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Controlador Aéreo: Aerodinámica - Capa Límite - Flujos Subsónicos y Desprendimiento

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Aerodinámica

Capa Límite  Flujos Subsónicos y Desprendimiento.

 
atmosferis capa limite


El desprendimiento de la capa límite de un fluido, debemos recordar que la teoría se aplica en cualquier tipo de perfil fluidodinámico, ocasiona una pérdida de la efectividad del perfil, quedando fuera de control la interacción entre fluido y superficie.
 

El desprendimiento, en inglés llamado “stall”, se produce en el momento disminuye en exceso el gradiente de velocidades del flujo sometido a interacción, y con él el valor de los esfuerzos cortantes. Ocurrido esto ya no se sostiene el flujo laminar que atraviesa el perfil, tornándose turbulento e interfiriendo en todo el flujo contiguo a esta zona.

La aparición de un desprendimiento de la capa límite ocasiona efectos indeseables, de entre los que se podrían dar como ejemplos fácilmente plausibles:

 

 

  • La pérdida de sustentación aerodinámica en un ala de avión, ocasionando, en un caso extremo, su pérdida de control.
  • La interacción de las caras de alta y baja presión que recorren una vela, comunicándose tras la baluma y ocasionando su pérdida de rendimiento.
  • La pérdida del perfil de presiones y aparición de fuerzas contrarias al avance del casco de un buque (en formas de desplazamiento).
  • La aparición de vórtices y zonas de presiones negativas en la parte trasera de un vehículo, lo que también ayudan a evitar los deflectores traseros.

 

Para comprender la mecánica del desprendimiento de la capa límite se puede realizar una introducción sobre su desarrollo a lo largo de geometrías clásicas a estos particulares. Pero en primer lugar cabe realizar un breve inciso sobre la concepción de un flujo subsónico y el porqué de su especificación en este artículo.

 

 

 

 

 

Un flujo subsónico es aquel que se desplaza a una velocidad inferior a la de propagación del sonido en el fluido involucrado. Los particulares sobre flujos supersónicos y número de Match vendrán a tratarse en otro artículo.

Brevemente por tanto, en velocidades subsónicas, las perturbaciones originadas por un cuerpo que se mueve en el seno de un fluido, se propagan a la velocidad del sonido dentro éste. De esta forma, la propagación de dichas perturbaciones “avisa” al fluido que precede al paso del cuerpo, causando deformaciones previas que facilitan la penetración del cuerpo en dicho medio. De otro lado, a velocidades supersónicas, el cuerpo sobrepasa a la velocidad de propagación de las deformaciones, creando, entre otros, frentes de presión y compresiones del fluido que varían las condiciones de la capa límite que aquí vienen a tratarse.

Por tanto, desprendimiento de la capa límite en velocidades subsónicas, cuyo desarrollo puede determinarse conceptualmente en:

Superficie plana: 

A estos efectos se entiende que la entrada en esa “chapa” infinitamente plana e infinitamente fina o, mejor dicho, el borde de ataque no causa perturbaciones iniciales al fluido. A partir de ahí ocurre lo siguiente; inicialmente el grosor de la capa límite es mínimo, por lo que el gradiente de velocidad y con él los esfuerzos cortantes son muy elevados, manteniendo al fluido fuertemente adherido a la superficie, teniendo así una capa límite laminar.

 

 

A lo largo del recorrido del fluido a través de la superficie, va incrementándose progresivamente el número de intersticios moleculares que son afectados por sus precedentes, aumentando así el grosor de la capa límite, disminuyendo el gradiente de velocidad y, una vez más, disminuyendo los esfuerzos cortantes.

Siguiendo esta tendencia y sobrepasada la longitud crítica, los esfuerzos cortantes, recordemos (τ), se han visto tan reducidos que no son capaces de sostener el flujo laminar, apareciendo turbulencias incontroladas que causan variaciones de velocidades en las zonas contiguas, aumentando bruscamente y en sobremanera el espesor de la capa límite.

