INSTITUTO POLITECNICO NACIONALESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICAUNIDAD TICOMAN

Practica 2INSTRUMENTOS DE NAVEGACIN

Nombre Prof. Juan Hernndez Rosales

Nombre: Eduardo Fernndez AcostaGrupo: 5AM1

INDICADOR DE VELOCIDAD AERODINMICAEl indicador de velocidad aerodinmica o anemmetro es un instrumento que mide la velocidadrelativadel avin con respecto al aire en que se mueve, e indica esta en millas terrestres por hora, nudos, o en ambas unidades. En los manuales de operacin no hay casi ninguna maniobra que no refleje una velocidad a mantener, a no sobrepasar, recomendada, etc. adems de que la mayora de los nmeros, crticos y no tan crticos, con los que se pilota un avin se refieren a velocidades: velocidad de prdida, de rotacin, de mejor ascenso, de planeo, de crucero, de mximo alcance, de nunca exceder.Para el piloto, este instrumento es uno de los ms importantes, quiz el que ms, puesto que aquel puede servirse de la informacin proporcionada para:a. Limitar: por ejemplo no sobrepasar la velocidad mxima de maniobra.b. Decidir: por ejemplo cuando rotar y cuando irse al aire en el despegue.c. Corregir: por ejemplo una velocidad de aproximacin incorrecta.d. Deducir: por ejemplo que el ngulo de ataque que mantiene es muy elevado.Este instrumento nos puede dar tres tipos de velocidades, tales como: Velocidad Indicada- IAS (Indicated Airspeed): Es la velocidad leda directamente del anemmetro (sin correcciones) y en ella se basan los constructores para determinar las performances del aeroplano como las velocidades de despegue, ascenso, aproximacin y aterrizaje son normalmente velocidades IAS. Velocidad Calibrada- CAS (Calibrated Airspeed): Es la IAS corregida por posibles errores del propio instrumento y su instalacin. Aunque los fabricantes intentan reducir estos errores al mnimo, como es imposible eliminarlos totalmente en todas las escalas de velocidades optan por la mejor calibracin en aquellas en las cuales vuela el avin la mayor parte del tiempo, el rango de velocidades de crucero. Velocidad Verdadera- TAS (True Airspeed): Es la CAS corregida por la altitud y la temperatura no estndar. El sistema est construido teniendo en cuenta la densidad estndar del aire al nivel del mar, pero con otra densidad la medicin no es tan precisa). Sabemos que la densidad del aire disminuye a medida que se incrementa la altitud, y aunque este cambio afecta tanto a la presin esttica como a la presin de impacto en el tubo pitot, no lo hace en la misma proporcin, de manera que para una misma velocidad calibrada (CAS) la velocidad verdadera (TAS) va aumentando con el incremento de altitud. Dicho de otra manera, a medida que aumenta la altitud un aeroplano tiene que volar ms rpido para "leer" la misma diferencia entre las presiones de impacto y esttica.

Para recibir la certificacin de la F.A.A. los aviones fabricados a partir de 1945 que tengan un peso de hasta 12500 lbs., deben contar con un anemmetro conforme con un sistema de marcas de colores estndar. Este sistema de marcas de colores permite al piloto determinar a simple vista ciertas limitaciones de velocidad que son importantes para manejar el avin con seguridad. Por ejemplo: si durante la ejecucin de una maniobra el piloto observa que la aguja est en el arco amarillo y se va acercando con rapidez a la marca roja, la reaccin inmediata debera ser reducir la velocidad. Las marcas de colores y su traduccin a velocidades IAS son las siguientes: Arco blanco: velocidades de operacin con flaps extendidos o velocidades a las cuales se pueden extender los flaps sin sufrir daos estructurales. El extremo inferior del arco corresponde a la velocidad de prdida con los flaps totalmente extendidos, peso mximo, motor ralent y tren de aterrizaje abajo. El extremo superior indica la velocidad lmite de extensin de flaps. Los flaps deben deflectarse nicamente en el rango de velocidades del arco blanco. Las velocidades de aproximacin y aterrizaje suelen estar comprendidas en el rango del arco blanco. Arco verde: Velocidades de operacin normal del avin, la mayora del tiempo de vuelo ocurre en este rango. El extremo inferior corresponde a la velocidad de prdida con el avin limpio (flaps arriba), peso mximo, motor al ralent y tren de aterrizaje abajo (VS1). El extremo superior marca el lmite de la velocidad normal de operacin (VNO), lmite que no debe ser excedido salvo en aire no turbulento, y en ese caso adems con mucha precaucin. En este rango de velocidades el avin no tendr problemas estructurales en caso de turbulencias moderadas. Arco amarillo: Margen de precaucin. En este rango de velocidades solo se puede volar en aire no turbulento y an as no deben realizarse maniobras bruscas que podran daar el avin. Lnea roja: Velocidad mxima de vuelo del avin (VNE) o velocidad de nunca exceder (ne=never exceed). Esta velocidad no debe ser nunca rebasada ni siquiera en aire sin turbulencias so pena de producirle al aeroplano daos estructurales. Este lmite viene impuesto por la capacidad de resistencia de las alas, estabilizadores, tren de aterrizaje.

