Cuide su actitud: una guía completa de indicadores de actitud de las aeronaves
Durante el vuelo, los pilotos VFR pueden simplemente mirar fuera de la cabina las alas y la relación del capó del avión con el horizonte, y luego usar esa imagen como su "indicador de actitud" no oficial. Sin embargo, para los pilotos IFR que vuelan con instrumentos, la IA es de vital importancia.
Pero no se desconecten todavía, pilotos VFR. Continúe leyendo para repasar qué es el indicador de IA, cómo funciona, cómo leerlo y los posibles errores del instrumento a tener en cuenta.
¿Cómo está tu actitud? No, no estamos hablando de tu mentalidad de piloto, aunque eso también es importante. Hoy continuamos nuestra serie sobre instrumentación de aeronaves con una inmersión profunda en el indicador de actitud, o "AI" para abreviar.
Durante el vuelo, los pilotos VFR simplemente pueden mirar fuera de la cabina las alas y la relación de la cubierta del motor con el horizonte y usar esa referencia visual como su indicador de actitud no oficial. Para los pilotos IFR que vuelan con instrumentos, el AI es de vital importancia. Pero no se desconecten todavía, pilotos VFR. Siempre existe la posibilidad de que un día puedan volar hacia condiciones meteorológicas de instrumentos (IMC) que se desarrollen rápidamente, y en esa circunstancia necesitarían saber lo básico sobre cómo usar sus instrumentos para mantener el control de la aeronave y volar de regreso a un clima despejado.
La experiencia de vuelo instrumental también es importante de noche, cuando las ilusiones de vuelo nocturno pueden causar desorientación fácilmente. Muchas veces el horizonte ni siquiera es visible, solo una niebla sólida entre el cielo y el suelo. Si se siente cómodo usando sus instrumentos, podrá verificar lo que cree ver o sentir.
Esta guía cubre qué es el medidor de AI, cómo funciona, cómo leerlo, los errores de los instrumentos a tener en cuenta y, si su panel todavía funciona con una bomba de vacío, si un indicador de actitud de vacío, eléctrico o digital debería ser su próxima actualización.
Puntos clave
- El indicador de actitud (también llamado horizonte artificial o girohorizonte) muestra la inclinación y el alabeo contra un horizonte artificial, lo que lo convierte en el único instrumento que muestra ambos ejes de un solo vistazo.
- Los AI tradicionales utilizan un giroscopio que gira por el sistema de vacío o el sistema eléctrico; las cabinas de cristal reemplazan el giroscopio por completo con un AHRS de estado sólido.
- Lea el alabeo desde el puntero contra las marcas de 10, 20, 30, 45 y 60 grados, y lea la inclinación desde las líneas de horizonte de 5 y 10 grados detrás de la aeronave en miniatura.
- Los fallos de la bomba de vacío son insidiosos: el giro se ralentiza lentamente y la pantalla se inclina en un falso alabeo creíble, así que verifique su indicador de succión y conozca su escaneo de panel parcial.
- Si su AI de vacío debe ser revisado, un reemplazo digital como el uAvionix AV-30 elimina los límites de volteo, la deriva de precesión y el sistema de vacío en sí.
¿Qué es un indicador de actitud?
El indicador de actitud es un instrumento de vuelo giroscópico de indicación directa montado cerca del centro del panel de instrumentos. Muestra tanto el cabeceo como el alabeo contra una pantalla de horizonte artificial.
También conocido como horizonte artificial o girohorizonte, el AI monitorea la orientación de su aeronave con respecto al horizonte terrestre. Cuando se usa junto con el indicador de rumbo y el indicador de viraje, el indicador de actitud ayuda a los pilotos a mantener el vuelo recto y nivelado, así como a ejecutar virajes coordinados, manteniendo el control del alabeo en todo momento.
Existen varios tipos de AI: el indicador de actitud tradicional impulsado por vacío, el indicador de actitud eléctrico y el indicador de actitud digital (de estado sólido) que se encuentra en los paneles de vidrio y en los instrumentos modernos de modernización. Comparamos los tres en la sección de actualización a continuación.
¿Cómo funciona un indicador de actitud?
El giroscopio interior
Los indicadores de actitud también se llaman girohorizontes o giroscopios de actitud porque utilizan un giroscopio incorporado como fuente de sus lecturas. El giroscopio del AI generalmente se alimenta mediante la succión de una bomba de vacío a bordo, aunque en algunos aviones funciona con corriente continua del sistema eléctrico en su lugar.