 

Perfil convergente:

Un perfil convergente se cruza frontalmente con la dirección de las líneas de flujo, lo que debido a la inercia que portan sus moléculas resulta en un cambio de dirección del flujo y por tanto una variación de sus componentes. Así un flujo subsónico convergente resulta acelerado, lo que viene a contrarrestar la deceleración producida en la capa límite, aumentando más lentamente el grosor de la misma, recordemos (δ), pudiendo incluso llegar a reducirse en función de la geometría de paso. Al grado de evolución de la capa límite con respecto a la superficie libre se le conoce en el lenguaje técnico inglés como “thickness” , lo cual puede significar indistintamente “grosor” o “espesor” . Por otro lado también nos podemos referir a éste como “altura”. También aquí se habla de “déficit de impulso”, habiéndose empleado en algún artículo propio, como referencia al mecanismo de reducción de la velocidad relativa del fluido, denominábamos gradiente de velocidades al inicio del artículo, en pos de un incremento de la presión y una reducción de los esfuerzos cortantes intersticiales, lo cual nos lleva al siguiente punto.  

 

f0118-03

 

 

 

Perfil divergente:

Un perfil divergente se aparta de la dirección de las líneas de flujo,  por lo que, debido a la inercia de las moléculas que componen el fluido, no presenta ningún impedimento a su paso, no variando su dirección salvo en un punto inicial.

 

 

Este flujo resulta por tanto decelerado, lo cual se suma a la deceleración ocasionada por la capa límite. Una vez más, debido a este efecto, disminuye la velocidad del flujo, lo que provoca una disminución de los esfuerzos τ y por tanto un aumento del grosor δ de la capa límite. Esta disminución de la velocidad del flujo crea un aumento de presión. Es en este momento cuando ocurre la separación, ocasionándose aguas debajo de ésta un flujo inverso, que no forma parte del flujo principal, y que viene a llamarse estela.

Concluido ésto, si echamos un vistazo a los conceptos de convergencia-divergencia y los procesos asociados de aumento/disminución de presión y velocidad, podremos observar que responden a la mecánica de fluidos clásica, como son también un ejemplo de ello las toberas y difusores, extrapolados en éste caso a los mecanismos de capa límite.
  

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Controlador Aéreo: Aerodinámica - Capa Límite

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Aerodinámica

Capa límite: Definición

 

Capa límite fue un término acuñado en 1904 por el profesor alemán Ludwig Prandtl, quien descubrió que existía una capa próxima a un contorno moviéndose en un fluido, donde tenía lugar todo un gradiente de velocidades. Ello tuvo un impacto revolucionario en la aeronáutica, donde explicaba los efectos intrínsecos que facilitaban las fuerzas de sustentación en fluidos poco viscosos.

 

capa limite

 

Pasando a su definición, la teoría de la capa límite postula, muy gráficamente, que un fluido que recorre una superficie, perfectamente lisa en el caso mas conceptual, donde la velocidad relativa entre ambos medios es >0, experimenta a lo largo de su volumen más próximo a dicho sólido un gradiente de velocidades. Este gradiente de velocidades viene ocasionado por una serie de esfuerzos cortantes que se generan en los intersticios de las capas de moléculas de dicho fluido, y su curvatura se genera desde el punto más cercano al sólido, con una velocidad igual a la que éste porta, hasta el punto libre del flujo, donde ya no existen esfuerzos cortantes y cuya velocidad es la dada inicialmente para el fluido.

Por tanto, ese “límite” de la capa límite se encuentra donde ya no interacciona ninguna fuerza contraria al flujo inicial del fluido, de las que se ocasionan en la interfaz entre la superficie y el fluido.

Cabe destacar que el grosor de la capa límite viene definido, para una superficie lisa, por la diferencia de velocidades entre superficie y fluido, así como por la viscosidad del propio fluido.

Dicho grosor δ viene determinado entre los perfiles de velocidades del sólido en v=0 y la velocidad del flujo libre en v=u, fijando el valor del grosor en un punto comprendido en δ=0,99=(v/u) , debido a que la unidad puede alcanzarse muy lejos del punto inicial.

Si un cuerpo se moviera en el vacío, donde la viscosidad es nula (µ=0) tendríamos una resistencia ocasionada por los esfuerzos cortantes intersticiales nula (τ=µ·dv/dy), teniendo el desplazamiento de dicho cuerpo un consumo de energía nulo. Dicho ejemplo podemos encontrarlo en la navegación interplanetaria, donde los vehículos obedecen a una inercia constante.

