando al im án, denom inandose cam po m agnét ico al área cubierta por estas líneas de fuerza.

Si un im án se rom pe, cada una de las piezas tendrá sus propios polo Norte y Polo Sur. Es im posible aislar un único polo con independencia de lo pequeños que sean los fragm entos. La posibilidad de la existencia de un único polo o m onopolo está sin resolver y los experim entos en este sent ido no han dado resultado.

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Magnet ism o terrest re . El fenóm eno del m agnet ism o terrest re se debe a que toda la Tierra se com porta com o un gigantesco im án. Aunque no fue hasta 1600 que se señaló esta sim ilitud, los efectos del m agnet ism o terrest re se habían ut ilizado m ucho antes en las brújulas pr im it ivas. El nom bre dado a los polos de un im án (Norte y Sur) se debe a esta sim ilitud.

Un hecho a destacar es que los polos m agnét icos de la Tierra no coinciden con los polos geográficos de su eje. Las posiciones de los polos m agnét icos no son constantes y m uest ran ligeros cam bios de un año para ot ro, e incluso existe una pequeñísim a variación diurna solo detectable con inst rum entos especiales.

El funcionam iento de la brújula se basa en la propiedad que t iene una aguja im antada de or ientarse en la dirección norte- sur m agnét ica de la t ierra.


Este inst rum ento está form ado por una caja herm ét ica, en cuyo inter ior hay una pieza form ada por dos agujas de acero m agnet izadas alrededor de las cuales se ha ensam blado una rosa de rum bos. Este conjunto se apoya a t ravés de una piedra preciosa, para m inim izar rozam ientos, sobre un eje vert ical acabado en punta, de form a que su equilibr io sea lo m ás estable posible. La caja suele estar llena de un líquido no acido, norm alm ente queroseno, para reducir las oscilaciones, am ort iguar los m ovim ientos bruscos, aligerar el peso de la rosa de rum bos, y lubr icar el punto de apoyo.

La rosa de rum bos está graduada de 5º en 5º , con m arcas m ás grandes cada 10º , y cada 30º un núm ero sin el cero final. Las or ientaciones de los cuat ro puntos cardinales se representan con sus iniciales (N= North, S= South, E= East , W = West ) .

En el frontal v isible de la caja, un cr istal, en el cual se ha pintado o grabado una m arca o línea de fe, hace posible la lectura de los rum bos. En m uchas ocasiones, la brújula dispone de una pequeña lám para para poder realizar lecturas nocturnas.

2 .9 .3 Declinación.

Com o se ha dicho anter iorm ente, el Norte geográfico y el Norte m agnét ico no coinciden, hay una ligera diferencia. Puesto que las cartas de navegación indican el rum bo geográfico, se hace indispensable conocer y corregir esta diferencia.

Se denom ina declinación a la diferencia angular ent re el norte m agnét ico y el norte geográfico. La declinación es Este cuando el norte m agnét ico está al este del norte geográfico, y es Oeste cuando el norte m agnét ico está al oeste del norte geográfico. En España la declinación es Oeste.

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Una vez obtenido el rum bo geográfico, se calcula el rum bo m agnét ico: si la declinación de la zona es Este debe restarse el valor de la declinación; si la declinación es Oeste debe sum arse. Por ejem plo, si la declinación es de 5º Oeste, para volar a un lugar en el rum bo geográfico 210º hay que m antener un rum bo m agnét ico de 210º + 5º = 215º .

Si la declinación es Este : Rum bo m agnét icoº = Rum bo geográficoº - declinaciónº Si la declinación es Oeste: Rum bo m agnét icoº = Rum bo geográficoº + declinaciónº

La declinación varía de un lugar a ot ro. Dado que las var iaciones no son m uy grandes, se suele asum ir una m ism a declinación para zonas geográficas próxim as (p.ejem plo la Península I bér ica, uno o m ás Estados en EE.UU, etc...) .

2 .9 .4 Errores en la lectura de la brújula .

La brújula está sujeta a errores provocados por la aceleración, la desaceleración y la curvatura del cam po m agnét ico terrest re en especial en altas lat itudes. Tam bién suele oscilar, converger o ret rasarse en los virajes y su lectura es especialm ente difícil durante turbulencias o m aniobras.

