Los instrumentos de vuelo son los instrumentos en la cabina de un avión que proporcionan al piloto datos sobre la situación de vuelo de ese avión, como altitud , velocidad , velocidad vertical , rumbo y mucha más información crucial en vuelo. Mejoran la seguridad al permitir al piloto volar la aeronave en vuelo nivelado y realizar giros, sin una referencia fuera de la aeronave como el horizonte. Las reglas de vuelo visual (VFR) requieren un indicador de velocidad aérea , un altímetro y una brújula u otro indicador de dirección magnético adecuado. Las reglas de vuelo por instrumentos (IFR) requieren además un indicador de inclinación giroscópica ( horizonte artificial ), dirección (giroscopio direccional) y velocidad de giro, además de un indicador de deslizamiento, altímetro ajustable y un reloj. El vuelo en condiciones meteorológicas instrumentales (IMC) requiere instrumentos de radionavegación para despegues y aterrizajes precisos. [1] : 3-1
El término a veces se utiliza libremente como sinónimo de instrumentos de cabina en su conjunto, en cuyo contexto puede incluir instrumentos de motor, equipos de navegación y comunicaciones. Muchos aviones modernos tienen sistemas electrónicos de instrumentos de vuelo .
La mayoría de las aeronaves reguladas cuentan con estos instrumentos de vuelo según lo dicta el Código de Regulaciones Federales de EE. UU ., Título 14, Parte 91. Se agrupan según sistema pitot-estático , sistemas de brújula e instrumentos giroscópicos . [1] : 3-1
Los instrumentos que son sistemas Pitot estáticos utilizan diferencias de presión de aire para determinar la velocidad y la altitud.
El altímetro muestra la altitud de la aeronave sobre el nivel del mar midiendo la diferencia entre la presión en una pila de cápsulas aneroide dentro del altímetro y la presión atmosférica obtenida a través del sistema estático . La unidad más común para la calibración de altímetros en todo el mundo es el hectopascales (hPa), excepto en América del Norte y Japón, donde se utilizan pulgadas de mercurio (inHg). [2] El altímetro es ajustable según la presión barométrica local, que debe configurarse correctamente para obtener lecturas de altitud precisas, generalmente en pies o metros. A medida que el avión asciende, las cápsulas se expanden y la presión estática cae, lo que hace que el altímetro indique una mayor altitud. El efecto contrario se produce al descender. Con el avance de la aviación y el aumento del techo de altitud, el dial del altímetro tuvo que modificarse para su uso tanto en altitudes más altas como más bajas. Por lo tanto, cuando las agujas indicaban altitudes más bajas, es decir, la primera operación de 360 grados de los punteros se delineaba por la aparición de una pequeña ventana con líneas oblicuas que advertían al piloto que estaba más cerca del suelo. Esta modificación se introdujo a principios de los años sesenta tras la recurrencia de accidentes aéreos provocados por la confusión en la mente del piloto. A mayores altitudes, la ventana desaparecerá. [1] : 3–3
El indicador de velocidad muestra la velocidad del avión en relación con el aire circundante. Los nudos son la unidad más utilizada actualmente, pero a veces se utilizan kilómetros por hora. El indicador de velocidad del aire funciona midiendo la presión del aire en el tubo Pitot de la aeronave en relación con la presión estática ambiental. La velocidad aérea indicada (IAS) debe corregirse por presión y temperatura no estándar para obtener la velocidad aérea verdadera (TAS). El instrumento está codificado por colores para indicar velocidades importantes, como la velocidad de pérdida, la velocidad que nunca se excede o las velocidades de operación segura de los flaps . [1] : 3-7 a 3-8
El VSI (también llamado a veces variómetro o indicador de velocidad de ascenso) detecta los cambios en la presión del aire y muestra esa información al piloto como una velocidad de ascenso o descenso en pies por minuto, metros por segundo o nudos. [1] : 3-8 a 3-9
La brújula muestra el rumbo del avión en relación con el norte magnético. Los errores incluyen Variación , o la diferencia entre la dirección magnética y la verdadera, y Desviación, causada por el cableado eléctrico de la aeronave, que requiere una Tarjeta de corrección de brújula. Además, la brújula está sujeta a errores de inmersión. Si bien es confiable en vuelos nivelados, puede dar indicaciones confusas al girar , ascender, descender o acelerar debido a la inclinación del campo magnético de la Tierra. Por esta razón, el indicador de rumbo también se utiliza para la operación de aeronaves, pero calibrado periódicamente con respecto a la brújula. [1] : 3-9 a 3-13, 3-19
El indicador de actitud (también conocido como horizonte artificial ) muestra la relación de la aeronave con el horizonte. A partir de esto, el piloto puede saber si las alas están niveladas ( balanceo ) y si el morro del avión apunta por encima o por debajo del horizonte ( cabeceo ). [1] : 3-18 a 3-19 La actitud siempre se presenta a los usuarios en grados de unidad (°). [ cita necesaria ] El indicador de actitud es un instrumento principal para el vuelo por instrumentos y también es útil en condiciones de poca visibilidad. Los pilotos están capacitados para utilizar otros instrumentos en combinación en caso de que este instrumento o su energía falle.