Denominamos τ al esfuerzo cortante a lo largo del perfil de velocidades comprendido tras el paraboloide encerrado en la frontera de la capa límite.

Denominamos τ0 al punto donde el fluido “moja” el cuerpo, donde la velocidad de deformación del flujo es muy grande (dv/dy)y=0 por lo que a pesar de que la viscosidad µ tenga un valor pequeño, se ocasiona un gran esfuerzo por el principio τ0=µ·(dv/dy)y=0 , explicándose así que se puedan producir grandes fuerzas de sustentación en fluidos poco viscosos, como podría ser el caso del aire atravesando el perfil de un ala de avión o una vela de un barco, en especial, trabajando en ceñida.


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Controlador Aéreo: Atmósfera Standard Internacional

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Atmósfera Estándar Internacional

La Atmósfera Estándar Internacional (conocida por sus siglas en inglés, ISA, de International Standard Atmosphere) es un modelo matemático sencillo que sirve para estimar las propiedades atmosféricas en función de la altitud. 

El modelo ISA viene a representar la atmósfera típica de las latitudes medias. La atmósfera real nunca se comporta exactamente como la Atmósfera Estándar Internacional, pero sí se parece lo bastante como para que el modelo sea útil en muchas ocasiones, tales como el diseño de vehículos aéreos y la altimetría barométrica. En estos casos, el uso de un modelo atmosférico estandarizado es evidentemente ventajoso, pues en todo caso hace falta un modelo matemático del comportamiento de la atmósfera para cometer tales labores y, si no hay un modelo de referencia reconocido por toda la comunidad aeronáutica, no es posible comparar los méritos de diferentes diseños de forma fiable y la altimetría barométrica se vuelve inútil.

El estándar ISO 2533:1975 recoge la Atmósfera Estándar Internacional y OACI tiene un modelo atmosférico casi idéntico, la Atmósfera Estándar de OACI (ICAO Standard Atmosphere). ¡Estos estándares son costosos de adquirir para el individuo!

El modelo supone que la atmósfera es un gas ideal que se encuentra en equilibrio hidrostático en presencia de un campo gravitatorio uniforme de valor absoluto g. La referencia de altitud h = 0 es el nivel del mar. Las tres propiedades más significativas de la atmósfera (la presión p, la densidad &rho y temperatura T) están ligadas con la altitud h por un sistema de tres ecuaciones. La primera de estas ecuaciones es la de estado del gas ideal:

p = ρ R T

La segunda ecuación es la ecuación diferencial del equilibrio hidrostático:

dp ⁄ dh + g ρ = 0

La tercera ecuación liga la temperatura con la altitud. La atmósfera está dividida en varias capas. En cada capa, la temperatura puede ser constante o puede variar linealmente con la altitud. En aras de la simplicidad, sólo vamos a ver lo que pasa en la troposfera (hasta la tropopausa ht = 11 km) y la región inferior de la estratosfera (encima de la tropopausa). La temperatura desciende linealmente con la altitud en la troposfera y se mantiene constante en la región inferior de la estratosfera:

T(h ≤ ht) = T(0) + (dT ⁄ dhh
T
(h > ht) = T(ht)

Podemos despejar la presión:

p(h ≤ ht) = p(0) (1 + (dT ⁄ dh) (h ⁄ T(0)))g ⁄ (R dT ⁄ dh)
p
(h > ht) = p(ht) eg (h − ht) ⁄ (R T(ht))

También podemos despejar la densidad:

ρ(h ≤ ht) = ρ(0) (1 + (dT ⁄ dh) (h ⁄ T(0)))g ⁄ (R dT ⁄ dh) − 1
ρ
(h > ht) = ρ(ht) eg (h − ht) ⁄ (R T(ht))

Para darle sentido al modelo, hace falta que las constantes tengan valores. Estos valores son:

  • R = 287,05 J kg−1 K−1
  • g = 9,80665 m s−1
  • dT ⁄ dh = −6,5 K km−1
  • ht = 11 km
  • T(0) = 288,15 K
  • p(0) = 101,325 kPa
  • ρ(0) = 1,2250 kg m−3

La siguiente gráfica muestra las propiedades del aire en función de la altitud según la Atmósfera Estándar Internacional:

 

Modelo de Atmósfera Estándar Internacional


Temperatura, presión y densidad del aire para las capas bajas de la Atmósfera Estándar Internacional.

