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La Teoría de Vuelo por Instrumentos es una de las materias más significativas del curso, ya que le brindan al futuro piloto comercial los conocimientos necesarios para poder interpretar no solo los instrumentos, sino los ajustes necesarios que deben realizarse en los comandos de vuelo para poder mantener a la aeronave volando bajo ciertos parámetros establecidos y deseados en un momento determinado.
Pero antes de adentrarnos a clasificar los instrumentos de vuelo debemos recordar que el avión se mueve en tres ejes (X, Z e Y). Que cada comando de vuelo tiene predominio en cada uno de esos ejes y que la combinación de estos comandos hace posible una determinada condición de vuelo.
El origen de los ejes se establece en el centro de gravedad del avión (0). A partir de allí discriminamos:
Longitudinal (0X): movimiento lateral (balanceo) en donde predomina el efecto del comando de alerones.
Lateral (0Y): movimientos de cabeceo en donde predomina el comando de profundidad.
Vertical (0Z): movimientos de guiñada en donde predomina el comando de dirección.
Entonces podemos decir, que la potencia genera una energía de impulsión que le permite al avión mantener su trayectoria de vuelo bajo ciertas condiciones. En el despegue, es el elemento impulsor por excelencia que genera la aceleración suficiente para que exista sustentación a medida que el flujo de aire es mayor a través de los planos. Pero en vuelo, además de suministrar la energía para que el avión mantenga una condición rectilínea de equilibrio (en vuelo crucero por ejemplo), es el comando que aumenta o disminuye la energía potencial. Esto quiere decir, básicamente, que el comando de potencia es el encargado de que el avión suba o baje. Como vimos en aerodinámica, un exceso de potencia generaba un incremento de energía que podía utilizarse para ascender o acelerar y un déficit de potencia lo contrario.
Ahora bien, los comandos de vuelo emplean esa energía potencial para convertirla en cinética. El comando que tiene preponderancia en esto es el timón de profundidad, luego los alerones y por último dirección. ¿Cómo es esto? El avión se encuentra volando en una actitud recto y nivelado; si no existe un incremento o decremento de potencia y el piloto acciona sobre el comando de profundidad con una picada, el avión se acelerará y si actúa al revés se desacelerará.
Si el único comando que acciona es el comando de alerones, por déficit de sustentación, el avión comenzará a descender y si desciende, se acelerará (se explicó con detalles en aerodinámica). Con el comando de dirección ocurre algo similar que con los alerones pero en menor medida y su implicancia tiene que ver más con el vuelo coordinado y estabilidad lateral.
Por lo mencionado anteriormente, podemos decir que los comandos de vuelo controlan la VELOCIDAD y el comando de potencia / empuje controla la ALTURA.
El piloto gracias a los instrumentos, puede conocer la condición de vuelo de la aeronave. Esto quiere decir, que no solo puede determinar cuál es el estado de energía de la aeronave, sino que puede determinar la condición de vuelo y realizar los ajustes en los comandos pertinentes para que la aeronave vuele adecuadamente. Y justamente ese es el objetivo de esta materia, que el piloto obtenga los conocimientos necesarios para ponerlos en práctica en entrenadores terrestre y en vuelo a fin de lograr la destreza necesaria para volar la aeronave con precisión no solo en vuelo instrumental sino también visual. El conocimiento cabal del funcionamiento de instrumentos y técnicas adecuadas de vuelo mejoran el pilotaje en cualquier tipo de fase de vuelo que se esté realizando, sea durante vuelo crucero, en una aproximación instrumental, aterrizaje, etc.
Si los comandos a los que hicimos referencia anteriormente, vuelo y potencia, tienen incidencia directa en las condiciones de vuelo de la aeronave, es decir que controlan cada actitud de vuelo, podemos decir que los instrumentos que permiten determinar la actitud de la aeronave y potencia son de CONTROL. Se los denomina así, justamente porque a través de ellos el piloto puede conocer cuál es la condición de vuelo de la aeronave y modificar a voluntad la misma (nariz arriba y poca potencia, viraje y nariz abajo con mucha potencia, etc.).
¿Y el resto de instrumentos? El resto de los instrumentos, traducen lo que el avión está haciendo. Tanto el velocímetro, variómetro, altímetro y giro direccional están manifestando lo que el avión está haciendo, sea ascender, descender, acelerar, desacelerar, virar, etc. Y por este motivo no solo denotan el estado de energía sino que la condición de vuelo de la aeronave. Estos instrumentos se denominan de comportamiento.
Existe también un tercer grupo que puede denominarse instrumentos de NAVEGACIÓN y son aquellos empleados para la navegación aérea, el giro direccional, brújula, indicadores de posición, etc., son elementos que permiten determinar la ubicación y trayectoria de vuelo de la aeronave.
La distribución de los instrumentos en la cabina de los aviones, no es algo hecho al azar. Hay algunas leyes que deben respetarse para lograr una adecuada ergonomía de cabina que brinde una fácil interpretación y visualización de los instrumentos.
LEY SUPREMA: los instrumentos básicos tales como los observados en la imagen siempre deben estar presentes porque permiten reconocer la actitud del avión y determinar la capacidad de recuperación.
LEY DEL ORDEN: la ubicación debe garantizar un control cruzado normal.
LEY DE LOS ESTÁNDARES: los instrumentos deben respetar los parámetros de:
Podemos decir que mediante los Instrumentos de control podemos “controlar” la actitud y  potencia de la aeronave y su lectura es instantánea, mientras que con los instrumentos de control se determina cómo reacciona la aeronave a estos cambios y su lectura requiere de un determinado tiempo de reacción.
