Instrumentos de vuelo

Cabinade unDouglas DC-3donde se pueden ver los instrumentos de vuelo.

Se denominaninstrumentos de vueloal conjunto demecanismosque equipan unaaeronavey que permiten alpilotouna operacin de vuelo en condiciones seguras. Dependiendo de su tamao o grado de sofisticacin, una aeronave puede contar con un nmero variable de instrumentos. Se pueden clasificar en tres grupos bsicos: de pilotaje, de control de motor y de navegacin.

Instrumentos de pilotaje

Son los instrumentos ms bsicos y cuyo control ha de ser ms frecuente por parte del piloto. Por su orden de relevancia para el vuelo seguro los ms importantes son:

Anemmetro

Indicador de velocidad aerodinmica. En verde velocidades normales de operacin, en amarillo velocidades altas y en rojo mxima velocidad.

En aeronutica elanemmetroes utilizado comovelocmetro. Es el indicador de la velocidad relativa con respecto al aire. Como quiera que cada tipo de aeronave de ala fija posee una serie develocidades caractersticasfundamentales para una operacin segura de la misma, todas ellas incluidas dentro de laenvolvente de vuelo. Destacan entre estas velocidades: la velocidad aerodinmica mnimavelocidad de entrada en prdida, Vs; la velocidad V1 de decisin de despegue; la velocidad mxima a no exceder, Vne; y la velocidad ptima o de mximo rendimiento, es decir la velocidad de crucero, Vcx. Viendo la necesidad de conocer en todo momento la velocidad de una forma precisa para poder trabajar con ellas se comprende la importancia de este instrumento. Su funcionamiento se basa en la comparacin de dos presiones: lapresin estticay lapresin dinmica, captadas en puntos apropiados del aparato, mediante un sistema llamadopitot-esttica.

El indicador de velocidad aerodinmica o anemmetro, mide la velocidad del avin expresada ennudos (kts), o bien enmillas por hora (mph), con respecto a la masa de aire alrededor de la aeronave. Esto significa que si el avin se desplaza a 100kts en una corriente de aire cuya componente segn la direccin de vuelo es de 10kts en el mismo sentido (viento de cola), la velocidad real respecto al suelo, oground speed(GS), ser de 100+10=110kn. Del mismo modo, si el viento es de frente, el anemmetro indicara 100kts pero la velocidad real respecto al suelo ser de 90kts, ya que habr que restar la componente del aire.

El indicador de velocidad aerdinamica contiene arcos coloreados en los extremos junto con nmeros que indican lo siguiente:

Arco blanco: desde Vso hasta Vfe. Este arco blanco contiene las velocidades bajas o lentas del avin, indica las velocidades adecuadas a las que se puede operar con losflapsy su lmite; si se mantienen los flaps extendidos y se rebasa el arco blanco, se podran daar.

Arco verde: desde Vs1 hasta Vno. El arco verde contiene las velocidades de crucero del avin, son las velocidades en que suele mantenerse la mayor parte del vuelo. La relacin velocidad/consumo es aceptable y en caso deturbulenciasel avin no se daa.

Arco amarillo: desde Vno hasta Vne. Este arco contiene las velocidades altas del avin, hay que tener bastante precaucin, solo se puede llegar a esta velocidad cuando no hay turbulencias; tampoco se pueden realizar maniobras bruscas, existira el riesgo de dao estructural.

Lnea roja: solo ocupa una marca (Vne). Esta lnea representa la velocidad mxima que el avin puede soportar; no se debe llegar a esta velocidad, es el punto a partir del cual el fabricante, o la autoridad area competente para evaluar la aeronave, ha determinado que en ningn caso se puede garantizar la integridad del aparato. Tcnicamente, en espaol se le llama velocidad mxima permitida.1

Un error de este indicador puede resultar fatal. Para muestra bastan dos ejemplos:

En 1996 elvuelo 301 de Birgenair, unBoeing 757, se estrell en laRepblica Dominicana. La causa del accidente fue el bloqueo deltubo Pitot, haciendo que las lecturas de velocidad, entre otras cosas, no concordaran. Murieron 170 persona. Tambin en 1997 elVuelo 2553 de Austral Lneas Areas, unDC-9, se estrell enFray Bentos, debido al congelamiento deltubo Pitot, haciendo tambin que las lecturas de velocidad, sean incorrectas.

