Asignatura: Teoría de Vuelo por Instrumentos I Profesor:Héctor Monje Reeve Primer Semestre...

Asignatura: Teoría de Vuelo por Instrumentos I

Profesor:Héctor Monje Reeve

Primer Semestre

INSTRUMENTOS DE VUELO INSTRUMENTOS DE VUELO

QUE FUNCIONAN QUE FUNCIONAN

CON PRESIÓN DIFERENCIALCON PRESIÓN DIFERENCIAL

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OBJETIVO:OBJETIVO:

Que el alumno comprenda el funcionamiento y propiedades del sistema estático-pitot, e

instrumentos de vuelo asociados y sea capaz de explicar su operación, funcionamiento, utilización

y limitaciones/errores.

Instrumentos de Vuelo que Funcionan con Presión Diferencial

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Presión Atmosférica o Ambiente Presión Atmosférica o Ambiente

o Estática (pe)o Estática (pe)

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Otras Presiones en la MASA DE AIRE:Otras Presiones en la MASA DE AIRE:• Presión Dinámica (pd) (q): 1/2 ρ V2

• Presión de Impacto o Total (Pt): de la masa de aire en movimiento pe + q = Pt

• Presión Diferencial: Diferencia entre Pt con la pe o con q. Puede ser: - Pd del aire (q) (Indicador de Velocidad), o

- Pe del aire menos la presión atrapada en el interior del instrumento (Altímetro/Variómetro).


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Atmósfera EstándarAtmósfera Estándar

(1) Valores predeterminados y fijos de temperatura y presión atmosféricas para determinados incrementos de altitud, desde el nivel del mar hacia las capas superiores de la atmósfera.(2) Una tabla con estas variables define la temperatura y la presión teóricas, además de otras, para cada nivel de altitud. (3) Los instrumentos que funcionan con presión diferencial son calibrados en fábrica con los valores de esta atmósfera estándar.


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Atmósfera Estándar

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Tabla de Atmósfera EstándarTabla de Atmósfera Estándar

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Atmósfera Atmósfera EstándarEstándar

Es una convención: rara vez sucede que la atmósfera real presente los valores de la Tabla de la AS.De ello derivarán algunos errores de los instrumentos que funcionan con presión diferencial.


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SISTEMA ESTÁTICO PITOTSISTEMA ESTÁTICO PITOTProporciona presión atmosférica (estática)

y de impacto o total (estática + dinámica)

a los instrumentos que operan con

diferencias de presión

(presión diferencial).


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Sistema Estático PitotSistema Estático Pitot


presiónestática

I. Velocidad Altímetro

Variómetro

flujo

PresiónTotal

(impacto)

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Sistema Estático Pitot:Sistema Estático Pitot: Errores Errores

• De InstalaciónInstalación (captación errónea de presión estática)

• ReversoReverso (por cambios bruscos y significativos de actitud)

• De CompresibilidadCompresibilidad (por compresión del aire)


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Computador Central de Computador Central de Información Aérea (CADC)Información Aérea (CADC)

Proporciona señales eléctricas a los instrumentos eléctricos o electromecánicos del

sistema estático pitot, para su operación e indicaciones.

Las señales eléctricas son generadas a partir de la información de presión diferencial que llega desde el sistema estático-pitot.


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INDICADOR DE VELOCIDADINDICADOR DE VELOCIDAD


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Diafragma

Presión de impacto llega al diafragma, desde el pitotPresión de impacto llega al diafragma, desde el pitot

Presión estática a la caja, desde los orificios estáticosPresión estática a la caja, desde los orificios estáticos

CONSECUENCIA:El diafragma

se expande y el mecanismo de relojería mueve

la aguja indicadora

CONSECUENCIA:El diafragma

se expande y el mecanismo de relojería mueve

la aguja indicadora

Indicador de VelocidadIndicador de Velocidad

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Indicador de Velocidad: FuncionamientoFuncionamiento

• Si Pe se mantiene constante y aumenta Pt (de impacto) expansión del diafragma; indicador indicador muestramuestra aumento de VAI aumento de VAI

• Si disminuye Pt (de impacto) y Pe permanece constante, o Pe aumenta mientras Pt permanece constante, se contrae el diafragma; indicador muestraindicador muestra disminución de disminución de VAI.VAI.