El giroscopio del AI está cardán con un eje de giro vertical. Los anillos cardán del indicador giran libremente en los ejes lateral y longitudinal para que el instrumento pueda proporcionar datos de actitud de cabeceo y actitud de alabeo. Como instrumento de indicación directa, el AI muestra los cambios de actitud de alabeo y cabeceo en tiempo real sin retardo.
Cabinas de cristal: AHRS en lugar de un giroscopio
En una cabina de cristal con una pantalla de vuelo principal, no hay un giroscopio físico detrás de la imagen de actitud. Una fuente de actitud de estado sólido obtiene sus datos del Sistema de Referencia de Actitud y Rumbo (AHRS), y en aeronaves más grandes de una Unidad de Referencia Inercial (IRU) o Sistema de Navegación Inercial (INS). La pantalla tiene el mismo aspecto, pero los modos de fallo y las limitaciones son completamente diferentes, lo que importa cuando hablamos de actualizaciones más adelante.
Después de leer el resto de este artículo, vea el video del indicador de actitud de Aviation Theory para ver ejemplos de los diferentes diseños de indicadores de actitud, obtener consejos sobre cómo leer los punteros del cielo (las versiones a veces confusas de los indicadores de actitud analógicos en las cabinas de cristal) y ver una visualización fácil de seguir de cómo funciona la precesión giroscópica.
Cómo leer un indicador de actitud
El AI le ofrece una instantánea rápida de sus actitudes de cabeceo y alabeo de un solo vistazo. Su indicador contiene una representación pictórica de una aeronave, el cielo, la tierra y una línea de horizonte artificial. A medida que inclina las alas en un viraje, o eleva o baja la nariz de su aeronave, la posición de la aeronave en miniatura en la carátula del indicador reflejará sus acciones. Las marcas de graduación, punteros, flechas y líneas en la carátula ayudan a cuantificar el grado de cambio.
Cómo leer el indicador de inclinación
El pequeño icono de la aeronave es útil para una rápida verificación visual de su información de inclinación. Su indicador de inclinación muestra el ángulo de inclinación, o el ángulo entre el horizonte y el eje lateral de su avión.
A medida que entra en un viraje, la aeronave en miniatura en su indicador de actitud rodará hacia la izquierda o hacia la derecha con usted. Para lecturas más precisas del grado de inclinación, mire la escala curva de grados de inclinación a lo largo de la parte superior de la esfera del indicador y verifique la posición del puntero de inclinación con respecto a las marcas de graduación fijas de la escala.
La mayoría de los medidores tienen marcas grandes para ángulos de inclinación de 30 y 60 grados junto con un indicador en forma de punto para inclinaciones de 45 grados. Las marcas más delgadas a 10 y 20 grados sirven como ayudas visuales de interpolación para ángulos de inclinación inferiores a 30 grados.
Consejo profesional: No confunda el coordinador de viraje con el indicador de inclinación. Su coordinador de viraje indica si su aeronave está girando y a qué velocidad. El indicador de inclinación simplemente mide el ángulo entre sus alas y el horizonte.
Cómo leer el indicador de cabeceo
La parte del indicador de cabeceo de su AI mide el ángulo entre el horizonte y el eje longitudinal de su aeronave. En términos sencillos, mide cuánto se inclina la nariz de su aeronave hacia arriba o hacia abajo con respecto al horizonte.
A medida que el giroscopio registra un cambio en el cabeceo, la aeronave en miniatura en su indicador se moverá verticalmente hacia arriba o hacia abajo con respecto al horizonte artificial. Observe la posición del pequeño punto entre las alas del mini avión. Esto marca su ángulo de cabeceo actual. Los ángulos de cabeceo se comunican usando líneas horizontales en incrementos de 5 grados tanto hacia arriba como hacia abajo. Las líneas de 5 grados son cortas y alternan con líneas largas y etiquetadas de 10 grados.
Cuando las alas de la aeronave en miniatura están alineadas con la barra del horizonte, la aeronave está en vuelo recto y nivelado. Tenga en cuenta que en una cabina de cristal, el AHRS proporciona los datos de cabeceo y alabeo para la actitud de la aeronave.
Consejo profesional: El indicador de cabeceo no le dice si su avión está ascendiendo o descendiendo. Solo comunica la actitud. Necesitará verificar su indicador de velocidad vertical (VSI) para saber si su altitud está cambiando y, de ser así, qué tan rápido.
Errores comunes del indicador de actitud
La buena noticia es que los indicadores de actitud tienen errores bastante limitados, la mayoría de los cuales pueden corregirse fácilmente.
