1 INSTRUMENTOS DE VUELO QUE FUNCIONAN CON PRESIÓN DIFERENCIALAsignatura: Teoría de Vuelo por Instrumentos I Profesor:Héctor Monje Reeve Primer Semestre

2 Instrumentos de Vuelo que Funcionan con Presión DiferencialOBJETIVO: 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. 18/04/2017

3 Instrumentos de Vuelo que Funcionan con Presión DiferencialPresión Atmosférica o Ambiente o Estática (pe) 18/04/2017

4 Instrumentos de Vuelo que Funcionan con Presión DiferencialOtras 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). 18/04/2017

5 Instrumentos de Vuelo que Funcionan con Presión DiferencialAtmósfera 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. Una tabla con estas variables define la temperatura y la presión teóricas, además de otras, para cada nivel de altitud. Los instrumentos que funcionan con presión diferencial son calibrados en fábrica con los valores de esta atmósfera estándar. 18/04/2017

6 Instrumentos de Vuelo que Funcionan con Presión DiferencialAtmósfera Estándar 18/04/2017

7 Instrumentos de Vuelo que Funcionan con Presión DiferencialTabla de Atmósfera Estándar 18/04/2017

8 Instrumentos de Vuelo que Funcionan con Presión DiferencialAtmósfera Estándar 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. 18/04/2017

9 Instrumentos de Vuelo que Funcionan con Presión DiferencialSISTEMA ESTÁTICO PITOT Proporciona presión atmosférica (estática) y de impacto o total (estática + dinámica) a los instrumentos que operan con diferencias de presión (presión diferencial). 18/04/2017

10 Instrumentos de Vuelo que Funcionan con Presión DiferencialSistema Estático Pitot flujo I. Velocidad Altímetro Presión Total (impacto) Variómetro presión estática 18/04/2017

11 Instrumentos de Vuelo que Funcionan con Presión DiferencialSistema Estático Pitot: Errores De Instalación (captación errónea de presión estática) Reverso (por cambios bruscos y significativos de actitud) De Compresibilidad (por compresión del aire) 18/04/2017

12 Instrumentos de Vuelo que Funcionan con Presión DiferencialComputador Central de 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. 18/04/2017

13 Instrumentos de Vuelo que Funcionan con Presión DiferencialINDICADOR DE VELOCIDAD 18/04/2017

14 Instrumentos de Vuelo que Funcionan con Presión DiferencialIndicador de Velocidad Presión estática a la caja, desde los orificios estáticos Presión de impacto llega al diafragma, desde el pitot CONSECUENCIA: El diafragma se expande y el mecanismo de relojería mueve la aguja indicadora Diafragma 18/04/2017

15 Instrumentos de Vuelo que Funcionan con Presión DiferencialIndicador de Velocidad: Funcionamiento Si Pe se mantiene constante y aumenta Pt (de impacto) expansión del diafragma; indicador muestra aumento de VAI Si disminuye Pt (de impacto) y Pe permanece constante, o Pe aumenta mientras Pt permanece constante, se contrae el diafragma; indicador muestra disminución de VAI. 18/04/2017

16 Instrumentos de Vuelo que Funcionan con Presión DiferencialIndicador de Velocidad: Funcionamiento El Indicador mide Presión Dinámica (Pd = Pt – Pe) = VAI EXPANSIÓN Del DIAFRAGMA Pd = VAI pe PT (de impacto) 18/04/2017

17 Instrumentos de Vuelo que Funcionan con Presión DiferencialIndicador de Velocidad: Funcionamiento 18/04/2017

18 Instrumentos de Vuelo que Funcionan con Presión DiferencialTipos de Velocidades 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. 18/04/2017

19 Instrumentos de Vuelo que Funcionan con Presión DiferencialMedición de la VAV 18/04/2017

20 Instrumentos de Vuelo que Funcionan con Presión DiferencialOtro tipo de Indicador de Velocidad Un Indicador de velocidad, Nº mach y máxima velocidad permisible 18/04/2017

21 Instrumentos de Vuelo que Funcionan con Presión DiferencialALTÍMETRO 18/04/2017

22 Instrumentos de Vuelo que Funcionan con Presión DiferencialFuncionamiento 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 altitud, 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 pies. 18/04/2017

23 Instrumentos de Vuelo que Funcionan con Presión DiferencialFuncionamiento del Altímetro: 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. 18/04/2017

24 Instrumentos de Vuelo que Funcionan con Presión DiferencialFuncionamiento del Altímetro: La cápsula aneroide aumenta su tamaño a mayor altitud Cambios de tamaño de la cápsula aneroide se transmiten por relojería a las agujas indicadoras 18/04/2017

25 Instrumentos de Vuelo que Funcionan con Presión DiferencialSetting (Colocación) del Altímetro 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. 18/04/2017