En 2009 elVuelo AF 447, un Airbus 330, en el que segn todos los datos disponibles antes y despus de la recuperacin de lacaja negralos tubos Pitot sufrieron obstruccin por congelamiento.

Altmetro

Altmetro de un avin. El de la imagen muestra unaaltitudde 3700pies, unos 1125 metros.

Elaltmetroindica, enpies (ft, del inglsfeet)o enmetros, la lectura de la altitud relativa a un nivel de referencia dado al cual est volando el avin. En el altmetro hay dos agujas, ambas indicando: La pequea los millares y la larga las centenas. Teniendo esto en cuenta, cuando la aguja pequea se encuentre, por ejemplo, en los mil pies (1000 ft) y la larga en los 300 ft, se vuela a 1300 ft. Algunos aviones tienen una aguja ms que indica las dcimas, pero la mayora de aviones ligeros tienen las dos agujas con forma de punta. Desde la introduccin de la electrnica existen indicadores digitales, con nmeracin digital o simulando analgico con agujas.

La indicacin del altmetro depende de que haya sido ajustado a lapresin baromtricaexistente en la zona de vuelo, o bien con referencia a la elevacin del aerdromo del que ha partido o al que se dirige. Bsicamente, es unbarmetroaneroide.

Si por alguna causa, el sistema esttico pitot se daa o sufre algn desperfecto, en caso de emergencia, se puede romper el cristal del instrumento para tener una toma de presin esttica directa.

Existe adems, en los aviones de ms tamao y complejidad, un radio altmetro. Este es un aparato que se usa para determinar la altura sobre el terreno con una exactitud de centmetros, y su funcionamiento est basado en una onda deradarque se emite hacia abajo y vuelve reflejada al instrumento, cuyo procesador mide el tiempo transcurrido y, por consiguiente, la distancia recorrida por la onda de radio. Es tal su precisin que en los aviones grandes su indicacin establece el punto en que el piloto manualmente, o los sistemas automticos, inician la recogida,flareen ingls, inmediatamente previa al contacto con el suelo. Dando as la altura real del avin respecto a la superficie terrestre en ese momento.

Indicador de velocidad vertical o varimetro

Varimetromonstrando la indicacin de un vuelo sin variaciones de altura o reposo en tierra.

El indicador de velocidad vertical ovarioaltmetro, abreviado VSI, indica si el avin est ascendiendo, descendiendo o va nivelado y la velocidad vertical a la que asciende o desciende generalmente enpiespor minuto (ft/min), o bien metros por segundo (m/s). Si lamanecillaindica cero, el vuelo est nivelado, si est por encima del cero entonces est ascendiendo y si est por abajo de cero, es que el avin desciende. A partir de esta informacin, se controlan los valores de la velocidad de ascenso y descenso. Ejemplo: UP 7 = ascenso a 700 ft/min, 0 = vuelo nivelado, 7 DOWN = descenso a 700 ft/min.

Inclinmetro y coordinador de giro

Indicador de viraje, conocido porturn and bank.

Coordinador de giro.

El coordinador de giro y, su antecesor, el inclinmetro (tambin llamadoturn and bank, bola y bastn o indicador de giro y bancada) son dos instrumentos de vuelo integrados en un mismo cuadrante.

El inclinmetro presenta una aguja que se desva de la vertical al ritmo en que el eje longitudinal del avin va variando su orientacin orumbo. Su funcionamiento se basa en ungirscopo, y cuanto ms inclinado est ms rpido es el giro. Lleva unas marcas de referencia, normalmente si la aguja est encima de una de ellas el giro es de 2 minutos por cada 360. Adicionalmente hay una bola que desliza en un canal curvo transparente, que se desplaza por inercia. Si la bola est en el centro durante el viraje, ste es llamado coordinado. Si por el contrario la bola est a uno u otro lado, se dice, por ejemplo, que el viraje se hace derrapando, es decir el morro del avin apunta hacia dentro del viraje, cuando la bola est hacia el exterior del mismo; y de la misma manera si la bola apunta hacia dentro del viraje, el viraje es resbalado es decir el morro del avin apunta hacia fuera del viraje. Otra utilizacin en los motores dehlicees la correccin del efecto delpar motorde la hlice. La regla prctica durante el viraje es corregir con el mando de direccin (pedales) en sentido de pisar la bola hasta que vuelva al centro del conducto curvo.

