oscilación inducida por el piloto

Las oscilaciones inducidas por el piloto (OIP), según se definen en MIL-HDBK-1797A, ^{[ 1 ]} son ​​oscilaciones sostenidas o incontrolables que resultan de los esfuerzos del piloto por controlar la aeronave . Ocurren cuando el piloto ordena inadvertidamente una serie de correcciones, a menudo crecientes, en direcciones opuestas, cada una de ellas un intento de compensar la reacción de la aeronave a la entrada anterior con una sobrecorrección en la dirección opuesta. Una aeronave en tales condiciones puede parecer que "cabalga", alternando entre direcciones ascendentes y descendentes. Como tal, se trata de un acoplamiento entre la frecuencia de las entradas del piloto y la propia frecuencia de la aeronave. Para evitar asumir que la oscilación es necesariamente culpa del piloto, se han sugerido nuevos términos para reemplazar " oscilación inducida por el piloto" . Estos incluyen acoplamiento aeronave-piloto , oscilaciones con el piloto en el bucle y oscilaciones asistidas (o aumentadas) por el piloto . ^{[ 2 ]}

Las leyes de la física del vuelo hacen que tales oscilaciones sean más probables para los pilotos que para los conductores de automóviles. Un intento de hacer ascender la aeronave, por ejemplo, aplicando el elevador hacia arriba , también resultará en una reducción de la velocidad aerodinámica .

Otro factor es la velocidad de respuesta de los instrumentos de vuelo en comparación con la velocidad de respuesta de la propia aeronave. Por ejemplo, un aumento de potencia no se traduce en un aumento inmediato de la velocidad aerodinámica indicada, ni un aumento de la velocidad de ascenso se refleja inmediatamente en el indicador de velocidad vertical . Un piloto que busca un descenso de 500 pies por minuto, por ejemplo, puede encontrarse descendiendo más rápido de lo previsto. Comienza a aplicar elevador hacia arriba hasta que el indicador de velocidad vertical marca 500 pies por minuto. Sin embargo, debido a que el indicador de velocidad vertical se retrasa con respecto a la velocidad vertical real, la aeronave en realidad está descendiendo a una velocidad mucho menor a 500 pies por minuto. El piloto entonces comienza a aplicar elevador hacia abajo hasta que el indicador de velocidad vertical marca 500 pies por minuto, reiniciando el ciclo. De esta manera, estabilizar la velocidad vertical puede ser difícil debido a la velocidad aerodinámica constantemente variable. En términos de controles, la oscilación es el resultado de un margen de fase reducido inducido por el retraso en la respuesta del piloto. En algunos casos, el problema se ha mitigado añadiendo un término de latencia a los instrumentos; por ejemplo, para que la indicación de la velocidad de ascenso no solo refleje la velocidad de ascenso actual, sino que también sea sensible a la tasa de cambio de dicha velocidad.

Las oscilaciones inducidas por el piloto pueden deberse a la aeronave, al piloto o a ambos. Es un problema común para los pilotos inexpertos, especialmente para los estudiantes de piloto , aunque también lo fue para los pilotos de pruebas de investigación de élite del programa de cuerpos sustentadores de la NASA . El problema se agrava cuando el ala y la sección de cola están muy próximas en las aeronaves de "acoplamiento corto". Durante las pruebas de vuelo , la oscilación inducida por el piloto es uno de los factores de las cualidades de manejo que se analizan, y la aeronave se califica según una escala establecida (gráfico a la derecha).

Las oscilaciones más peligrosas provocadas por el piloto pueden ocurrir durante el aterrizaje . Un exceso de elevador hacia arriba durante la fase de planeo puede hacer que el avión disminuya peligrosamente su velocidad y amenace con entrar en pérdida . La reacción natural es empujar el morro hacia abajo con más fuerza de la que se levantó, pero entonces el piloto termina mirando al suelo. Un elevador aún mayor reinicia el ciclo.

Aunque las oscilaciones inducidas por el piloto suelen comenzar con amplitudes bastante bajas , que pueden tratarse adecuadamente con la teoría lineal de pequeñas perturbaciones , varias PIO aumentarán gradualmente su amplitud. ^{[ 3 ]}

El 20 de enero de 1974, un YF-16 (un prototipo de desarrollo de lo que se convertiría en el General Dynamics F-16 Fighting Falcon ) estaba realizando una prueba de rodaje a alta velocidad cuando una anomalía en la trayectoria de la aeronave provocó que esta se desviara hacia la izquierda de la pista. El piloto de pruebas decidió despegar y aterrizó sin problemas seis minutos después. ^{[ 4 ]} Tras ese vuelo inaugural involuntario, el equipo de desarrollo redujo la ganancia de alabeo del ordenador fly-by-wire para eliminar anomalías similares en la trayectoria de la aeronave durante el despegue o el aterrizaje.

En febrero de 1989, un prototipo del JAS 39 Gripen se estrelló al aterrizar en Linköping, Suecia. Se determinó que la causa fue una oscilación inducida por el piloto, como resultado de un sistema de control de vuelo demasiado sensible y de respuesta lenta. Posteriormente, se rediseñó el sistema de control de vuelo.

Se atribuyó la oscilación inducida por el piloto al accidente de 1992 del prototipo Lockheed YF-22 , que tuvo lugar durante un aterrizaje en la Base de la Fuerza Aérea Edwards en California. Este accidente se relacionó con la limitación de la velocidad de los actuadores, lo que provocó que el piloto, Tom Morgenfeld , compensara en exceso las fluctuaciones de cabeceo.

En septiembre de 1999, el vuelo 3838 de Olympic Airways , un Dassault Falcon 900B , experimentó varias oscilaciones inducidas por el piloto durante su descenso al aeropuerto internacional Henri Coandă de Bucarest . Siete personas fallecieron, entre ellas el viceministro de Asuntos Exteriores de Grecia, Giannos Kranidiotis . ^{[ 5 ] [ 6 ]}

El 7 de diciembre de 2023, un Beechcraft C33 Debonair pilotado por Jenny Blalock, de 45 años, conocida en YouTube como TNFLygirl ^{[ 7 ]} , se estrelló en Pulaski, Tennessee. El informe final del accidente, publicado por la Junta Nacional de Seguridad del Transporte ^{[ 8 ],} declaró que la causa del accidente fue "la pérdida de control de la aeronave por parte de la piloto, lo que provocó oscilaciones inducidas por la piloto y la consiguiente pérdida de control e impacto contra el terreno". Dos personas fallecieron: la piloto y su padre, James Blalock, de 78 años.

• Fugoide

• Reed, Lister, Yaeger, Vuelo sin alas: La historia del cuerpo sustentador , pág. xvii, 2002, University Press of Kentucky, ISBN 0-8131-9026-6

• Vídeo del aterrizaje del transbordador espacial Enterprise con un oficial de información pública durante un vuelo de prueba (NASA).
• Vídeo de un aterrizaje de un F-8 con un oficial de información pública (NASA).
• Rebotes, globos y delfines por la Asociación de Propietarios y Pilotos de Aeronaves