 

La temperatura de referencia básica es T(0) = 288,15 K. El modelo se adapta fácilmente a días cálidos y fríos simplemente con variar esta temperatura básica dejando constante el valor de la presión de referencia p(0) = 101,325 kPa y calculando el nuevo valor de la densidad de referencia ρ(0) mediante la ecuación de estado del gas ideal. La presión a nivel del mar p(0). Como el gradiente térmico dT ⁄ dh no varía, la temperatura T(ht) en la tropopausa cambia tanto como la temperatura T(0) al nivel del mar.

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Controlador Aéreo: Horizonte Artificial - Indicador de Actitud

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El Horizonte Artificial

 

El Horizonte artificial

 

El horizonte artificial es un instrumento que emplea un giróscopo de tres grados de libertad, siendo el eje del rotor perpendicular a la superficie de la Tierra. Así se sabe la actitud del avión ultraligero tanto en tierra como en vuelo.

Un giróscopo es un cuerpo formado por un rotor, una cuna y una portacuna. El rotor es el elemento que gira sobre un eje, la cuna puede girar a su vez sobre su eje perpendicular, siendo éste un giróscopo de dos ejes.

Si queremos que el giróscopo sea de tres ejes, haremos girar también el portacuna sobre su eje perpendicular al eje de la cuna. La presión de succión es la encargada de imprimir al rotor las revoluciones por minuto suficientes para que el giróscopo cumpla la propiedad de rigidez en el espacio.

Podría compararse el eje del rotor al de un péndulo, con la salvedad de que el primero no sufre oscilaciones al aplicarle una aceleración.

El horizonte artificial se emplea para conocer en todo momento la posición de nuestro avión con respecto a tierra y en vuelo cuando se navega con baja visibilidad o sin ella. Nos indica, pues, la posición del avión con respecto al horizonte.

 

 

En el dial del horizonte artificial las indicaciones de profundidad y alabeo nos las presentan dos elementos. Uno representa el horizonte natural de la superficie terrestre mediante una barra horizontal, y otro que representa al avión mediante una aeronave en miniatura o un palo con un círculo amarillo, según el fabricante.

La barra del horizonte separa dos colores, uno el azul celeste que representa el cielo y otro el marrón rojizo que representa la tierra. Como la barra que indica al horizonte natural está fija y está conectada al rotor, dicha barra nunca adoptará una posición distinta a la que se adoptó en tierra. Por ello es muy importante enrasar el horizonte artificial en tierra antes de salir a volar. Para ello disponemos de una palanca con una rosca debajo del instrumento.

El horizonte artificial lleva graduado en su parte superior los grados de alabeo. El triángulo grande blanco invertido es cuando el avión está recto y nivelado.

Las dos rayas pequeñas a ambos lados indican un alabeo de 10 y 20 grados respectivamente; a su lado, las rayas gruesas indican 30 grados de alabeo. Los triángulos pequeños indican un alabeo de 45º, las rayas gruesas a su lado indican 60 grados de alabeo y por último las rayas gruesas en el plano horizontal indicarían un alabeo de 90 grados.

En cuanto al cabeceo los indicadores son los siguientes. La línea horizontal fina indica ausencia de cabeceo. Las dos pequeñas situadas arriba y abajo de ésta indican 5 grados de cabeceo arriba y abajo respectivamente.

La línea con una marca de 10 significa 10 grados de cabeceo. Inmediatamente a ésta otra línea pequeña indicaría 15 grados de cabeceo; y por último la de la marca de 20 indicaría 20 grados de cabeceo.

Hoy en día con la llegada de las nuevas tecnologías, existen horizontes artificiales eléctricos cuya interpretación es idéntica a los convencionales.

 

 

Van integrados en lo que se llama EMS (engine monitoring system) y EFIS (electronic flight instrument system). En estas pantallas el piloto tiene en todo momento presente el horizonte artificial eléctrico así como otra información como parámetros de motor, brújula, velocidad indicada, altura, indicador de virajes, etc.