INDICADOR DE ACTITUD El indicador de actitud, tambin llamado horizonte artificial, es un instrumento que muestra la actitud del avin respecto al horizonte. Su funcin consiste en proporcionar al piloto una referencia inmediata de la posicin del avin en alabeo y profundidad; es decir, si est inclinado lateralmente, con el morro arriba o abajo, o ambas cosas, con respecto al horizonte. La incorporacin del horizonte artificial a los aviones ha sido fundamental para permitir el vuelo en condiciones de visibilidad reducida o nula.Este instrumento opera en base a una propiedad giroscpica, concretamente la de rigidez en el espacio.El horizonte artificial consta de un girscopo de rotacin horizontal montado sobre un sistema de ejes que le confieren tres grados de libertad, dentro de una caja hermtica. Este girscopo tiene fijada una esfera visible, con una barra horizontal de referencia a la altura del eje de giro, por encima de la cual la esfera es de color azul y por debajo marrn.Este aparato est conectado al sistema de succin, necesario para producir la corriente de aire que incide sobre los alabes del rotor y hace girar este a unas 16.000 r.p.m. aproximadamente.En el frontal de la caja, se fija un dial de presentacin con un avin en miniatura y una escala graduada en el semicrculo superior. Las marcas de esta escala estn separadas de 10 en 10 entre 0 y 30, con unas marcas ms anchas representando 30, 60 y 90. En algunos indicadores, la escala graduada se encuentra en la esfera del girscopo.Este instrumento puede contar tambin con unas marcas horizontales por encima y por debajo de la barra del horizonte, como referencias de la actitud de cabeceo del avin, marcas que suelen indicar 5, 10, 15 y 20 de morro arriba o abajo.Adosado a la caja se encuentra un botn giratorio de ajuste del avioncito.Cuando el avin se incline hacia un lado u otro, suba o baje el morro, o cualquier otro movimiento combinado, la caja y su dial con el avioncito en miniatura realizar el mismo movimiento. Pero por la propiedad de rigidez en el espacio, el girscopo debe permanecer siempre paralelo al horizonte, y con l su esfera visible con la barra horizontal. De esta manera se proporciona al piloto la referencia del horizonte y la actitud del avin respecto al mismo. La relacin del avin miniatura con el horizonte de referencia es la misma que la del avin con el horizonte real.

Al comportarse visualmente igual que el horizonte real, no exige al piloto esfuerzo para su interpretacin; no obstante conviene tener en cuenta algunos detalles.En primer lugar, y mediante el botn giratorio de ajuste, con el avin recto y nivelado, el piloto debe alinear las alas del avin en miniatura con la barra que representa el horizonte artificial para tener una referencia inicial. Un ajuste ms fino se puede hacer teniendo en cuenta la carga y centrado de la misma en el avin. Se ha de tener en cuenta que el indicador de actitud no refleja directamente si el aeroplano est en vuelo recto y nivelado o ascendiendo o descendiendo; lo nico que hace es indicar la posicin del avin con respecto al horizonte. Por ejemplo, con el avin cargado en la parte trasera, su actitud de vuelo recto y nivelado ser con el morro un poco ms alto de lo normal; con esta actitud de morro arriba el horizonte queda un poco por debajo, lo cual debe traducirse en poner el avioncito por encima del horizonte de referencia.La escala graduada del semicrculo superior representa los grados de alabeo del avin y la lectura de la cantidad en s mismo no debe ofrecer problemas. Pero en algunos instrumentos, la escala se mueve en direccin opuesta a la cual el avin est realmente alabeando y esto puede confundir a los pilotos en cuanto a determinar hacia donde se est produciendo el alabeo. En estos casos, la escala solo debe ser utilizada para controlar el nmero de grados de alabeo, determinndose la direccin por la posicin de las alas del avin miniatura con respecto al horizonte de referencia.