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Indicador de Velocidad: FuncionamientoFuncionamientoEl IndicadorEl Indicador mide mide Presión Dinámica Presión Dinámica

(Pd = Pt – Pe) = (Pd = Pt – Pe) = VAIVAI


PT (de impacto)

pe

Pd = VAI

EXPANSIÓNDel DIAFRAGMA

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Indicador de Velocidad: FuncionamientoFuncionamiento


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Tipos de Tipos de VelocidadesVelocidades

Indicada (VAI): Mostrada en el Velocímetro Calibrada (VAC): VAI corregida x instalación Equivalente (VAE): VAC corregida x compresibilidad Verdadera (VAV): Velocidad respecto de la masa

de aire o VAE corregida x densidad del aire. Terrestre (VT): Velocidad del avión respecto de la

superficie o VAV corregida x viento. Nº Mach: % de la velocidad del sonido al nivel de

vuelo.


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Medición de la VAVMedición de la VAV

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Un Indicador de velocidad, Nº mach y máxima velocidad

permisible

Otro tipo deOtro tipo deIndicador de Indicador de

VelocidadVelocidad

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ALTÍMETROALTÍMETRO


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Funcionamiento del Altímetro:Funcionamiento del Altímetro:


• A la caja del Altímetro llega la pe del nivel de

vuelo. • Dentro de la cápsula

aneroide existe otra pe de referencia, introducida por

el piloto.

• La diferencia es indicada como altitudaltitud, con base en la tabla de Atmósfera Estándar: a una cierta presión corresponde una

altitud y supone que por cada 1“ Hg. que varíe la presión ambiente, hay un cambio de altitud de 1.000 pies.

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Cada vez que el Altímetro mide

determinada diferencia de presión indicará siempre la misma

altitud, basado en su presión de referencia,

sin importar otra variable: el Altímetro

es un sensor de presión estática.


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La cápsula aneroide aumenta su tamaño a

mayor altitud

La cápsula aneroide aumenta su tamaño a

mayor altitud

Cambios de tamaño de la cápsula aneroide se

transmiten por relojería a las agujas indicadoras

Cambios de tamaño de la cápsula aneroide se

transmiten por relojería a las agujas indicadoras

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SettingSetting (Colocación)(Colocación) del del AltímetroAltímetro

• La presión de referencia dentro de la cápsula aneroide, se introduce mediante una perilla giratoria y se lee en la ventanilla (Kollsman), en una escala barométrica calibrada de 28.00" a 31.00". • Al ajustarla, se mueven también las agujas indicadoras (100' con 0.1" ; 1.000' por cada 1.0") y se produce la expansión predeterminada de los aneroides para cada valor de la escala barométrica ajustable.


•Al aumentar el ajuste barométrico, la altitud

indicada aumentará. Al revés, si disminuye el

ajuste.

•Al aumentar el ajuste barométrico, la altitud

indicada aumentará. Al revés, si disminuye el

ajuste.

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El Altímetro indicará altitudes con referencia al nivel de presión introducido en su escala (presión de referencia). Con igual diferencia de presiones, el altímetro indicará una misma altitud.

Las condiciones no estándar de temperatura y presión atmosféricas pueden resultar en diferencias de hasta 2.000' entre altitudes verdadera e indicada.

Debido a lo anterior, los aviones dentro de un determinado espacio aéreo deben tener igual presión de referencia en sus altímetros, para mantener sus separaciones.


Setting (Colocación) del AltímetroSetting (Colocación) del Altímetro

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Tipos de AltitudesTipos de Altitudes AbsolutaAbsoluta

De PresiónDe Presión

De DensidadDe Densidad

IndicadaIndicada

CalibradaCalibrada

VerdaderaVerdadera

Nivel de Vuelo (FL)Nivel de Vuelo (FL)


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SETTING (SETTING (colocación) delcolocación) del ALTÍMETRO ALTÍMETRO con diferentes Presiones de referenciacon diferentes Presiones de referencia

• QNHQNH (altitud sobre MSL: ALTITUD VERDADERAALTITUD VERDADERA): la presión en la superficie del lugar es convertida a la

que existiría al MSL en ese punto.• QFEQFE (altitud sobre elevación del aeródromo: ALTITUD ABSOLUTAALTITUD ABSOLUTA): En tierra (0'), no hay diferencias entre la colocación en escala barométrica y la superficie de presión sensada por el altímetro.• QNEQNE (altitud respecto a superficie de presión estándar: ALTITUD DE PRESIÓNALTITUD DE PRESIÓN): Con el plano de referencia estándar al MSL de 29.92" o 1.013 Hp.