Este tipo de instrumentos de última generación es muy útil tanto para volar como para navegar, ya que proporciona la información necesaria para el vuelo y la navegación en uno o dos instrumentos. Además, incorporan también navegación GPS en 3D con lo que facilita enormemente la navegación.

Si bien este tipo de instrumentación electrónica es muy útil, y es a lo que se tiende, es necesario recalcar que el piloto también precisa del conocimiento de la instrumentación analógica.

 

 

Horizonte Artificial Indicador de Actitud

horizonte artificial indicador de actitud del aviónHorizonte artificial – indicador de actitud

El indicador de actitud del avión, también llamado horizonte artificial, es un instrumento que muestra la actitud del avión respecto al horizonte. Su función consiste en proporcionar al piloto una referencia inmediata de la posición del avión en alabeo y profundidad; es decir, si está inclinado lateralmente, con el morro arriba o abajo, o ambas cosas, con respecto al horizonte.

La incorporación 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 giroscópica, concretamente la de rigidez en el espacio. 

Construcción.

El horizonte artificial consta de un giróscopo de rotación horizontal montado sobre un sistema de ejes que le confieren tres grados de libertad (montaje universal), dentro de una caja hermética. Este giróscopo 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 (cielo) y por debajo marrón (tierra).
Este aparato está conectado al sistema de succión, 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 presentación con un avioncito en miniatura y una escala graduada en el semicírculo superior. Las marcas de esta escala están separadas de 10º en 10º entre 0º y 30º, con unas marcas más anchas representando 30º, 60º y 90º. En algunos indicadores, la escala graduada se encuentra en la esfera del giróscopo.

Este instrumento puede contar también con unas marcas horizontales por encima y por debajo de la barra del horizonte, como referencias de la actitud de cabeceo del avión, marcas que suelen indicar 5º, 10º, 15º y 20º de morro arriba o abajo.

Adosado a la caja se encuentra un botón giratorio de ajuste del avioncito.

Cuando el avión 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 realizará el mismo movimiento. Pero por la propiedad de rigidez en el espacio, el giróscopo debe permanecer siempre paralelo al horizonte, y con él su esfera visible con la barra horizontal. De esta manera se proporciona al piloto la referencia del horizonte y la actitud del avión respecto al mismo. La relación del avión miniatura con el horizonte de referencia es la misma que la del avión con el horizonte real.

 

 

componentes del horizonte artificial

 

 

Lectura.

Al comportarse visualmente igual que el horizonte real, no exige al piloto esfuerzo para su interpretación; no obstante conviene tener en cuenta algunos detalles.

En primer lugar, y mediante el botón giratorio de ajuste, con el avión recto y nivelado, el piloto debe alinear las alas del avión en miniatura con la barra que representa el horizonte artificial para tener una referencia inicial. Un ajuste más fino se puede hacer teniendo en cuenta la carga y centrado de la misma en el avión. Se ha de tener en cuenta que el indicador de actitud no refleja directamente si el aeroplano está en vuelo recto y nivelado o ascendiendo o descendiendo; lo único que hace es indicar la posición del avión con respecto al horizonte. Por ejemplo, con el avión cargado en la parte trasera, su actitud de vuelo recto y nivelado será con el morro un poco más 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 semicírculo superior representa los grados de alabeo del avión y la lectura de la cantidad en si mismo no debe ofrecer problemas. Pero en algunos instrumentos, la escala se mueve en dirección opuesta a la cual el avión está realmente alabeando y esto puede confundir a los pilotos en cuanto a determinar hacia donde se está produciendo el alabeo. En estos casos, la escala solo debe ser utilizada para controlar el número de grados de alabeo, determinandose la dirección por la posición de las alas del avión miniatura con respecto al horizonte de referencia.

 

 

lectura horizonte artificial

 

 

Sumario.