Los errores de t ipo físico se deben pr incipalm ente a la fr icción del liquido sobre la rosa de rum bos, a la falta de am ort iguación de este líquido, o porque el propio líquido form a rem olinos debido a turbulencias o m aniobras bruscas. Estas circunstancias provocan balanceos y oscilaciones en la brújula que dificultan su lectura.

Con independencia de los errores físicos, lo que m ás com plica la navegación con la brújula son los errores de t ipo m agnét ico. Estos se conocen com o errores debidos a la inclinación (viraje) y a la aceleración o desaceleración.

Error de inclinación o viraje: Las líneas de fuerza del cam po m agnét ico terrest re t ienen un com ponente vert ical que es 0 en el Ecuador pero que const ituyen el 100% de la fuerza total en los Polos. Esta tendencia de la brújula a inclinarse hacia abajo por efecto de la at racción m agnét ica, produce en los virajes el siguiente com portam iento:

• Volando en un rum bo Norte, si se realiza un giro hacia el Este o el Oeste, la indicación inicial de la brújula se ret rasará o indicará un giro hacia el lado cont rar io. Este desfase se va am inorando de m anera que al llegar al rum bo Este u Oeste no existe error.

• Si se hace un giro hacia el Sur desde cualquier dirección, a m edida que nos vam os aproxim ando al Sur la brújula se adelanta e indica un rum bo m ás al Sur que el real. Para sacar al avión en el rum bo deseado, el giro debe ser term inado con una indicación de la brújula pasado dicho rum bo.

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• Volando en un rum bo Sur, al realizar un giro al Este o el Oeste, la brújula se adelanta e indica un rum bo m ás allá al realm ente seguido. Este adelanto tam bién se va am inorando de form a que al llegar al rum bo Este u Oeste tam poco existe error.

• Si se hace un giro hacia el Norte desde cualquier dirección, cuando nos vam os aproxim ando al Norte la indicación de la brújula es de un rum bo m ás at rás del real. Para sacar al avión en el rum bo deseado, el giro debe ser term inado con una indicación de la brújula anter ior a dicho rum bo.

Los errores de viraje se producen en rum bos Norte y Sur siendo práct icam ente nulos en rum bos Este y Oeste. La cant idad de grados de ret raso o adelanto es m áxim a en rum bos Norte (0º ) y Sur (180º ) , y esta cant idad depende del ángulo de alabeo usado y de la lat itud de la posición del aeroplano. Com o colofón a las explicaciones anter iores, podríam os concluir que el error de viraje produce que en el sem icírculo Norte de la rosa de rum bos la brújula gire m ás despacio que el avión e indique rum bos ret rasados; igual en rum bos Este y Oeste indicando rum bos correctos, y m ás deprisa en el sem icírculo Sur indicando rum bos adelantados.

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La regla nem otécnica para sacar al avión del viraje en rum bo correcto es:

Norte ( NO m e paso) Sur (Si m e paso)

Error de aceleración/ deceleración: Debido a su m ontaje pendular, cuando se cam bia de velocidad acelerando o decelerando, la brújula se inclina sobre su pivote y esta inclinación provoca que las agujas im antadas no coincidan correctam ente con las líneas m agnét icas terrest res. Este error es m ás aparente en los rum bos Este y Oeste, siendo práct icam ente nulo en rum bos Norte y Sur.

• Cuando un avión m anteniendo un rum bo Este u Oeste acelera o asciende, la brújula indicará en pr incipio com o si se estuviera virando al Norte. Cuando decelera o desciende, la brújula indica un viraje al Sur.

La regla nem otécnica es ANDS

(Acelera/ Asciende= Norte, Decelera/ Desciende= Sur)

I m portante : La descr ipción de estos errores corresponde a lat itudes del hem isfer io Norte. En el hem isfer io Sur los errores se producen a la inversa.

2 .9 .5 I ndicador de dirección y brújula .

Ahora que hem os visto com o funciona la brújula, com o está const ruida y cuales son los posibles errores en sus indicaciones, tenem os suficiente cr iter io para resolver las cuest iones planteadas al inicio de este capítulo.

El indicador de dirección, com o se explica en el capítulo 2.7, es un inst rum ento m ás sofist icado y fiable que la brújula, pero sus indicaciones se basan en un referente proporcionado por el piloto (calaje del indicador de dirección) , el cual se sirve de la brújula para este m enester. Desde este punto de vista, am bos inst rum entos ni son excluyentes ent re sí ni existe duplicidad de funcionam iento ent re am bos, realm ente son com plem entar ios.

