Tu Oficina con Alas

Tu Oficina con Alas ¿Alguna vez has entrado a una cabina de vuelo, incluso de un avión pequeño, y te has sentido abrumado por la cantidad de relojes, indicadores y luces? Parece un código secreto. Imagínate ahora volando a cientos de kilómetros por hora y miles de pies de altitud sin poder ver el horizonte natural, dentro de una nube densa o en la negrura absoluta de la noche. Tus sentidos, tu vista, tacto y equilibrio, te podrían jugar una mala pasada. Entérate aquí que, para controlar el vuelo, la información esencial está organizada de una manera increíblemente lógica, siguiendo un patrón universal. Hoy, vamos a descifrar ese patrón, vamos a conocer unos sentidos artificiales que no mienten, vamos a descifrar el patrón de los ojos del gigante. Soy el Capitán Santiago Hidalgo, tu Arquitecto de Pilotos, y esto es Mentor de Cabina. Ya conocemos el esqueleto del avión, (el Planeador) y su corazón, (el Grupo Motopropulsor). Hoy, entramos a tu futura oficina: la cabina de mando. Nos centraremos en los instrumentos de vuelo fundamentales, aquellos que te dicen qué está haciendo el avión y hacia dónde va, permitiéndote controlar tu aeronave. Como tu Arquitecto de Pilotos, quiero que veas el tablero de instrumentos no como seis relojes básicos, sino como dos familias de instrumentos que miden dos tipos de movimiento: movimientos rectilíneos o lineales, y movimientos curvilíneos o angulares. Tres de los instrumentos nos muestran los resultados de movimientos lineales. Es decir, la traslación del avión a lo largo de alguno de sus ejes (hacia adelante o hacia arriba y abajo). Nos dicen a qué altitud estamos y a qué velocidad nos movemos linealmente. Los otros tres instrumentos nos muestran los resultados de movimientos angulares. Es decir, el giro del avión alrededor de alguno de sus ejes (inclinación del ala, subida/bajada de nariz, cambio de rumbo). Nos dicen cuál es la posición de los tres ejes en el espacio y cómo estamos maniobrando. Un piloto debe dominar la información de ambos grupos. Debe controlar su trayectoria tridimensional y su orientación angular. Con esta idea, analicemos cada familia. Empecemos por la familia que se ocupa principalmente de los movimientos lineales. Estos tres instrumentos son 'manómetros' inteligentes. Dependen del Sistema Pitot-Estático. El ingeniero francés Henri Pitot diseñó en el siglo XVIII un tubo para medir la velocidad del agua. Ese mismo Tubo de Pitot (ese pequeño tubo que sobresale en la sección de nariz del fuselaje), es el que hoy usamos en los aviones para capturar la presión de impacto del aire y medir su velocidad en el aire. ¡Un principio de hace 300 años sigue siendo fundamental! El Tubo de Pitot captura la presión de impacto o presión total del aire. Por otro lado, las Tomas de Estática, unos minúsculos orificios generalmente ubicados en los costados del fuselaje, detectan la presión atmosférica o presión estática del ambiente. Esta presión atmosférica disminuye al aumentar la altitud, como demostraron hace siglos científicos como Torricelli y Pascal. Tres instrumentos toman estos datos del aire y los convierten en información fundamental para el vuelo. El Velocímetro: Es un manómetro diferencial. Este instrumento mide el movimiento lineal a lo largo del eje longitudinal. Es nuestro indicador de salud aerodinámica. Mide la diferencia entre la presión total (Pitot) y la presión estática o atmosférica. El resultado es la Presión Dinámica y la traduce mediante la ecuación de Bernoulli a Velocidad Indicada (IAS por sus siglas en inglés). Sus arcos de colores son nuestro manual de operación visual: blanco (velocidad de operación de los flaps), verde (rango de operación normal), amarillo o ámbar (rango de precaución), línea roja superior (¡velocidad de nunca exceder!), línea roja inferior (velocidad de desplome del avión. El