INDICADOR DE DIRECCION Tambin llamado direccional giroscpico o direccional, este instrumento proporciona al piloto una referencia de la direccin del avin, facilitndole el control y mantenimiento del rumbo.El desplazamiento de un lugar a otro en avin, se realiza a travs de una ruta area previamente elaborada, la cual se compone de uno o ms tramos, en los cuales para llegar de un punto al siguiente ha de seguirse una determinada direccin o rumbo, es decir, el piloto debe "navegar" a travs del aire para seguir esa ruta.Antes de la aparicin del indicador de direccin, los pilotos navegaban sirvindose de labrjula, y a la vista de las proezas narradas, con bastante eficiencia. Pero la brjula es un instrumento que puede dar lugar a numerosos errores, exigiendo mucha atencin y una lectura adecuada, pues son muchos los efectos que alteran su funcionamiento y dan lugar a interpretaciones errneas. Por ejemplo, no es muy fcil realizar un giro con precisin en base a la brjula, particularmente si el aire es turbulento.Sin embargo, el indicador de direccin es inmune a las causas que hacen dificultosa la lectura de la brjula, lo que le hace el instrumento adecuado para mantener el control direccional del avin o su rumbo, pues sus indicaciones son ms precisas y fiables que las de la brjula. Este instrumento proporciona una indicacin de direccin estable y relativamente libre de errores.Su funcionamiento se basa en la propiedad de rigidez en el espacio que tienen los girscopos

Este instrumento consiste en un girscopo cuyo eje de rotacin es vertical, acoplado al cual se encuentra una rosa de rumbos graduada de 0 a 359. La caja del instrumento tiene incrustado en su frontal visible un pequeo avin montado verticalmente cuyo morro siempre apunta al rumbo del avin. Asimismo, dispone de un botn giratorio para ajustar el rumbo.Al efectuar un cambio de direccin, la caja del instrumento se mueve al unsono con el avin, pero el girscopo debido a su rigidez en el espacio continua manteniendo la posicin anterior. Este desplazamiento relativo de la caja respecto del eje vertical del rotor se transmite a la rosa de rumbos, hacindola girar de forma que muestre en todo momento el rumbo, enfrentado al morro del avin de miniatura.Hay otro tipo de indicadores de direccin, que en lugar de la rosa de rumbos giratoria disponen de una carta de rumbos circular, dispuesta en forma horizontal, que muestra en una ventanilla el rumbo, de forma parecida a como se muestra en la brjula. Cuando el aeroplano gira sobre su eje vertical, la carta de rumbos mantiene el eje marcando el nuevo rumbo.La rosa de rumbos est graduada en incrementos de 5 grados, con nmeros cada 30 grados, y en algunos casos los puntos cardinales indicados porN (Norte),S (Sur), E (Este) yW (Oeste).

La lectura de este instrumento es la direccin del avin se muestra enfrentada a una marca frente al morro del pequeo avin, o en su caso con una marca en la ventanilla.No obstante, se ha de tener en cuenta lo siguiente Este instrumento precesina, es decir se desajusta, y adems no tiene cualidades magnticas por lo que no detecta por si solo la posicin del norte magntico. Por ambas razones, el piloto debe chequearlo peridicamente con la brjula y ajustarlo si es necesario mediante el botn giratorio, especialmente tras realizar maniobras bruscas o giros prolongados. Este ajuste debe hacerse siempre con el avin en vuelo recto y nivelado y con la brjula estable.