En el coordinador de giro vemos en lugar del bastn una figura de un avin que nos indica el grado de inclinacin de las alas. Debajo est el conducto curvo con la bola, formado por tres bloques, con la bola que se desliza por su interior en funcin del desplazamiento del eje longitudinal del avin. Si la bola se sita en el bloque del centro, el avin va girando coordinado. Si la bola se pone en uno de los bloques 1 o 3, entonces el avin est en posicin de derrape, o bien con deslizamiento.

Horizonte artificial

Horizonte artificial indicando un giro a la derecha en descenso.

El horizonte artificial muestra la orientacin longitudinal de la aeronave (la relacin del eje longitudinal del avin con respecto al plano del suelo), es decir: si est girado, inclinado, con el morro levantado, bajado o todo a la vez. Sirve de gran ayuda en condiciones en que la visibilidad es poca o nula. El horizonte artificial tiene dos partes: el horizonte propiamente dicho, y el indicador de rumbo. El primero est compuesto por una regin azul que representa el cielo, otra normalmente marrn que representa la superficie terrestre, una mira que representa el morro del avin, y varias marcas a su alrededor. Las marcas horizontales a ambos lados representan las alas, el plano de la aeronave, y su ngulo con el lmite entre las regiones de cielo y superficie (el horizonte artificial), el ngulo de alabeo. Dispuestas verticalmente a intervalos regulares, hay marcas horizontales ms pequeas que representan ngulos concretos en el plano vertical, a intervalos de 5, 10, etc. Muestran el ngulo actual del eje longitudinal con el plano del suelo.

Su principio mecnico de funcionamiento esgiroscpico.

Instrumentos de control del motor

Cuentavueltas otacmetro.

Medidor de presin de colector o MAP.

Indicadores de potencia

Las aeronaves (aviones ohelicpteros) pueden ir equipados con distintos tipos de motores segn su tamao y uso. Los principales tipos de motor comercial que se utilizan son:

motor de combustin interna;

motor turbohliceo turboprop;

motor de reaccin;

turbofn.

Dependiendo del tipo de motor se eligen los instrumentos de potencia que se utilizan, por ejemplo en aeronaves de pequeo tamao que utilizan motores de combustin interna el instrumento indicador de potencia por excelencia es eltacmetro, o cuentavueltas, combinado con el indicador de presin de admisin, el cual nos indica lacarga motor.

Medidor de temperatura de gases de escape (EGT).

En la mayora de los tipos de motores de combustin interna se puede ajustar la riqueza de mezcla, en funcin de la altura y el rgimen de vuelo (trepada, crucero, descenso) para lo cual se monitoriza la temperatura de los gases de escape (EGT oExhaust Gas Temperature).

Indicadores de estado de funcionamiento de motor

Los ms importantes son:

Manmetrode presin de aceite;

temperatura deculatas;

termmetrode aceite;

indicadores deautonoma;

nivel de combustible;

caudal de combustible.

Instrumentos de navegacin

Brjula aeronutica.

Son los instrumentos esenciales para poder orientarse y seguir la ruta deseada por parte del piloto.

Brjula[editar]

Labrjulao comps permite al piloto conocer elrumbode la aeronave. En muchas ocasiones, la brjula se complementa con ungirscopo, cuyo movimiento es ms estable y preciso que el del comps.

Indicador de rumbos o HI (heading indicator)

Indicador de rumbos de una avionetaCessna 172.

El indicador de rumbo, o giroscopio direccional, proporciona al piloto la direccin del avin engrados magnticos. Antiguamente tambin se usaba la brjula, pero debido a que sta se ve afectada por las variaciones magnticas y si el viento es turbulento se vuelve an menos precisa, por lo que ha quedado como un elemento obligatorio pero de uso en caso de fallo de otros instrumentos o como complemento a otros. El indicador de rumbo es muy preciso (aunque se ve afectado por laprecesin) y da al piloto una indicacin mucho ms fcil de interpretar, aunque como todos los aviones disponen tambin de la brjula, con ella cual se toma referencia para ajustar el giro direccional.

Este instrumento, al funcionar sobre la base de un girscopo, permite eliminar los defectos de la brjula magntica, entre otros la inexactitud en viraje. Suele accionarse con vaco en motores de mbolo, o bien elctricamente. Es ajustable por parte del piloto para compensar con la brjula magntica. Constituy la base del primerpiloto automtico, el Sperry. Errneamente se le suele llamargiro-comps, aunque ste es un dispositivo de navegacin martima.