Desalineación del botón de ajuste de actitud
Algunos indicadores de actitud tienen un botón de ajuste que le permite mover la aeronave en miniatura según su punto de vista. Asegúrese de realizar estos ajustes solo cuando esté en tierra o al menos volando recto y nivelado en condiciones meteorológicas visuales (VMC).
Límites de cabeceo y alabeo
Los AI más antiguos tenían límites de cabeceo de 60 grados y límites de alabeo de 100 grados. Exceder esos límites haría que el giroscopio se "volcara" y necesitara realinearse con el horizonte. Los AI mecánicos más nuevos suelen tener límites de cabeceo de al menos 85 grados y ningún límite de alabeo, y los instrumentos digitales AHRS no tienen límites de volteo en absoluto.
Precesión giroscópica
Dado que la Tierra rota a unos 15 grados por hora, la alineación del giroscopio del indicador de actitud se desvía del horizonte real con el tiempo. Para los giroscopios verticales como el indicador de actitud, el efecto de deriva es peor en el ecuador y menos severo en los polos.
Para compensar la precesión, su indicador debe realinearse periódicamente con el horizonte. Si nota que se ha desviado y no se ha realineado, puede alinearlo manualmente cuando esté en actitud recta y nivelada o en tierra.
Contaminación del sistema
En un sistema de giro asistido por vacío, si la caja del instrumento falla, los contaminantes pueden filtrarse y el aire puede escapar. Ambos causan errores de lectura. Un filtro de aire central obstruido también priva al giro de flujo de aire y ralentiza el rotor, produciendo indicaciones lentas y rezagadas mucho antes de que el instrumento falle por completo.
Vacío vs. Eléctrico vs. Digital: ¿Qué AI pertenece a su panel?
Tarde o temprano, cada propietario de un panel heredado se enfrenta a la misma decisión: el indicador de actitud de vacío comienza a desviarse durante el arranque, llega la cotización de la revisión y tiene que elegir si reparar la tecnología antigua o actualizarse a algo más nuevo. Así es como se comparan las tres opciones en el avión.
| Tipo | Fuente de energía | Modo de falla típico | Ideal para |
|---|---|---|---|
| Giroscopio de vacío | Bomba de vacío accionada por motor | Desaceleración lenta del giroscopio después de la falla de la bomba con una pantalla engañosa y que se inclina gradualmente | Mantener un panel heredado original de serie |
| Giroscopio eléctrico | Sistema eléctrico de CC de la aeronave | Desgaste de los rodamientos con el tiempo; aparece una bandera de advertencia en caso de pérdida de energía | Redundancia junto con un sistema de vacío |
| Digital (AHRS) | Energía de la nave con batería de respaldo interna | Falla grave con una pantalla marcada, sin inclinación falsa lenta | Actualizaciones de panel y vuelo IFR serio |
La justificación para mantener el vacío
Los AI de vacío son simples, pueden ser revisados en el campo y son independientes de su sistema eléctrico. Si vuela VFR diurno en una aeronave antigua y desea mantener el panel acorde a la época, un AI de vacío revisado es una opción legítima. La desventaja es el modo de falla: las bombas de vacío secas fallan rutinariamente sin previo aviso, y el giroscopio moribundo le miente lentamente en lugar de fallar de manera obvia. Si mantiene el vacío, revise el indicador de succión religiosamente y trate cualquier lectura fuera del arco verde como una falla del AI en progreso.
Cuando un AI eléctrico tiene sentido
Los indicadores de actitud eléctricos funcionan con el bus de CC de la aeronave, por lo que sobreviven por completo a una falla de la bomba de vacío. Históricamente se instalaron como instrumentos de respaldo junto a un primario de vacío, y ahí es donde todavía brillan: dos fuentes de energía diferentes significan que ninguna falla única le quita su referencia de actitud. Sin embargo, siguen siendo giroscopios de masa giratoria, por lo que el desgaste de los cojinetes, el tiempo de arranque y la precesión aún se aplican.
Por qué la mayoría de las actualizaciones son digitales
Los instrumentos AHRS de estado sólido no tienen rotor para desacelerar, límites de volcadura, deriva de precesión, y una batería de respaldo incorporada que mantiene la pantalla activa durante una falla del alternador. Unidades de adaptación como el uAvionix AV-30-C encajan en el mismo orificio redondo de 3 pulgadas que ocupaba su viejo giroscopio y añaden una pantalla de actitud moderna más lecturas configurables que su instrumento de vacío nunca ofreció. Para aeronaves con certificado de tipo, el AV-30-C cuenta con las aprobaciones que necesita un instalador, mientras que los propietarios de aviones experimentales y de construcción casera pueden instalar la versión AV-30-E sin la documentación certificada.