INDICADOR DE VIRAJEEste fue uno de los primeros instrumentos usados por los pilotos para controlar un aeroplano sin referencias visuales al suelo o al horizonte. El indicador de viraje tena la forma de una gruesa aguja vertical y el indicador de coordinacin consista en una bola dentro de un tubo. Hoy en da el indicador de viraje tiene la forma del perfil de un avin en miniatura, y el indicador de coordinacin sigue teniendo la misma presentacin mediante una bola. El instrumento en su conjunto recibe el nombre de coordinador de giro.

Este instrumento est constituido por un girscopo, cuyo rotor es accionado por el sistema de vaco o elctricamente. El girscopo se monta por lo general en un ngulo de 30, de forma semirrgida, lo cual le permite girar libremente sobre los ejes lateral y longitudinal, pero teniendo restringido el giro alrededor del eje vertical.Un muelle acoplado al girscopo mantiene a este vertical cuando no se le aplica ninguna fuerza deflectiva. En algunas ocasiones, este muelle es ajustable para permitir la calibracin del instrumento para una determinada tasa de giro. Adicionalmente, un mecanismo de amortiguacin impide las oscilaciones excesivas del indicador.

Cuando el aeroplano gira alrededor de su eje vertical, la deflexin aplicada al girscopo hace que este precesiones, lo cual se traduce en el movimiento del indicador, es decir que el avin en miniatura que aparece en el dial del instrumento se ladee hacia la izquierda o hacia la derecha. A medida que la tasa de giro se incrementa tambin lo hace la fuerza de precesin. Cuanto ms rpido sea el viraje, mayor ser la precesin y el ladeo del avin miniatura.

Este instrumento cuida que el avin no sufra de efectos como el derrape y el deslizamiento, que puedan afectar el giro:Resbale.Si la bola cae hacia el lado del viraje, el avin est resbalando. La fuerza de la gravedad es mayor que la fuerza centrfuga. El rgimen de viraje es demasiado bajo para la inclinacin dada, o la inclinacin es excesiva para ese rgimen. Para corregir un resbale, hay que aumentar el rgimen de viraje (ms presin sobre el pedal del lado del viraje) o disminuir el ngulo de alabeo (menos deflexin en los alerones), o ambas cosas.Derrape.Si la bola se mueve hacia el lado contrario al viraje, el avin est derrapando. La fuerza centrfuga es mayor que la gravedad. El rgimen de viraje es demasiado alto para el alabeo dado, o el alabeo es insuficiente para ese rgimen. Para corregir un derrape, se debe disminuir el rgimen de viraje (menos presin sobre el pedal del lado del viraje) o aumentar el ngulo de alabeo (ms deflexin en los alerones), o ambas cosas.

ALTIMETROEl altmetro es simplemente un barmetro aneroide que, a partir de las tomas estticas, mide la presin atmosfrica existente a la altura en que el avin se encuentra y presenta esta medicin traducida en altitud, normalmente en pies. Su principio de operacin se basa en una propiedad de la atmsfera, en el que la presin disminuye con la altura.

El altmetro consiste en una caja cilndrica, dentro de la cual hay una o ms cpsulas aneroides hechas con una fina capa de metal, por ejemplo cobre, a modo de membranas hermticas, y taradas con una presin estndar. Una toma conectada alsistema de esttica permite la entrada de la presin atmosfrica dentro de la caja, presin que aumenta o disminuye conforme el avin desciende o asciende respectivamente.As pues, la diferencia de presin entre la caja y el interior de las cpsulas aneroides, provoca que estas ltimas se dilaten o contraigan, movimiento que, adecuadamente calibrado, se transmite mecnicamente a un sistema de varillas y engranajes que hacen moverse las agujas del altmetro.

Generalmente, el dial est graduado con nmeros que van de 0 a 9 en el sentido de las agujas del reloj, con divisiones intermedias de 20 en 20 pies. Si el altmetro tiene dos agujas, que es lo habitual en aviones ligeros, la menor indica miles de pies y la mayor centena de pies; una indicacin en forma de cua es visible a altitudes por debajo de 10000 pies e invisible por encima de esa altitud. Si tiene tres agujas, la ms pequea indica decenas de miles, la intermedia miles y la mayor era centenas de pies. Si el altmetro presenta la altura solo mediante agujas indicadoras, se deben leer estas de menor a mayor tamao, como un reloj.