El indicador de rumbo (también conocido como giroscopio direccional o DG) muestra el rumbo de la aeronave en los puntos de la brújula y con respecto al norte magnético cuando se configura con una brújula. La fricción del rodamiento provoca errores de deriva por precesión , que deben corregirse periódicamente calibrando el instrumento con la brújula magnética. [1] : 3-19 a 3-20 En muchos aviones avanzados (incluidos casi todos los aviones a reacción), el indicador de rumbo se reemplaza por un indicador de situación horizontal (HSI) que proporciona la misma información de rumbo, pero también ayuda con la navegación.
Estos incluyen el indicador de giro y deslizamiento y el coordinador de giro, que indican la rotación alrededor del eje longitudinal . Incluyen un inclinómetro para indicar si la aeronave está en vuelo Coordinado , o en Resbalón o Patinaje . Las marcas adicionales indican un giro de tarifa estándar . [1] : 3-20 a 3-22 La velocidad de giro se expresa más comúnmente en grados por segundo (deg/s) o minutos por giro (min/tr). [ cita necesaria ]
Estos incluyen el Indicador de situación horizontal (HSI) y el Indicador de actitud del director (ADI). El HSI combina la brújula magnética con señales de navegación y una senda de planeo . La información de navegación proviene de un VOR / Localizador , o GNSS . El ADI es un indicador de actitud con barras de dirección controladas por computadora, que facilita la tarea durante el vuelo por instrumentos. [1] : 3-22 a 3-23, 7-10
El instrumento indicador VOR incluye un indicador de desviación de rumbo (CDI), un selector omnidireccional (OBS), un indicador TO/FROM y banderas. El CDI muestra la posición lateral de una aeronave en relación con una trayectoria radial seleccionada. Se utiliza para orientación, seguimiento hacia o desde una estación e interceptación de rumbo. [1] : 7-8 a 7-11 En el instrumento, la aguja vertical indica la posición lateral de la pista seleccionada. Una aguja horizontal permite al piloto seguir una senda de planeo cuando el instrumento se utiliza con un ILS.
El instrumento indicador del buscador automático de dirección (ADF) puede ser una tarjeta fija, una tarjeta móvil o un indicador radiomagnético (RMI). Un RMI está acoplado de forma remota a un girocompás para que gire automáticamente la tarjeta de azimut para representar el rumbo de la aeronave. [1] : 7-3 a 7-4 Mientras que las pantallas ADF simples pueden tener solo una aguja, un RMI típico tiene dos, acopladas a diferentes receptores ADF, lo que permite fijar la posición usando un solo instrumento.
La mayoría de los aviones están equipados con un conjunto estándar de instrumentos de vuelo que brindan al piloto información sobre la actitud, la velocidad y la altitud del avión.
La mayoría de los aviones estadounidenses construidos desde la década de 1940 tienen instrumentos de vuelo dispuestos en un patrón estandarizado llamado disposición "T". [3] El indicador de actitud está en la parte superior central, la velocidad del aire a la izquierda, el altímetro a la derecha y el indicador de rumbo debajo del indicador de actitud. Los otros dos, coordinador de giro y velocidad vertical, generalmente se encuentran debajo de la velocidad del aire y el altímetro, pero se les da más latitud en su ubicación. La brújula magnética estará encima del panel de instrumentos, a menudo en el poste central del parabrisas . En los aviones más nuevos con instrumentos de cabina de cristal , la disposición de las pantallas se ajusta a la disposición básica en T.