Su ruta de actualización, paso a paso
- Alquiler o estudiante: Vuela con lo que haya en el panel, así que entrena para la falla de vacío en su lugar. Un dispositivo que limita la visión y la práctica regular del panel parcial son su mejor inversión.
- Propietario con un AI de vacío en buen estado: Agregue redundancia antes de necesitarla. Una fuente AHRS portátil que envía una pantalla de actitud a su tableta le brinda una verificación cruzada independiente para la conciencia situacional.
- Propietario que se enfrenta a una revisión del AI: Este es el momento de optar por lo digital. El dinero de la revisión se destina a un instrumento de estado sólido en lugar de reciclar tecnología de los años 60, y muchos propietarios eliminan por completo el sistema de vacío una vez que el último giroscopio ha desaparecido. Coordínese con su taller de aviónica sobre la lista de modelos aprobados y los requisitos de equipo de su aeronave.
- Constructor experimental: Omita el sistema de vacío desde el primer día y planifique el panel alrededor de los instrumentos digitales. Ahorrará peso, tuberías y un punto de falla conocido.
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Arriba el tren de aterrizaje: Actualizaciones del indicador de actitud y selecciones de entrenamiento IFR
Estas son las opciones que más a menudo recomendamos a los pilotos cuando la conversación se centra en los instrumentos de actitud y la competencia en el vuelo instrumental. Cada enlace lleva a datos de productos en vivo.
uAvionix AV-30-C MFD Digital Certificado: Retire su giro de vacío para siempre
Pantalla digital multifunción certificada de 3 pulgadas, construida para reemplazar instrumentos analógicos heredados en aeronaves con certificado de tipo.
- Se instala en un recorte estándar de instrumento de 3 pulgadas, reemplazando el AI o DG mecánico.
- Actitud AHRS de estado sólido sin límites de vuelco ni deriva de precesión.
- Batería de respaldo interna que mantiene la pantalla activa durante una falla eléctrica.
- Campos configurables que añaden datos que su viejo giroscopio nunca mostró, desde la carga G hasta el voltaje del bus.
- Este es un instrumento de panel, así que planifique la instalación y certificación por un taller de aviónica o un A&P, no un intercambio de fin de semana.
Perfecto para: propietarios de aeronaves certificadas que reemplazan un indicador de actitud de vacío desgastado con la fiabilidad moderna de estado sólido.
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MFD digital experimental uAvionix AV-30-E: la misma pantalla sin la documentación certificada
Versión de categoría experimental del AV-30, diseñada para reemplazar los antiguos indicadores mecánicos en aeronaves de fabricación casera y experimentales.
- Mismo formato de 3 pulgadas y pantalla de actitud de estado sólido que la unidad certificada
- Configurable como indicador de actitud o giróscopo direccional
- No requiere sistema de vacío, lo que elimina tuberías, peso y un punto de fallo
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- ¿Qué muestra un indicador de actitud?
- El indicador de actitud muestra el cabeceo y la inclinación de su aeronave en relación con el horizonte en una sola imagen. Un símbolo de avión en miniatura permanece fijo frente a una línea de horizonte que se mueve detrás de él: cuando el morro real se eleva o las alas se inclinan, la pantalla lo refleja instantáneamente. Las marcas de grados cuantifican el cambio, con líneas de cabeceo en pasos de 5 grados y marcas de inclinación en 10, 20, 30, 45 y 60 grados. Es el único instrumento que le da ambos ejes de un vistazo, por lo que es el ancla de cada escaneo de instrumentos.
- ¿Por qué se llama horizonte artificial al indicador de actitud?
- Porque recrea el horizonte natural dentro de la cabina. En condiciones visuales, mantienes el avión en posición vertical referenciando el horizonte real por el parabrisas. En condiciones de nubes, niebla o noche oscura, esa referencia desaparece, por lo que el instrumento pinta un sustituto: una pantalla azul sobre marrón dividida por una línea blanca de horizonte que se mantiene alineada con el horizonte terrestre real, sin importar lo que haga el avión a su alrededor. Los manuales más antiguos también lo llaman girohorizonte, ya que un giróscopo giratorio tradicionalmente mantenía esa línea estable.
- ¿Qué alimenta un indicador de actitud?