Para este tipo de instrumentos se tiene que usar una calibracin constante cuando se est debajo de los 18000 pies, este ajuste se hace mediante el botn de reglaje, que permite seleccionar una presin de referencia que se ir mostrando en la ventanilla de calibracin a medida que se gira el botn. La escala mostrada en esta ventana puede estar graduada en milibares, en pulgadas de mercurio o ambas. Al seleccionar una presin de referencia, en realidad se est ajustando la marcacin de las agujas a la dilatacin que en ese momento tienen las cpsulas aneroides en condiciones de atmsfera real. Este tipo de ajustes al altmetro se van a realizar de acuerdo al rea donde se est volando, este dato va a ser dado por el controlador de vuelo. Va a haber diferentes tipos de ajuste altimtrico dependiendo del nivel de vuelo al que se est refiriendo, y hay varias denominaciones las cuales son: QNH.Presin al nivel del mar deducido de la existente en el aerdromo, considerando la atmsfera con unas condiciones estndar, es decir sin tener en cuenta las desviaciones de la temperatura real con respecto a la estndar. Esta presin de referencia es la ms utilizada por los pilotos y normalmente las torres de control y las estaciones de seguimiento nos darn la presin QNH.La utilidad de esta presin de referencia se debe a que en las cartas de navegacin y de aproximacin a los aerdromos, las altitudes se indican respecto al nivel del mar. Con esta presin de referencia, al despegar o aterrizar el altmetro debera indicar la altitud real del aerdromo. QNE.Presin estndar al nivel del mar. Por encima de una determinada altitud denominada de transicin los reglamentos areos establecen que todos los aviones vuelen con la misma presin de referencia. Esta presin, 29.92" o 1013 milibares, es la correspondiente a la atmsfera tipo al nivel del mar. De esta manera, cualquier cambio en las condiciones atmosfricas afectan por igual a todos los aviones, garantizando la altura de seguridad que los separa. QFE.Presin atmosfrica en un punto de la corteza terrestre. Si calamos el altmetro con la presin QFE que nos d un aerdromo, este marcar 0 al despegar o aterrizar en el mismo. QFF.Presin al nivel del mar, deducida de forma similar a la QNH pero teniendo en cuenta los gradientes de presin y temperatura reales en vez de los de la atmsfera estndar. Prcticamente no se utiliza.Hay varias alturas medidas, debido al funcionamiento del altmetro y a las diferentes presiones de referencia que se pueden poner, se entiende por altitud a la distancia vertical existente entre el avin y un punto o nivel de referencia. Puesto que hay varios niveles de referencia tambin hay varios tipos de altitud. Las altitudes habitualmente definidas en los manuales son: Altitud indicada.Es la leda directamente del altmetro. Si est calado con el QNH, la altitud indicada ser aproximadamente igual a la altitud del avin sobre el nivel medio del mar (MSL). Altitud verdadera.O altitud real, es la altitud real sobre el nivel del mar. La altitud de aeropuertos, montaas, obstculos en las cartas se dan en altitud verdadera. Altitud absoluta.Distancia vertical real entre el avin y la tierra. Altitud de presin.Altitud leda del altmetro calado con QNE. Altitud de densidad.Altitud de presin corregida con la desviacin de temperatura no estndar. Conocer la altitud de densidad es necesario para determinar cunta pista es necesaria para despegar y aterrizar, as como la velocidad de ascenso, sobre todo en das calurosos y hmedos en aeropuertos con una altitud considerable sobre el nivel medio del mar. Altitud determinada por radar. Los aviones comerciales estn equipados con radio altmetros que indican la altitud absoluta, la cual sirve a los pilotos para determinar la altitud de decisin en las fases finales de aproximacin y aterrizaje, especialmente cuando el techo y la visibilidad son bajos.