A medida que vayan transcurriendo las lecciones, se describirán diversos ejercicios que el piloto debe entrenar para mejorar las técnicas de pilotaje general mediante la interpretación de los instrumentos, pero hay algo que nunca puede olvidar…que los instrumentos de CONTROL son los más importantes en vuelo instrumental. De hecho, todas las técnicas de pilotaje inician con el chequeo de los instrumentos de control y luego se observarán los de comportamiento porque como mencionamos, éstos no son más que traductores de lo que está haciendo el avión.
Por este motivo, no es casualidad que las aeronaves certificadas para volar en condiciones de vuelo instrumental real, deban estar equipadas con un horizonte artificial de respaldo (backup) que debe funcionar de manera independiente al resto de los instrumentos de vuelo de avión. Esto tiene lógica en el solo hecho de decir que si se pierde el conocimiento de la actitud de vuelo de la aeronave bajo condiciones de vuelo instrumental los pilotos se encontrarán en una situación sumamente compleja. Por más que haya estabilidad de vuelo crucero indicada por los instrumentos de comportamiento (velocidad constante, altímetro y variómetro detenido, rumbo fijo, etc.) cualquier variación aerodinámica que afecte la actitud de la aeronave puede generar una salida del punto de equilibrio en la que se encontraba y lógicamente existirá movimiento de los instrumentos de comportamiento encontrándose el piloto tratando de volver a la condición anterior guiándose por los instrumentos de comportamiento, situación que puede derivar en una actitud indeseada, desorientación espacial, etc.
Es común que al principio del entrenamiento, los pilotos quieran mantener los parámetros de vuelo observando los instrumentos de comportamiento pero esto es incorrecto porque deriva en una técnica de pilotaje inadecuada. El instrumento que debe verse prácticamente el 90% del tiempo es el horizonte artificial. El 10% restante se reparte entre los instrumentos de comportamiento y dependerá de la fase de vuelo. Por ejemplo: si se desea realizar un cambio de velocidad, lógicamente que el piloto además de mantener el control del resto de los instrumentos, le prestará más atención al velocímetro ya que está buscando incrementar la velocidad. Si estuviese iniciando un descenso con 1000 pies/min el variómetro será el instrumento más consultado, nunca dejando de observar al resto de instrumentos. Pero por ningún motivo, se podrá dejar de prescindir del observar en casi la totalidad del tiempo al horizonte artificial.
Existen algunos factores que afectan la comprobación cruzada del piloto tales como:
Reacción de los instrumentos ante los cambios de actitud o potencia.
INSTRUMENTOS DE CONTROL: la indicación de estos instrumentos es directa e inmediata.
INSTRUMENTOS DE COMPORTAMIENTO: existe un retraso (LAG) en las indicaciones de los instrumentos de comportamiento. Esto responde a su principio de funcionamiento. Ya que estos instrumentos inicialmente dan una indicación de “tendencia” de como la aeronave reacciona a los cambios de actitud y potencia de la aeronave; y es necesario esperar a que esta indicación se estabilice para su lectura definitiva.
Ubicación de los instrumentos de vuelo: esto ocurre generalmente cuando el piloto no está familiarizado con la cabina. Por ejemplo, cuando está acostumbrado a volar en un avión específico y se sube a volar otro tipo de aeronave.
Habilidad del piloto: la habilidad para volar es intrínseca a cada persona aunque con entrenamiento pueden conseguirse niveles óptimos.
Observación del ADI: El mayor error es intentar controlar la actitud de la aeronave observando principalmente los instrumentos de comportamiento en lugar de los instrumentos de control.
Método de comprobación cruzada: no saber cuándo, cómo y dónde observar cada instrumento (instrumentos de comportamiento: puede ocurrir que le preste más atención a unos que a otros).
A tener en cuenta: tanto las técnicas de Comprobación Cruzada como de Control Distributivo varían según el Piloto y la fase de vuelo.
Dicho lo anterior, el comportamiento del avión se obtiene controlando su ACTITUD y POTENCIA.
La técnica del vuelo por instrumentos para aviones, consiste en regular la actitud y la potencia del avión para obtener el comportamiento deseado; a esto se lo conoce como control y comportamiento.
Ajuste la potencia o la actitud en los instrumentos de control de manera de provocar el comportamiento deseado.
Compense para aliviar presiones en los comandos.
Efectúe la comprobación cruzada de los instrumentos de comportamiento para determinar si la actitud o los ajustes de potencia establecidos están rindiendo el comportamiento deseado
Reajuste la potencio o la actitud en los instrumentos de control según sea necesario.
Los instrumentos son el primer contacto que tiene el piloto para conocer la condición de vuelo de la aeronave.
Hay instrumentos que permiten determinar las variables más significativas de “control” de la aeronave, el Horizonte Artificial y el indicador de RPM/N1, EPR, etc. Gracias a ellos se pueden realizar maniobras de pilotaje de precisión con un conocimiento cabal de la actitud y potencia de la aeronave.
Llamamos instrumentos de “comportamiento” a aquellos que traducen el estado de vuelo de la aeronave e indican una condición particular del estado de energía y orientación de la aeronave.
Los sistemas integrados son una gran herramienta tecnológica que ha mejorado la CS de los pilotos, su pilotaje y precisión. Además, el costo de mantenimiento es inferior que los analógicos, pero los costos de adquisión son muy elevados y son propensos a fallar ante fallas eléctricas.