velocímetro nos manifiesta la Energía Cinética del avión. Es fundamental, porque la sustentación depende de esta velocidad indicada. El Altímetro: Este indicador mide el estado de nuestra posición en el eje vertical con relación al Nivel Medio del Mar. Es el indicador indirecto de la Energía Potencial del avión. Es simplemente un barómetro aneroide que mide la presión estática o ambiental. Como la presión atmosférica cambia de forma matemáticamente predecible con la altitud, el altímetro traduce esa presión a valores de pies sobre el nivel medio del mar. El altímetro analógico tiene tres agujas que giran en sentido de las manecillas del reloj. La más larga indica centenas de pies, la mediana millares, y la más corta decenas de millares. ¡Un error de lectura aquí puede ser fatal! Un componente indispensable es la Ventanilla de Kollsman, actualmente conocida como Ventanilla de Ajuste Barométrico o Altimétrico, donde ajustamos la presión atmosférica del aeropuerto más cercano (este ajuste nos lo proporciona el Controlador de Tránsito Aéreo). Aquí honramos al genio de Paul Kollsman. En 1929, inventó el primer altímetro de precisión con esta ventanilla de ajuste. Antes de él, los altímetros eran imprecisos. El invento de Kollsman hizo posible la navegación vertical segura y el vuelo por instrumentos como lo conocemos actualmente. Ajustar el altímetro es una disciplina de seguridad no negociable. El Indicador de Velocidad Vertical o VSI (Vertical Speed Indicator): El tercer integrante de esta familia. Este instrumento mide el régimen de cambio del movimiento lineal en la vertical. Es nuestro indicador de tendencia vertical. Mide qué tan rápido cambia la presión estática al ascender o descender, mostrando el cambio en 'pies por minuto'. Como antes mencionamos, nos dice la tendencia a conservar o perder la altitud en el vuelo de crucero, lo que también nos dice la tendencia energética vertical, ¿estamos ganando o perdiendo Energía Potencial? IMPORTANTE: El VSI convencional tiene un retardo de 6 a 9 segundos. No es instantáneo. Es un instrumento de tendencia, no de reacción inmediata. En maniobras rápidas, puede estar mintiendo temporalmente. ¿Qué pasa si los sensores de estos instrumentos se bloquean en vuelo, (por ejemplo, por hielo, o insectos)? Si el Tubo de Pitot se tapara, el Velocímetro dejaría de registrar cambios de presión total (presión de impacto) y empezaría a responder como altímetro, aumentando su indicación al ascender y disminuyendo al descender. Si se tapan las tomas estáticas, los tres indicadores de movimiento lineal nos mentirán. El Altímetro se congelará, el VSI marcará cero, y el Velocímetro dará lecturas erróneas (marcando de menos si asciende, más alto si desciende). En tierra, el Tubo de Pitot se cubre con una funda roja (para ser visible), con el propósito de impedir que algún insecto se meta a su interior. Revisar que el Tubo de Pitot esté descubierto y esos pequeños orificios detectores de presión estática estén libres de obstrucciones en la inspección exterior previa al vuelo es una actividad vital en todos nuestros vuelos. Veamos ahora a La Familia Giroscópica, la que detecta Movimientos Angulares Los tres instrumentos que siguen dependen del giróscopo de Foucault, una rueda girando a altísima velocidad que mantiene su orientación en el espacio. Son los 'sentidos internos' del avión que miden la posición y rotación alrededor de los ejes del avión. El Horizonte Artificial (actualmente Indicador de Actitud): Es el rey del panel, en el centro superior. Este instrumento es inconfundible en las cabinas, mitad cielo y mitad tierra, con un importantísimo índice superior que apunta al cielo, el “sky pointer”, y con un símbolo de un avión miniatura al centro. Lo encontramos por igual en un pequeño Cessna que en el Transbordador Espacial. Con su índice superior muestra la posición