  • El horizonte artificial es un instrumento que muestra la actitud del avión respecto al horizonte.
  • Proporciona al piloto una referencia inmediata de la posición del avión en alabeo y profundidad.
  • Este instrumento opera en base a la propiedad giroscópica de rigidez en el espacio.
  • El horizonte artificial consta de un giróscopo de rotación horizontal que tiene fijada una esfera visible con una barra horizontal de referencia a la altura del eje de giro. La rotación del giróscopo la proporciona el sistema de succión.
  • El frontal de la caja tiene un avión en miniatura y una escala graduada en el semicírculo superior, y adosado a la caja se encuentra un botón giratorio de ajuste de este avioncito.
  • Al comportarse visualmente igual que el horizonte real, no exige al piloto esfuerzo para su interpretación.
  • El botón giratorio de ajuste sirve para colocar el avión miniatura en una posición de referencia respecto a la línea que representa el horizonte.
  • La escala graduada del semicírculo superior representa la cantidad de grados de alabeo, y hay que tener presente que aunque la lectura de grados sea correcta, en algunos instrumentos la escala se mueve al contrario que el alabeo real con lo que puede confundir al piloto.
  • En cualquier caso, el avión en miniatura nos indica de forma veraz hacia donde se efectúa el alabeo.

 

 

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Controlador Aéreo - La Brújula

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La Brújula

 

 

(Correcciones y Rumbos).

El imán es una pieza de metal que se caracteriza por la propiedad de atraer a otra pieza metálica. Esta sería la definición más simple del imán. Si suponemos que este imán es de forma rectangular, a cada lado del imán se diferencian dos polos. Dichos polos son de signo contrario por lo que las líneas de fuerza van de un lado a otro.

De este modo la Tierra se considera como un gran imán en el que sus extremos son el polo norte magnético y polo sur magnético y las líneas de fuerza no se desplazan entre los polos geográficos sino entre los polos magnéticos.

Un metal imantado como puede ser la aguja de la brújula tiende a alinearse con las líneas de fuerza por lo que a medida que la aeronave se acerca a estos polos, ésta se inclina más y más hasta hacerse máxima en los polos.

Denominamos rumbo al ángulo que forman el eje longitudinal de la aeronave y la dirección a la que se encuentra el norte magnético o geográfico, según hablemos de rumbo magnético o geográfico.

 

 

Por lo tanto la brújula medirá la orientación del eje longitudinal del avión.

Para poder marcar el ángulo que antes hemos mencionado bastará con instalar en una caja una aguja imantada sobre una rosa de rumbos con un índice que marca el eje longitudinal de la aeronave.

 

 

La caja que contiene todo esto se le denomina mortero o cuba, siendo ésta hermética.

En el interior viene alojada una rosa de rumbos que va desde los 0 grados a los 360.

La rosa viene marcada por números que marca el rumbo excepto en los puntos cardinales Norte,

Sur, Este u Oeste. En estos puntos se indicará N (North), S (South), E (East) u W (West) respectivamente.

La rosa de los vientos lleva unidos los imanes I sobre los que se ejerce la fuerza del magnetismo de la Tierra. Este conjunto va apoyado sobre una punta de acero P, sobre la que descansa por medio de una piedra de ágata o zafiro A obteniéndose un rozamiento permanente.

Los flotadores F sirven para disminuir la presión sobre la punta del estilo, ya que la cuba va llena de keroseno que disminuye las trepidaciones y oscilaciones y disminuyendo el peso de la rosa de rumbos.

El tapón, T sirve para cambiar el líquido de la cuba. La cámara de expansión E tiene la misión de permitir las dilataciones y contracciones de cambio de temperatura, que son absorbidos por la membrana M.

Para poder leer los rumbos la cuba lleva en una de sus caras superior o lateral, un cristal C a través del cual se hace coincidir en Norte de la rosa con la línea fiel L colocada de tal forma que cuando el avión se dirige al norte magnético la graduación leída coincida con esta división.

Una lámpara incandescente B permite realizar las lecturas por la noche. Existe un mecanismo de corrección de desvío D que nos indica el desvío causado por la brújula, quienes nosotros debemos calar antes de salir a volar.

Todos los materiales empleados para fabricar la brújula son no magnéticos, como es obvio, con el fin de no modificar la orientación de los imanes.

