Instrumentos de vuelo

El altímetro muestra la altitud de la aeronave sobre el nivel del mar midiendo la diferencia entre la presión en un conjunto de cápsulas aneroides dentro del altímetro y la presión atmosférica obtenida a través del sistema estático . La unidad más común para la calibración del altímetro a nivel mundial son los hectopascales (hPa), excepto en Norteamérica y Japón, donde se utilizan pulgadas de mercurio (inHg). ^{[ 2 ]} El altímetro es ajustable a la presión barométrica local, la cual debe configurarse correctamente para obtener lecturas de altitud precisas, generalmente en pies o metros. A medida que la aeronave asciende, las cápsulas se expanden y la presión estática disminuye, lo que hace que el altímetro indique una altitud mayor. El efecto contrario ocurre al descender. Con el avance de la aviación y el aumento del techo de altitud, la esfera del altímetro tuvo que modificarse para su uso tanto a altitudes mayores como menores. Por lo tanto, cuando las agujas indicaban altitudes menores, es decir, el primer giro de 360 ​​grados de los punteros, se delimitaba mediante la aparición de una pequeña ventana con líneas oblicuas que advertía al piloto que estaba más cerca del suelo. Esta modificación se introdujo a principios de los años sesenta tras la recurrencia de accidentes aéreos causados ​​por la confusión mental del piloto. A mayor altitud, la ventana desaparecerá. ^{[ 1 ] : 3–3}

El indicador de velocidad aerodinámica muestra la velocidad de la aeronave con respecto al aire circundante. Actualmente, la unidad más utilizada son los nudos , aunque a veces se emplean kilómetros por hora. El indicador funciona midiendo la presión del aire dinámico en el tubo Pitot de la aeronave con respecto a la presión estática ambiente. La velocidad aerodinámica indicada (IAS) debe corregirse para tener en cuenta la presión y la temperatura no estándar con el fin de obtener la velocidad aerodinámica verdadera (TAS). El instrumento está codificado por colores para indicar velocidades importantes, como la velocidad de pérdida, la velocidad que nunca se debe exceder o las velocidades de operación segura de los flaps . ^{[ 1 ] : 3-7 a 3-8}

El VSI (también llamado a veces variómetro o indicador de velocidad de ascenso) detecta los cambios en la presión atmosférica y muestra esa información al piloto como una velocidad de ascenso o descenso en pies por minuto, metros por segundo o nudos. ^{[ 1 ] : 3-8 a 3-9}

La brújula muestra el rumbo de la aeronave con respecto al norte magnético. Los errores incluyen la variación , o la diferencia entre la dirección magnética y la verdadera, y la desviación, causada por el cableado eléctrico de la aeronave, que requiere una tarjeta de corrección de brújula. Además, la brújula está sujeta a errores de inclinación. Si bien es confiable en vuelo nivelado y estable, puede dar indicaciones confusas al girar , ascender, descender o acelerar debido a la inclinación del campo magnético terrestre. Por esta razón, el indicador de rumbo también se utiliza para la operación de la aeronave, pero se calibra periódicamente con respecto a la brújula. ^{[ 1 ] : 3-9 a 3-13, 3–19}

El indicador de actitud (también conocido como horizonte artificial) muestra la relación de la aeronave con el horizonte. A partir de esto, el piloto puede determinar si las alas están niveladas ( balanceo ) y si la nariz de la aeronave apunta por encima o por debajo del horizonte ( cabeceo ). ^{[ 1 ] : 3-18 a 3-19} La actitud siempre se presenta a los usuarios en grados (°). El indicador de actitud es un instrumento principal para el vuelo instrumental y también es útil en condiciones de baja visibilidad. Los pilotos están entrenados para usar otros instrumentos en combinación en caso de que este instrumento o su alimentación fallen.

El indicador de rumbo (también conocido como giroscopio direccional o DG) muestra el rumbo de la aeronave en puntos cardinales y con respecto al norte magnético cuando se ajusta con una brújula. La fricción del rumbo provoca errores de deriva por precesión , que deben corregirse periódicamente calibrando el instrumento con la brújula magnética. ^{[ 1 ] : 3-19 a 3-20} En muchas aeronaves avanzadas (incluidas casi todas las aeronaves a reacción), el indicador de rumbo se reemplaza por un indicador de situación horizontal (HSI) que proporciona la misma información de rumbo, pero también ayuda con la navegación.

Estos incluyen el indicador de giro y deslizamiento y el coordinador de giro, que indican la rotación alrededor del eje longitudinal . Incluyen un inclinómetro para indicar si la aeronave está en vuelo coordinado o en deslizamiento o derrape . Marcas adicionales indican un giro de velocidad estándar . ^{[ 1 ] : 3-20 a 3-22} La velocidad de giro se expresa más comúnmente en grados por segundo (deg/s) o minutos por giro (min/tr).