angular del eje transversal en relación con el horizonte, el ángulo de banqueo, y con la nariz del avión miniatura muestra la posición angular del eje longitudinal (el ángulo de cabeceo). Es nuestra ventana al mundo cuando no podemos ver afuera. Es fundamental para el vuelo por instrumentos. Tus sentidos te pueden traicionar por causas como la desorientación espacial y el vértigo, pero este instrumento te dirá la verdad si lo lees e interpretas correctamente. Confía en él. Esta es una REGLA de VIDA. Este instrumento, al igual que el giro direccional, se lo debemos a Lawrence Sperry. En 1914, Sperry demostró su 'estabilizador giroscópico' (el ancestro del piloto automático y del horizonte artificial) volando un avión en París sobre un brazo del Río Sena... ¡con las manos en alto, fuera de la cabina de su biplano, mientras su mecánico caminaba sobre el ala! ¡Imaginen, estabilidad automática! Su trabajo nos dio la capacidad de confiar en una referencia de actitud estable. Lawrence Sperry murió trágicamente en 1923 a los 31 años cuando su avión cayó al Canal de la Mancha. Pero su legado—el giróscopo aplicado a la aviación—salvó millones de vidas después. El Indicador de Rumbo (Giro Direccional): Muestra hacia dónde apunta la nariz del avión, hacia dónde se dirige el eje longitudinal. La brújula tiene errores debidos al campo magnético tridimensional de la Tierra y errores adicionales debidos a los campos eléctricos provocados por los diversos equipos e instalaciones eléctricas dentro de la cabina. El giro direccional corrige lo anterior y nos dice el rumbo magnético estabilizado giroscópicamente. La estabilidad del giróscopo fue una revolución para la navegación. El Giro Direccional es tu brújula estable, gracias a un giróscopo, legado de Foucault y Sperry. Pero ¡cuidado! Este instrumento deriva por un fenómeno conocido como precesión giroscópica. Es obligatorio que, como piloto disciplinado, lo recalibres cada 10 o 15 minutos durante todo el vuelo usando la brújula magnética como referencia. Olvidarlo es un error de novato muy peligroso. El Indicador de Régimen de Viraje y el Inclinómetro: Este instrumento giroscópico nos indica el régimen de cambio del rumbo, es decir, la tendencia a conservar o perder el rumbo. Cuando el palo (en los instrumentos antiguos) o las alas del avioncito en los más modernos se alinean con las marcas, nos indica un viraje estándar de 3 grados por segundo, lo que le permite al avión completar un círculo de 360 grados en exactamente dos minutos. Por eso su carátula dice '2 MIN TURN'. Con este indicador y el reloj con segundero central se pueden hacer excelentes virajes por tiempo, maniobra elemental para el vuelo preciso por instrumentos. Debajo de él, está la 'bola', el Inclinómetro. ¡Atención, futuros pilotos! Esto no es un nivel de burbuja. Es un acelerómetro transversal. Es una canica negra de vidrio que vive dentro de un tubo de vidrio transparente y curvo lleno de queroseno (para amortiguar movimientos y vibraciones). Es un instrumento independiente que mide la calidad de coordinación de nuestros virajes. Funciona detectando si las fuerzas laterales están balanceadas e indica si estamos derrapando o deslizando. En las cabinas de cristal, se representa como un pequeño trapecio justamente debajo del sky pointer. La lección es: 'Pisa la bola' con el pedal del timón para centrarla y evitar un derrape peligroso. En los aviones multimotores, la bola es un indicador indispensable para corregir la desviación por falla de motor, permitiendo al piloto corregir la asimetría tanto de tracción como de resistencia al avance, y poder así mantener el vuelo. Ahora que sabemos qué nos dicen los instrumentos, vamos a entender por qué están organizados como los encontramos en las cabinas. La información clave del vuelo se agrupa en un conjunto de cuatro instrumentos