Aunque el indicador de dirección tam bién se desajusta, la brújula, com o hem os visto en este capítulo, es suscept ible de ciertos errores, produciendo adem ás lecturas erróneas en presencia de cam pos m agnét icos o por oscilaciones en turbulencias, cosa que no sucede con el indicador de dirección. Por ot ro lado, la brújula es m uy sencilla en su const rucción y se basa en propiedades inm utables lo cual la hace casi inm une a las averías, en tanto el indicador de dirección es m ás com plejo y depende del funcionam iento del sistem a de succión, lo cual deja a este últ im o en infer ior idad de condiciones a este respecto.

Supongam os por un m om ento que por alguna razón hem os calado m al el indicador de dirección y carecem os de brújula. ¿Com o sabem os la dirección en la cual volam os?. Tendríam os que servirnos de referencias en la t ierra que conociéram os previam ente, lo cual no deja de ser una opción bastante enojosa, o lo que es m ás posible, estaríam os literalm ente perdidos.

Conclusión: Norm alm ente, debido a la inestabilidad de las indicaciones de la brújula, se vuela por referencia al indicador de dirección, calando este periódicam ente con las lecturas de la brújula en vuelo recto y nivelado. Pero com o todos los aparatos, el indicador de dirección puede est ropearse. En ese caso un buen piloto no tendrá problem as, navegará sirviendose de la brújula; un m al piloto estará perdido.

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Sum ario.

• La brújula es la referencia básica para m antener la dirección de vuelo. • Al or ientarse con el cam po m agnét ico terrest re proporciona una indicación perm anente

del rum bo del avión. • Un im án t iene dos cent ros de m agnet ism o donde la fuerza se m anifiesta con m ayor

fuerza. Estos cent ros se denom inan polo Norte y polo Sur. • La t ierra se com porta com o un im án gigantesco, aunque sus polos m agnét icos no

coinciden exactam ente con sus polos geográficos. • La diferencia angular ent re los polos m agnét ico y geográfico recibe el nom bre de

declinación. • La declinación es Este si el Norte m agnét ico está al Este del Norte geográfico. Es Oeste

si el Norte m agnét ico está al Oeste geográfico. • El rum bo m agnét ico se calcula sum ando o restando la declinación al rum bo geográfico

según que esta sea Oeste o Este respect ivam ente. • La brújula está sujeta a errores, debidos pr incipalm ente a las característ icas del cam po

m agnét ico terrest re. Estos errores se denom inan de viraje y de aceleración/ desaceleración.

• Los errores de viraje se producen en rum bos Norte y Sur siendo inexistentes en rum bos Este y Oeste, y los errores de aceleración se producen en rum bos Este y Oeste siendo inapreciables en rum bos Norte y Sur.

• El error de viraje hace que la brújula gire m ás despacio que el avión en el sem icírculo Norte de la rosa de los rum bos, iguale en rum bos Este y Oeste, y m ás deprisa en el sem icírculo Sur.

• La regla nem otécnica para sacar el avión del viraje en el rum bo deseado es: Norte= No m e paso, Sur= Si m e paso.

• Regla ANDS en errores de aceleración: Acelera/ Asciende= Norte; Decelera/ Desciende= Sur.

• El indicador de dirección es m ás fiable que la brújula, pero el piloto necesita de esta últ im a para calar este indicador y com o recurso en caso de fallo del indicador de dirección.

• Lo norm al es volar atendiendo al indicador de dirección, calando este frecuentem ente con las indicaciones de la brújula, tom adas en vuelo recto, nivelado y no acelerado.

(1) . Debido a que los elect rones t ienen carga eléct r ica y un movim iento de giro, pueden ser considerados como cargas eléct r icas en movim iento. En muchos átomos todos los elect rones están apareados en un m ismo nivel de energía; los elect rones de cada par t ienen giros opuestos y sus campos magnét icos se cancelan, pero en algunos átomos hay más elect rones que giran en un sent ido que en ot ro, resultando un campo magnét ico neto del átomo en su conjunto.

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2 desarrollo de la secci Ón. -...

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