El instrumento indicador VOR incluye un indicador de desviación de rumbo (CDI), un selector de rumbo omnidireccional (OBS), un indicador TO/FROM y banderas. El CDI muestra la posición lateral de una aeronave en relación con una trayectoria radial seleccionada. Se utiliza para la orientación, el seguimiento hacia o desde una estación y la intercepción de rumbo. ^{[ 1 ] : 7-8 a 7-11} En el instrumento, la aguja vertical indica la posición lateral de la trayectoria seleccionada. Una aguja horizontal permite al piloto seguir una senda de planeo cuando el instrumento se utiliza con un ILS.

El instrumento indicador del radiogoniómetro automático (ADF) puede ser de tarjeta fija, de tarjeta móvil o un indicador radiomagnético (RMI). Un RMI está acoplado remotamente a una brújula giroscópica para que gire automáticamente la tarjeta de acimut y represente el rumbo de la aeronave. ^{[ 1 ] : 7-3 a 7-4} Si bien las pantallas ADF simples pueden tener solo una aguja, un RMI típico tiene dos, acopladas a diferentes receptores ADF, lo que permite determinar la posición utilizando un solo instrumento.

La mayoría de las aeronaves estadounidenses construidas desde la década de 1940 tienen los instrumentos de vuelo dispuestos en un patrón estandarizado llamado  disposición en T. ^{[ 3 ]} El indicador de actitud se encuentra en la parte superior central, el velocímetro a la izquierda, el altímetro a la derecha y el indicador de rumbo debajo del indicador de actitud. La brújula magnética se ubica directamente encima del indicador de actitud y sobre el panel de instrumentos para limitar la interferencia electromagnética. La ubicación de los distintos instrumentos fue una recomendación de Howard Stark, quien enseñó vuelo a ciegas siguiendo su método 1-2-3 en la década de 1930. ^{[ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]}

Los otros dos indicadores, el de coordinación de viraje y el de velocidad vertical, suelen ubicarse debajo del velocímetro y el altímetro, pero su posición es más flexible. En las aeronaves más modernas con cabina de cristal , la disposición de las pantallas se ajusta a la  configuración básica en forma de T.

En 1929, Jimmy Doolittle se convirtió en el primer piloto en despegar, volar y aterrizar un avión utilizando únicamente instrumentos, sin visibilidad fuera de la cabina. En 1937, la Real Fuerza Aérea Británica (RAF) seleccionó un conjunto de seis instrumentos de vuelo esenciales ^{[ 7 ]} que se mantendrían como el panel estándar utilizado para volar en condiciones meteorológicas instrumentales (IMC) durante los siguientes 20 años. Estos fueron:

• altímetro (pies)
• Indicador de velocidad aerodinámica (nudos)
• Indicador de giro y alabeo (dirección y coordinación del giro)
• Indicador de velocidad vertical (pies por minuto)
• horizonte artificial (indicación de actitud)
• Giroscopio direccional / indicador de rumbo (grados)

Esta disposición de los paneles se incorporó a todos los aviones de la RAF construidos según las especificaciones oficiales a partir de 1938, como el Miles Master , el Hawker Hurricane , el Supermarine Spitfire y los bombarderos pesados ​​de cuatro motores Avro Lancaster y Handley Page Halifax , pero no al anterior avión de entrenamiento ligero monomotor Tiger Moth , y minimizó las dificultades de conversión de tipo asociadas con el vuelo a ciegas, ya que un piloto entrenado en un avión podía acostumbrarse rápidamente a cualquier otro si los instrumentos eran idénticos.

Este conjunto básico de seis, también conocido como "paquete de seis", ^{[ 8 ]} también fue adoptado por la aviación comercial. Después de la Segunda Guerra Mundial, la disposición cambió a: (fila superior) velocidad aerodinámica, horizonte artificial, altímetro, (fila inferior) indicador de viraje y alabeo, indicador de rumbo, velocidad vertical.

En las cabinas de cristal, los instrumentos de vuelo se muestran en monitores. La pantalla principal de vuelo ocupa un lugar central en el panel, sustituyendo al horizonte artificial, a menudo con un indicador de situación horizontal a su lado o integrado en la PFD. La velocidad aerodinámica indicada, el altímetro y el indicador de velocidad vertical se muestran como "cintas" móviles, con la velocidad aerodinámica indicada a la izquierda del horizonte y el altímetro y la velocidad vertical a la derecha, en la misma disposición que en la mayoría de las cabinas de estilo antiguo con reloj.