primarios, la “T Básica” de instrumentos. En la mayoría de los aviones ligeros de entrenamiento encontramos otros dos más, que son complementarios, y acaban por formar el conjunto conocido como "el Six Pack". Quizá pienses que ese arreglo de instrumentos siempre estuvo ahí. Pero no, el acomodo de estos instrumentos no es casualidad ni capricho, es el resultado de décadas de estudio y regulaciones. En los inicios de la aviación, los instrumentos estaban esparcidos por el panel sin mucho orden. La regla más usada era 'palo, bola y velocidad', refiriéndose al indicador de régimen de viraje y al velocímetro. Los famosos entrenadores Link, máquinas ingeniosas que revolucionaron el entrenamiento de vuelo por instrumentos y en donde yo mismo volé más de 300 horas para mi formación, ¡eran una verdadera 'ensalada' de instrumentos! Cada uno tenía un arreglo distinto. No fue sino hasta después de la Segunda Guerra Mundial que se hizo un estudio profundo. Se reunió a los mejores aviadores sin importar en qué bando lucharon y a los científicos de lo que ahora llamaríamos factores humanos. Se pusieron cámaras en las cabinas de esos simuladores Link para observar los ojos de los pilotos expertos… ¿y qué descubrieron? Descubrieron que, ante la falta de referencia del horizonte real, todos los pilotos expertos buscaban instintivamente un mismo instrumento para ubicarse en el espacio: el Horizonte Artificial. Ya que este instrumento muestra lo que ocurre alrededor de dos ejes del avión, el de cabeceo (nariz arriba o abajo) y el de banqueo (lado izquierdo o derecho del ala arriba o abajo), se le adecuó y modernizó su nombre, cambiándolo a Indicador de Actitud. Por esta razón, el instrumento “eje” en el panel de instrumentos es el Indicador de Actitud y siempre se encuentra inmediatamente debajo de la repisa antideslumbrante, frente al eje corporal del piloto, frente a nuestros ojos. Los resultados de ese estudio llevaron también a la decisión de colocar el altímetro siempre a la derecha del indicador de actitud, a la izquierda al velocímetro y debajo al giro direccional. Esta decisión se convirtió en norma, en una regulación de certificación, y por esto encontramos el mismo arreglo en todas las cabinas. Estos cuatro instrumentos forman el conjunto de Instrumentos Primarios de Vuelo (en inglés Primary Flight Instruments); esta es la 'T Básica'. Los viejos pilotos le dimos una expresión cariñosa para recordar su función: 'Rumbo, velocidad y altura conservan segura la dentadura'. En las modernas cabinas de cristal, donde no hay instrumentos sino pantallas, la T Básica, los Instrumentos Primarios de Vuelo, se convierten en la pantalla conocida como Primary Flight Display o PFD. En ese mismo estudio postguerra, se observó que los pilotos expertos ajustaban simultáneamente la potencia y la actitud para lograr un cierto resultado, y luego verificaban en los demás instrumentos si se había logrado el resultado deseado; si había alguna diferencia, regresaban a hacer ajustes finos en la actitud y la potencia, y volvían a los demás instrumentos para confirmar su corrección. De ahí nació la Regla de Oro del vuelo, que quiero que se graben con letras de fuego: 'La Actitud más La Potencia siempre dan un Comportamiento Específico' (Attitude + Power = Performance). La actitud que el piloto pone con los controles, sumada con la potencia que establece con el acelerador, produce un comportamiento predecible en velocidad y altitud. Esta regla es la base del vuelo por instrumentos de actitud y también del control del Estado de Energía del Avión. Sigue vigente hoy; la utilizan todos los pilotos profesionales del mundo. Esta ecuación que domina al vuelo, Actitud + Potencia = Comportamiento, también nos recuerda que la potencia, controlada con el acelerador, aporta o disminuye la energía, y la Actitud de Cabeceo, controlada con los