ADF (Automatic Direction Finder)

Indicador del ADF, en la parte inferior la frecuencia activa de unaNDBy la frecuencia en espera, ostandby.

Es el primero de los instrumentos de radionavegacin que se mont desde los aos 1930 en los aviones, se basa en captar la mxima intensidad de unasealdebaja frecuenciay de gran alcance de una emisoraNDB(Non-Directional Beacon) en tierra, su aguja indicar la direccin a dicha estacin. Al captar la siguiente frecuencia (ver imagen) sealar la direccin de esta otra. Por triangulacin sobre un mapa en el que figuran las emisoras NDB se puede conocer la posicin en ese instante.

DME (Distance measuring equipment)

Receptor DME (superior) junto con un receptor ADF (inferior).

Elequipo medidor de distancia, basado en el fundamento del tiempo de respuesta de la seal de radar, aport la gran ventaja de que proporcionaba la distancia a la emisora cuya frecuencia se haba seleccionado, mediante el clculo de la diferencia de las seales pulsatorias dealta frecuencia.

CDI (Course Deviation Indicator)

Pantalla del CDI, mostrando un posicionamiento del avin a la derecha (tringulo amarillo) y hacia el rumbo 360, coincidente con la siguiente estacin (indicacin sobre el tringulo de TO, es el cdigo de la siguiente estacinVOR).

Este dispositivo, basado en seales demuy alta fecuencia(VHF), y por tanto de alcance menor, se apoya para su funcionamiento en las antenasVOR(VHF Omnidirectional Range). Aporta sobre los anteriores la particularidad de que permite saber al piloto si se encuentra a la derecha, a la izquierda o centrado sobre el radial (rumbo a o desde la emisora VOR).

ILS (Instrumental Landing System)

Funcionamiento delILS: en la imagen izquierda la aeronave posee una senda de aproximacin con altura escasa y desviada a la derecha del eje de la pista; en la derecha se muestra una senda centrada y con la altura adecuada.

Elsistema de aterrizaje instrumental(en inglsInstrumental Landing System) es un sistema fundamental para las fases de aproximacin y aterrizaje en condiciones de vuelo instrumental (IFR), especialmente de baja visibilidad (niebla, noche, problemas de visibilidad en cabina, etc.), ya que a diferencia de los anteriores dispositivos, que solo indican rumbos, ste nos indica el ngulo de descenso correcto adems de la alineacin con el eje de la pista.

Piloto automtico (AUTOPILOT oAutomatic pilot)

Piloto automticosimple de unaPiper Comanche, con los ajustes dealabeo(roll),cabeceo(pitch) yaltitud.

El sistema depiloto automticofue desarrollado en la dcada de 1930 porElmer Sperry. Es una de las claves que permitieron el gran desarrollo de la navegacin a larga distancia, ya que posibilita automatizar el pilotaje manteniendo el rumbo, la altitud y la velocidad durante largos perodos de tiempo, descargando al piloto de esta tarea, para poder concentrarse en la navegacin y la supervisin de los sistemas, especialmente del motor, as como de las comunicaciones.

Sistema de gestin de vuelo (Flight Management System)

Sistema de gestin de vuelode unAirbus A320en la posicin del copiloto.

Elsistema de gestin de vuelo(tambin conocido por FMS, acrnimo de la denominacin en inglsFlight Management System), en realidad un potente ordenador, permite programar la ruta y volarla manualmente o mediante el piloto automtico, adems de calcular una gran cantidad de variables de la aeronave, entre las cuales las relativas a la operacin de los motores, la gestin del combustible, y todos los clculos imaginables con respecto a la navegacin y el vuelo de la aeronave. El FMC (Flight Management Computer), o FMS, nombre este ltimo ms adecuado por referirse a todo el complejo en su totalidad, recibe informacin de prcticamente todos los instrumentos del avin. Los datoscartogrficose informacin referente a procedimientos de navegacin, se insertan electrnicamente en el ordenador central, de la misma forma en que se renuevan lascartas de navegacin, aproximacin, despegue e informacin aeroportuaria, cambiando las hojas de papel usadas y sustituyndolas por las nuevas.

No obstante, este sistema, por razones de redundancia, se sigue utilizando escrupulosamente. La seguridad area no puede depender de sistemas electrnicos que puedan fallar.