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La Altitud La Altitud Indicada Indicada puede

ser mayor o mayor o menor menor que las

Altitudes de Altitudes de Presión Presión y

Verdadera Verdadera si la temperatura temperatura

ambiente es No ambiente es No EstándarEstándar


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Efectos en Efectos en la la Altitud Altitud IndicadaIndicada

de la de la temperaturatemperaturano estándarno estándar


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Altitud Verdadera, Altitud Indicada y Altitud de Altitud Verdadera, Altitud Indicada y Altitud de Presión Presión en aire más frío o más caliente que el en aire más frío o más caliente que el

estándar al nivel de vueloestándar al nivel de vuelo::


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Efectos de diferentes QNHEfectos de diferentes QNH


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Colocación de Altímetro en TierraColocación de Altímetro en Tierra• Colocar QNH reportado en la escala barométrica

del instrumento

• Verificar indicación del altímetro: la lectura del altímetro debe estar dentro de + 75' de la elevación publicada del aeródromo.

• Si lectura es mayor o menor en 75‘ o más, respecto de la elevación del campo, el avión no debería aceptarse para vuelo IFR.


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ErroresErrores d del Altímetroel Altímetro• De EscalaEscala: aneroides no adoptan tamaño preciso

diseñado para cada cambio de presión. Es irregular (Tabla de corrección).

• De FricciónFricción: elementos mecánicos que no deberían rozarse, lo hacen (pequeño retardo).

• MecánicoMecánico: por descalibración de componentes mecánicos. Error Permisible: 75’

• De HistéresisHistéresis: demora en indicar. Causa: material elástico de aneroides. Ocurre cuando avión ha mantenido altitud y hace un rápido/largo cambio de altitud. Muy reducido o eliminado en altímetros modernos.


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VARIÓMETROVARIÓMETRO


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FuncionamientoFuncionamientodel Variómetrodel Variómetro

• Pe llega directamente Pe llega directamente al diafragmaal diafragma metálico dentro de la caja sellada. • A la caja llega Pe por A la caja llega Pe por una abertura calibradauna abertura calibrada que le permite salir o entrar con retardo. • Se establece presión presión diferencialdiferencial entre la Pe instantánea dentro del diafragma y la Pe atrapada dentro de la caja


• El diafragma se expande o se contrae y lo transmite por relojería a la manilla del instrumento.•Si ambas presiones son iguales, la aguja indica 0.

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Presión Diferencial en el VariómetroPresión Diferencial en el Variómetro

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• Si avión desciende, la

Pe atrapada en la caja es

retardada por la abertura

calibrada. La Pe dentro del diafragma

aumenta, con lo cual se expande:

aguja indica descenso:


•La indicación de razón de descenso se estabiliza cuando

varían uniformemente las presiones.

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• Si el avión monta, la menor menor pepe exterior, es sensada por los orificios estáticos y llega directa al llega directa al diafragmadiafragma. • En cambio, es es retardada hacia retardada hacia la caja,la caja, por la abertura calibrada, y se produce el proceso inverso al del descenso.


• Las presiones estàticas dentro y fuera del diafragma son

igualesiguales, cuando el variómetro indica 0indica 0 (vuelo nivelado):

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LIMITACIONES del VARIÓMETRO DEBIDAS LIMITACIONES del VARIÓMETRO DEBIDAS a la ABERTURA CALIBRADAa la ABERTURA CALIBRADA::

• Indicaciones erróneas del instrumento ante cambios bruscos de actitud del avión o turbulencia.

• Retardo de 6 a 9 segundos6 a 9 segundos en dar indicaciones estabilizadas, de razón de ascenso o descenso.


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Ajuste del VariómetroAjuste del Variómetro: :

Algunos instrumentos tienen un tornillo en la

esquina inferior izquierda de la caja, con el que

se puede ajustar la indicación de la aguja en 0,

si está desplazada. Si este ajuste no está

disponible, considerar este error de

indicación en el vuelo (error + razón

indicada).


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IVSI (IndicadorIVSI (Indicador Instantáneo de Instantáneo de

Velocidad Vertical)Velocidad Vertical)Usa bombas

aceleradoras que eliminan las

limitaciones debidas a la abertura

calibrada


Un IVSI electrónico

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Chequeos en tierra Chequeos en tierra del Sistema Estático Pitotdel Sistema Estático Pitot

• Funda tubo pitot: removida. • Orificios estáticos: limpios.• Calefactor tubo pitot: si pudiere existir IMC,

comprobar funcionamiento. • Altímetro: poner elevación del campo; al recibirlo,

colocar QNH y verificar indicación dentro de + 75´.• Variómetro: indicando 0. Si hay otra indicación,

corregir o tomarla como "0". • Velocímetro: indica 0 o según Manual del avión.


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Riesgos en Vuelo IMCRiesgos en Vuelo IMC

(1) Bloqueo de una línea estática: los 3 instrumentos son afectados (Pe fija).

(2) Pitot se congela: Velocímetro será afectado.

(3) Pitot bloqueado:Velocímetro se comporta como Altímetro.


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