elevadores, distribuye la energía cinética y potencial, determinando el comportamiento del avión, el estado energético resultante. En los aviones de baja velocidad, complementando a la 'T' Básica, encontramos dos instrumentos más: abajo del altímetro está el indicador de velocidad vertical y, generalmente abajo del velocímetro, encontramos al indicador de régimen de viraje o Turn and Bank. Estos dos instrumentos, aunque distintos en su funcionamiento, muestran Régimen y Tendencia. El VSI nos dice el régimen de ascenso o descenso, entre otras cosas fundamental para que no se dañen nuestros tímpanos o los de nuestros pasajeros, y también nos dice la tendencia a conservar o no la altitud constante de crucero y la Energía Potencial del avión, mientras que el Turn and Bank nos dice si el avión tiende a conservar el rumbo constante o nos informa cuando el avión está virando al régimen estándar de 3° por segundo. Estos dos instrumentos son esenciales para la conservar la calidad y un control fino y seguro en el vuelo. A los seis instrumentos clave que hemos mencionado les llamamos el 'Six Pack'. Este acomodo de instrumentos es una lección aprendida con mucho esfuerzo para facilitar la secuela de inspección o escaneo visual de nuestros indicadores y con esto reducir la carga de trabajo en la cabina, especialmente bajo estrés. Ahora que conoces al conjunto de instrumentos primarios de vuelo, ¿cómo los usas? Tu mirada nunca debe concentrarse en uno solo. Esto es un error grave que se presenta tanto en novatos como en pilotos avanzados por igual. También tenemos que aprender a manejar los errores. Tu cerebro debe construir permanentemente una imagen tridimensional del vuelo de tu avión, y para eso, debes escanear los instrumentos. No nada más debes ver, más bien debes observar (leyendo e interpretando correcta y oportunamente, bien y a tiempo), todos tus instrumentos. Debes desarrollar desde tus primeros vuelos un patrón de inspección o escaneo visual constante y sistemático, moviendo ordenadamente tus ojos, principalmente por la 'T Básica' y los indicadores de potencia. Tu escaneo debe ser un diálogo constante entre las dos familias de instrumentos que hemos mencionado sin omitir a tus indicadores de potencia. Observa el Horizonte Artificial (¿Cuál es la actitud del avión?). Verifica sin demora la potencia que has ajustado. Inmediatamente verifica el resultado de estas dos cosas para saber si el avión está haciendo lo que tú deseas. Confirma en la familia lineal: Altímetro y VSI (¿Mi estado lineal vertical es el deseado?). Si no estás logrando lo que querías, reajusta tu Actitud y/o tu Potencia regresando al Indicador de Actitud. Ahora confirma si el Velocímetro cumple con tus requerimientos (¿Mi estado lineal longitudinal es el correcto?). Reajusta o reconfirma lo que dice el Indicador de Actitud. Observa el Indicador de Rumbo (¿Mi estado angular de rumbo es el correcto?). Usa los instrumentos de tendencia (VSI y Régimen de Viraje) para anticiparte, no para reaccionar. El escaneo no es solo para "ver números". También se requiere para ADMINISTRAR el Estado de Energía del Avión: • El Velocímetro nos dice el Estado de la Energía Cinética: ¿Tengo suficiente velocidad? • El Altímetro nos informa el Estado de la Energía Potencial: ¿Tengo suficiente altitud? • El VSI nos confirma la tendencia energética vertical: ¿Estoy ganando o perdiendo Energía Potencial? El escaneo toma al Indicador de Actitud como el instrumento central, y considera a todos los demás inspeccionándolos uno a la vez, uno por uno, regresando de inmediato a confirmar o reajustar la Actitud, sin olvidar la Potencia. Suena más o menos así: Observo el Indicador de Actitud (¿estoy nivelado?), observo el Indicador de Rumbo (¿sigo en mi rumbo?), regreso a la Actitud (¿necesito reajustarla?), observo el Altímetro (¿estoy conservando mi