INDICADOR DE VELOCIDAD VERTICALEste instrumento muestra al piloto si el avin esta ascendiendo, descendiendo o en vuelo recto y nivelado, la velocidad del rgimen de asenso y descenso en pies por minuto.El principio de funcionamiento de este aparato, similar al del altmetro, est basado en la contraccin/expansin de un diafragma o membrana debido a la diferencia de presin entre el interior y el exterior de la misma. Aunque este instrumento funciona por presin diferencial, nicamente necesita recibir lapresin esttica.Este instrumento consiste en una caja hermtica, salvo un pequeo orificio calibrado en fbrica que la conecta al sistema de esttica. Dentro de esta caja hay una membrana o diafragma acoplado a unas varillas y engranajes que amplifican su movimiento y lo transmiten a la aguja indicadora. Este diafragma recibe tambin la presin atmosfrica desde el sistema de esttica.Cuando el aeroplano est en el suelo o en vuelo nivelado, la presin dentro de la membrana y la existente en la caja son iguales y la aguja debe marcar cero si el instrumento est bien calibrado. Pero cuando el avin asciende o desciende, la membrana acusa inmediatamente el cambio de presin mientras que en la caja este cambio se produce gradualmente debido a la toma por el orificio calibrado. Esta diferencia de presin hace que la membrana se dilate o contraiga, movimiento que a travs del sistema de varillas y engranajes se transmite a la aguja indicadora.En otros casos, la presin solo incide en el interior de la membrana y se transmite a la caja por el orificio calibrado, situado en este caso en la membrana. El funcionamiento es el mismo; la membrana acusa el cambio de presin de forma inmediata en tanto en la caja se percibe gradualmente a travs del orificio de la membrana. En la medida que el avin contine en ascenso o descenso seguir existiendo diferente presin entre el interior y el exterior de la membrana y esto se reflejar en la aguja indicadora; pero al nivelar el avin las presiones tendern a igualarse y la aguja deber marcar cero. El indicador de velocidad vertical tiene una nica aguja sobre un dial con una escala que comienza en cero en la parte central de la izquierda. Su lectura es muy sencilla e intuitiva: las marcas por encima del cero indican ascenso, las situadas por debajo descenso, y el cero vuelo nivelado.En aviones ligeros, la escala suele estar graduada con cada marca representando una velocidad de ascenso o descenso de cien pies por minuto, hasta un mximo de 2000 pies por minuto.

Este tipo de instrumento puede presentar algunos errores, como cuando por ejemplo se tiene turbulencia, este instrumento tiene un retraso en su lectura, y por eso no es considerado un instrumento primario para la navegacin, ya que si se utiliza para mantener un vuelo recto y nivelado entonces ira variando la altitud en vez de mantenerla.

Ejercicios CABINAS DE HELICOPTERO

INDICADOR DE VELOCIDAD VERTICAL

INDICADOR DE ACTITUD

INDICADOR DE VELOCIDAD AERODINAMICAALTIMETRO

INDICADOR DE VELOCIDAD AERODINAMICAINDICADOR DE ACTITUD

PANEL DE COMUNICACIONES INDICADOR DE RUMBOINDICADOR DE VELOCIDAD VERTICALALTIMETRO

CABINAS DE AVION

CONCLUCIN En esta prctica aprendimos a reconocer los diferentes instrumentos de navegacin que se tienen en la cabina, se tienen los instrumentos bsicos de navegacin, que son el indicador de actitud, el indicador de velocidad aerodinmica, el altmetro, y el indicador de rumbo. Estos instrumentos son los que conforman la T bsica de navegacin, estos instrumentos le indican al piloto hacia a que direccin se est dirigiendo, a la altura y a qu velocidad va, lo que permite al piloto tener una buena navegacin. Los otros dos instrumentos que se encuentran son el indicador de virajes coordinados y el indicador de velocidad vertical. Estos instrumentos no son tan esenciales para la navegacin, pero si se necesitan para tener un mejor control de la aeronave. Por el otro panel se tiene lo que son los indicadores del motor, estos indicadores nos permiten saber a qu rgimen est trabajando nuestro motor, la presin de las bombas de hidrulico, de aceite y su temperatura, importantes para la buena operacin del avin.Tambin se encontraba lo que es el panel de comunicaciones, necesario para la comunicacin con los controladores de vuelo, para sintonizar el cdigo del transpondedor e ir sintonizando las diferentes frecuencias de las radio ayudas.As que ahora con esta prctica ya se podran localizar los instrumentos bsicos de la aeronave, y me di cuenta de que no importa la configuracin de la aeronave, ya sea de ala rotativa o ala fija, incluso si es de instrumentos analgicos o de pantallas digitales, la ubicacin de los instrumentos no vara por mucho.