- La mayoría de los indicadores de actitud antiguos funcionan con vacío: una bomba accionada por el motor aspira aire a través de la caja y hace girar el rotor del giroscopio a alta velocidad. Algunas aeronaves utilizan en su lugar indicadores de actitud eléctricos impulsados por el sistema eléctrico de CC, a menudo como respaldo del instrumento de vacío. Los indicadores de actitud digitales modernos no tienen ningún giroscopio giratorio; los sensores AHRS de estado sólido miden la actitud electrónicamente y funcionan con la alimentación de la aeronave con una batería interna de respaldo. Saber qué fuente alimenta el suyo es importante, porque le indica exactamente qué falla lleva al instrumento con ella.
- ¿Qué sucede cuando falla una bomba de vacío en vuelo?
- El indicador de actitud muere lentamente, y eso es lo que lo hace peligroso. El giro no se detiene instantáneamente; disminuye la velocidad durante varios minutos, y la pantalla se inclina gradualmente hacia un banco falso que parece creíble si se sigue. Muchos accidentes fatales de pérdida de control comenzaron exactamente de esta manera. Mantenga el medidor de succión en su exploración, y si sospecha una falla, cubra el instrumento y vuele con panel parcial usando el coordinador de virajes, el indicador de velocidad y el altímetro hasta que llegue a condiciones visuales.
- ¿Puedo reemplazar un indicador de actitud de vacío por uno digital?
- Sí. Los reemplazos de estado sólido como el uAvionix AV-30-C cuentan con aprobaciones que permiten que un taller de aviónica los instale en muchas aeronaves certificadas por tipo en lugar del instrumento de vacío original, y los constructores experimentales pueden usar libremente la versión no certificada. Las unidades digitales no tienen límites de cabeceo, ni deriva de precesión, y suelen incluir una batería de respaldo. Dependiendo de la aeronave y del resto del panel, también es posible que pueda eliminar el sistema de vacío por completo, lo que ahorra peso y elimina un punto de falla único común. Hable primero con su instalador sobre la lista de modelos aprobados.
- ¿Cuál es la diferencia entre un indicador de actitud y un coordinador de virajes?
- El indicador de actitud muestra el ángulo de sus alas con respecto al horizonte, mientras que el coordinador de virajes muestra la velocidad a la que cambia su rumbo. Suenan similares pero responden a preguntas diferentes. Puede mantener una inclinación de 15 grados con la bola centrada, y el coordinador de virajes mostrará el viraje mientras que el indicador de actitud muestra la inclinación en sí misma. En el trabajo de panel parcial, la distinción lo es todo, porque el coordinador de virajes es eléctrico en la mayoría de las aeronaves y sobrevive a una falla de vacío.
- ¿Cómo arreglo un indicador de actitud que se ha "tumbado"?
- Vuelva a colocarlo en vuelo recto y nivelado o en tierra. Los giróscopos más antiguos que superan sus límites de cabeceo o inclinación se voltean y muestran indicaciones inutilizables hasta que el mecanismo de erección los realinea con el horizonte, lo que puede llevar varios minutos de vuelo estable y sin aceleración. Si su instrumento tiene un botón de bloqueo, úselo solo cuando esté nivelado, ya que bloquear en una inclinación fija un error. Los volteos repetidos, la erección lenta o una barra de horizonte errante después del arranque son signos de que los rodamientos del giroscopio se están desgastando y el instrumento necesita una revisión o reemplazo.
- ¿Los cockpits de cristal todavía utilizan giróscopos?
- No mecánicos. Las pantallas de vuelo primarias de los cockpits de cristal obtienen la actitud de un AHRS, un sistema de referencia de actitud y rumbo que utiliza sensores de estado sólido sin rotor giratorio, sin bomba de vacío y sin límites de volteo. El PFD dibuja la misma imagen de actitud azul sobre marrón que los pilotos han utilizado durante décadas, solo que de una fuente digital. La mayoría de las aeronaves con panel de cristal todavía llevan un instrumento de actitud de reserva independiente, ya sea un pequeño giróscopo mecánico o una unidad digital autocontenida separada, para que una única falla eléctrica no pueda eliminar todas las referencias de actitud.
Sobre el autor
Neil S. Glazer es un piloto comercial con habilitaciones multimotor e instrumental, y el fundador de PilotMall.com. Ha pasado más de dos décadas ayudando a pilotos a encontrar el equipo adecuado, desde kits de inicio para estudiantes de piloto hasta actualizaciones completas de paneles, y aún cree que el mejor instrumento en cualquier cabina es un piloto bien entrenado.
1 comentario
Thank you for your clear and easy-to-understand explanation. Stay safe!