altitud?), regreso a la Actitud y la confirmo, observo el Velocímetro (¿estoy en mi velocidad?), regreso a la Actitud (¿ha cambiado?) observo el VSI, (¿mi tendencia es cero?) regreso a la Actitud, verifico la 'bola' (¿estoy coordinado?), regreso a la Actitud, y continúo con este patrón… Actitud.. uno… actitud… otro… actitud… otro… y así. El Horizonte Artificial es el centro de nuestro escaneo. Este patrón, al principio, se siente forzado. Con la práctica, se vuelve automático. Dominar este escaneo es la clave absoluta para el control preciso de la aeronave, especialmente sin referencias visuales, cuando volamos por instrumentos. Cuando llegues a la fase de instrucción correspondiente al vuelo por instrumentos, verás que cada maniobra básica, (ascenso, descenso viraje y vuelo recto y nivelado) se subdivide en tres fases: iniciando la maniobra, conservando la maniobra y terminando la maniobra. En cada fase se requiere un escaneo específico. Esta es la habilidad que pioneros como Edwin Link nos permitieron practicar en tierra. Su 'Link Trainer', creado en 1929, fue el primer simulador de vuelo funcional y revolucionó el entrenamiento del vuelo por instrumentos, permitiendo a miles de pilotos (incluyéndome a mí) aprender a confiar en este escaneo, no en nuestros sentidos. Durante la Segunda Guerra Mundial, más de 500,000 pilotos aliados entrenaron en simuladores Link. Se estima que este entrenamiento previno la muerte de más de 10,000 aviadores. Cuando llegue el momento de tus vuelos, ten presentes los errores más comunes en los aviadores novatos: • Visión de Túnel, principalmente causada por temores. Consiste en la fijación sobre un solo instrumento y provoca la pérdida total de la conciencia espacial, pudiendo conducirte a la pérdida de control en vuelo. • Persecución de las agujas, esto da origen a correcciones excesivas, cambios amplios y bruscos de actitud de cabeceo o de banqueo y por consecuencia, vuelo con amplas oscilaciones. Algunos dicen “hacer caballitos” y “hacer viboritas”. • Olvidar el ajuste altimétrico, lo que puede causar errores de CIENTOS de pies en la altitud y acercarte a una posible colisión con otra aeronave. • Olvidar el reajuste periódico del giro direccional. Esto puede causar derivas de 15 a 20 grados en tan solo una hora de vuelo. • Desconfiar de los instrumentos y confiar en las sensaciones corporales. Esto nos puede llevar a una desorientación espacial con resultados fatales. Hoy hemos abierto la puerta de tu oficina, hemos descrito la lógica de la 'T Básica', el “six Pack”, hemos recordado a algunos de los genios que los hicieron posibles, y hemos descifrado los seis sentidos básicos del gigante que te permitirán volar a ciegas. Detrás de cada uno de estos 'relojes' hay historias de ingenio, de científicos y pioneros que nos dieron los ojos para ver en la oscuridad. También hemos visto que la Velocidad y Altitud, los parámetros de la energía de tu avión, dependen de medir correctamente las presiones del aire que nos rodea. Pero un piloto no solo observa estos instrumentos primarios de vuelo; también debe escuchar atentamente al corazón del avión. En el próximo episodio de Mentor de Cabina, nos enfocaremos en los instrumentos del motor, esos indicadores que nos dicen si nuestro Grupo Motopropulsor está sano y feliz. No olvides: tu panel de instrumentos te habla en dos lenguajes: movimientos angulares (Los Tres Instrumentos Giroscópicos) y movimientos lineales (Los Tres Instrumentos de Presión Pitot-Estática). Domina ambos. Apréndelos, confía en ellos (¡pero verifica!), escanéalos constantemente. Son el legado de grandes inventores, tus ojos en la tormenta, tus guías en la noche, tus seguros para regresar tranquilo y contento a casa con tu merecida recompensa de paz interior. Gracias por acompañarme. Nos escuchamos en el próximo vuelo. Cielos despejados, vuela alto.