En 1929, Jimmy Doolittle se convirtió en el primer piloto en despegar, volar y aterrizar un avión utilizando únicamente instrumentos, sin visión fuera de la cabina. En 1937, la Royal Air Force (RAF) británica eligió un conjunto de seis instrumentos de vuelo esenciales [4] que seguirían siendo el panel estándar utilizado para volar en condiciones meteorológicas por instrumentos (IMC) durante los siguientes 20 años. Ellos eran:
Esta disposición de paneles se incorporó a todos los aviones de la RAF construidos según las especificaciones oficiales a partir de 1938, como el Miles Master , el Hawker Hurricane , el Supermarine Spitfire y los bombarderos pesados de cuatro motores Avro Lancaster y Handley Page Halifax , pero no el anterior Tiger monomotor ligero. Moth Trainer, y minimizó las dificultades de conversión de tipos asociadas con el vuelo a ciegas, ya que un piloto entrenado en un avión podría acostumbrarse rápidamente a cualquier otro si los instrumentos fueran idénticos.
Este six set básico, también conocido como "six pack", [5] también fue adoptado por la aviación comercial. Después de la Segunda Guerra Mundial, la disposición se cambió a: (fila superior) velocidad aérea, horizonte artificial, altímetro, (fila inferior) indicador de giro e inclinación, indicador de rumbo, velocidad vertical.
En cabinas de cristal los instrumentos de vuelo se muestran en monitores. La pantalla de vuelo principal ocupa un lugar central en el panel, reemplazando el horizonte artificial, a menudo, con un indicador de situación horizontal al lado o integrado con el PFD. La velocidad aérea indicada, el altímetro y el indicador de velocidad vertical se muestran como "cintas" móviles con la velocidad aérea indicada a la izquierda del horizonte y el altímetro y la velocidad vertical a la derecha en el mismo diseño que en la mayoría de las "cabinas de reloj" de estilo antiguo. .
Con buena visibilidad, un piloto puede volar mirando hacia afuera. Sin embargo, cuando se vuela en las nubes o de noche, es necesario al menos un instrumento giroscópico para orientar la aeronave, ya sea un horizonte artificial, un giro y deslizamiento o una brújula giroscópica.
El indicador de velocidad vertical, o VSI, es más "una buena ayuda" que absolutamente esencial. En los aviones a reacción, muestra la velocidad vertical en miles de pies por minuto, normalmente en el rango de -6 a +6. El girocompás se puede utilizar para la navegación, pero también es un instrumento de vuelo. Es necesario para controlar el ajuste del rumbo, para que sea el mismo que el rumbo de la pista de aterrizaje. La velocidad indicada, o IAS, es el segundo instrumento más importante e indica la velocidad con mucha precisión en el rango de 45 a 250 kn (83 a 463 km/h). A mayor altitud, se utiliza un medidor MACH para evitar que el avión se exceda de velocidad. En algunos aviones existe un instrumento llamado velocidad aerodinámica verdadera , o TAS. TAS muestra la velocidad del aire en nudos en el rango de 200 nudos (370 km/h) y más (es como el medidor Mach: no es realmente un instrumento de vuelo). El altímetro muestra la altitud en pies, pero debe corregirse según la presión del aire local en el aeródromo de aterrizaje. El altímetro se puede ajustar para mostrar una altitud de cero pies en la pista (QFE), pero mucho más común es ajustar el altímetro para mostrar la altitud real cuando el avión ha aterrizado (QNH). En este último caso, los pilotos deben tener en cuenta la elevación de la pista. Sin embargo, un radioaltímetro (que muestra la altura sobre el suelo si es inferior a aproximadamente 2000 a 2500 pies (610 a 760 m) ha sido estándar durante décadas. [ cita necesaria ] Sin embargo, este instrumento no se encuentra entre los "cinco grandes", pero aún debe considerarse como un instrumento de vuelo.