26 Instrumentos de Vuelo que Funcionan con Presión DiferencialSetting (Colocación) del Altímetro 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. 18/04/2017

27 Instrumentos de Vuelo que Funcionan con Presión DiferencialTipos de Altitudes Absoluta De Presión De Densidad Indicada Calibrada Verdadera Nivel de Vuelo (FL) 18/04/2017

28 Instrumentos de Vuelo que Funcionan con Presión DiferencialSETTING (colocación) del ALTÍMETRO con diferentes Presiones de referencia QNH (altitud sobre MSL: ALTITUD VERDADERA): la presión en la superficie del lugar es convertida a la que existiría al MSL en ese punto. QFE (altitud sobre elevación del aeródromo: ALTITUD ABSOLUTA): En tierra (0'), no hay diferencias entre la colocación en escala barométrica y la superficie de presión sensada por el altímetro. QNE (altitud respecto a superficie de presión estándar: ALTITUD DE PRESIÓN): Con el plano de referencia estándar al MSL de 29.92" o Hp. 18/04/2017

29 Instrumentos de Vuelo que Funcionan con Presión DiferencialLa Altitud Indicada puede ser mayor o menor que las Altitudes de Presión y Verdadera si la temperatura ambiente es No Estándar 18/04/2017

30 Instrumentos de Vuelo que Funcionan con Presión DiferencialEfectos en la Altitud Indicada de la temperatura no estándar 18/04/2017

31 Instrumentos de Vuelo que Funcionan con Presión DiferencialAltitud Verdadera, Altitud Indicada y Altitud de Presión en aire más frío o más caliente que el estándar al nivel de vuelo: 18/04/2017

32 Instrumentos de Vuelo que Funcionan con Presión DiferencialEfectos de diferentes QNH 18/04/2017

33 Instrumentos de Vuelo que Funcionan con Presión Diferencial18/04/2017

34 Instrumentos de Vuelo que Funcionan con Presión DiferencialColocación 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. 18/04/2017

35 Instrumentos de Vuelo que Funcionan con Presión DiferencialErrores del Altímetro De Escala: aneroides no adoptan tamaño preciso diseñado para cada cambio de presión. Es irregular (Tabla de corrección). De Fricción: elementos mecánicos que no deberían rozarse, lo hacen (pequeño retardo). Mecánico: por descalibración de componentes mecánicos. Error Permisible: 75’ De Histéresis: 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. 18/04/2017

36 Instrumentos de Vuelo que Funcionan con Presión DiferencialVARIÓMETRO 18/04/2017

37 Instrumentos de Vuelo que Funcionan con Presión DiferencialFuncionamiento del Variómetro Pe llega directamente al diafragma metálico dentro de la caja sellada. A la caja llega Pe por una abertura calibrada que le permite salir o entrar con retardo. Se establece presión diferencial 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. 18/04/2017

38 Instrumentos de Vuelo que Funcionan con Presión DiferencialPresión Diferencial en el Variómetro 18/04/2017

39 Instrumentos de Vuelo que Funcionan con Presión DiferencialSi 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. 18/04/2017

40 Instrumentos de Vuelo que Funcionan con Presión DiferencialSi el avión monta, la menor pe exterior, es sensada por los orificios estáticos y llega directa al diafragma. En cambio, es retardada hacia la caja, por la abertura calibrada, y se produce el proceso inverso al del descenso. Las presiones estàticas dentro y fuera del diafragma son iguales, cuando el variómetro indica 0 (vuelo nivelado): 18/04/2017

41 Instrumentos de Vuelo que Funcionan con Presión DiferencialLIMITACIONES del VARIÓMETRO DEBIDAS a la ABERTURA CALIBRADA: Indicaciones erróneas del instrumento ante cambios bruscos de actitud del avión o turbulencia. Retardo de 6 a 9 segundos en dar indicaciones estabilizadas, de razón de ascenso o descenso. 18/04/2017

42 Instrumentos de Vuelo que Funcionan con Presión DiferencialAjuste 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). 18/04/2017

43 Instrumentos de Vuelo que Funcionan con Presión DiferencialUn IVSI electrónico IVSI (Indicador Instantáneo de Velocidad Vertical) Usa bombas aceleradoras que eliminan las limitaciones debidas a la abertura calibrada 18/04/2017

44 Instrumentos de Vuelo que Funcionan con Presión DiferencialChequeos en tierra del 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. 18/04/2017

45 Instrumentos de Vuelo que Funcionan con Presión DiferencialRiesgos en Vuelo IMC Bloqueo de una línea estática: los 3 instrumentos son afectados (Pe fija). Pitot se congela: Velocímetro será afectado. Pitot bloqueado:Velocímetro se comporta como Altímetro. 18/04/2017