Con el fin de evitar los efectos de la inclinación magnética, los imanes se instalan paralelamente entre sí. Así dispuesto, el sistema orientable puede moverse alrededor del eje z z1. Sobre los cuatro brazos se monta la rosa de rumbos, de manera que la línea Norte-Sur coincida rigurosamente con la línea paralela a la dirección de los imanes y el conjunto de la brújula al eje longitudinal del avión.

Pero la brújula tiene ciertos errores. La declinación, que realmente no es un error sino una característica natural de la Tierra y el desvío.

La brújula magnética apunta siempre al norte magnético y nunca al geográfico. El ángulo que forman los dos nortes se le llama declinación magnética.

Si la declinación es Oeste, se le sumarán los grados correspondientes al rumbo geográfico para hallar el magnético. Si por el contrario es Este, se restará.

La regla nemotécnica para acordarnos de esto será del inglés, “West is best while East is least”, es decir, el Oeste es mejor (más) mientras que el Este es menor (menos).

 

 

Las líneas que unen los puntos de igual declinación magnética se les llaman líneas isógonas, “iso” de igual y “gonas” de gonios o ángulos. En las cartas aeronáuticas vienen definidas por los grados que tienen, si es Este u Oeste y por una línea discontinua en la carta. La línea que une los puntos de declinación cero se le llama línea agónica, “a” de negación y “gónica” de gonio o ángulo.

El desvío sí puede considerarse como un error de la brújula.

Es producido por las perturbaciones magnéticas originadas en el avión como son los instrumentos cercanos a la brújula. Por esta razón la brújula va colocada normalmente en el panel de instrumentos a una cierta distancia.

Periódicamente se comprueba la brújula y se hacen las anotaciones pertinentes para reducir la cantidad de desvío. Los errores de desvío permanecen después de que la brújula ha sido comprobada, se señala en una carta de comprobación de brújula y se pone en cabina.

Pero en realidad esta carta de comprobación se usa en aeronaves donde que puedan llevar rumbos precisos ya que en nuestros aviones es prácticamente imposible llevar correcciones de uno o dos grados.

La inclinación magnética es la tendencia de la brújula a inclinarse hacia abajo. Esta es la causa de los errores de virajes en los rumbos norte y sur y también de los errores de aceleración y deceleración en los rumbos este y oeste.

En el ecuador magnético, la componente vertical del campo magnético de la Tierra es cero y la brújula magnética no está afectada por el error de inclinación. Cuando el avión vuela desde el ecuador hacia latitudes más altas, el efecto se hace más pronunciado.

Cuando el avión se inclina, también lo hace la carta. Mientras ésta se encuentra inclinada en una latitud norte, la componente vertical del campo magnético hace que el extremo norte de la brújula se incline hacia el lado más bajo del viraje, dando al piloto una indicación errónea del viraje.

De modo que, desde un rumbo norte la brújula indica momentáneamente un viraje en dirección opuesta. Desde rumbo sur la brújula da una indicación de viraje en la dirección adecuada, pero en un régimen más rápido que el real.

De manera que al iniciar un viraje desde el norte, al sacarlo lo haremos antes. Por ejemplo empezamos en 360 y queremos sacar el viraje en 050, lo haremos por ejemplo a rumbo 040. Haremos lo contrario desde el sur.

Como regla nemotécnica inicial diremos que “el norte es antes y el sur es después”.

Otro error de brújula es el llamado error de aceleración. Se debe a la acción de la componente vertical del campo magnético de la Tierra. Como la brújula se monta como si fuera un péndulo, la carta se inclina en los cambios de velocidad.

Este error es más aparente en los rumbos este y oeste.

Si volamos en el hemisferio norte y aceleramos o encabritamos sobre rumbos este y/u oeste, el error aparece indicando hacia el norte. Lo contrario sucede si se decelera o pica. Este error es inverso en el hemisferio sur.

Para completar la regla nemotécnica anterior diremos que “el norte es antes y más acelerado y el sur es después y menos acelerado”.

Y por último hablaremos del error de oscilación. Es debido al balanceo de la carta de la brújula, como consecuencia de una técnica de pilotaje brusca o por turbulencia. De modo que si a la rosa de rumbos le instalamos un giróscopo, la inclinación magnética no causará efecto, ni la inclinación debida a los movimientos de alabeo y cabeceo del avión.

 

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