Instrumentos Del Avion

7/17/2019 Instrumentos Del Avion

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INSTRUMENTOS DEL AVION.

ELEMENTOS Y MECANISMOS DE LOS INSTRUMENTOS.

ELEMENTOS.

El instrumento se compone de los cuatro elementos principales siuientes: el elemento detector, !ue detecta

los cam"ios de #alor de la cantidad $%sica o la condici&n presentada a el' el elemento medidor ( !ue mide

realmente el #alor de la cantidad $%sica o la condici&n mediante pe!ue)os despla*amientos traslacionales o

anulares' el elemento acoplador, mediante el cual se aumentan o transmiten los despla*amientos' el elementoindicador, !ue muestra el elemento de la cantidad medida transmitido por el elemento acoplador.

MECANISMOS.

El termino mecanismo( en lo !ue se re$iere a los cuatro elementos( es una unidad compuesta +

contenida dentro de la ca,a de un instrumento. Sin em"aro puesto !ue la $orma en la !ue se e$ect-an e

interan las $unciones de los elementos se reula por los principios de operaci&n del instrumento pertinente.En la ma+or%a de las aplicaciones a los a#iones( se re!uiere una separaci&n de alunos de los elementos de

modo !ue tres o solo dos elementos( $ormen el mecanismo.



El $uncionamiento de una serie de macanismos "asados en los principios de palancas + #arillas( estosse utili*an como elementos acopladores !ue siuen le+es de$inidas + !ue pueden introducir cual!uier relacion

entradasalida re!uerida. Estos se limitan principalmente a manometros de lectura directa e instrumentos de

#uelo pitot/estatica.

MECANISMOS DE 0ALANCA.

Concideremos en primer luar el manometro de tu"o 1ourdon simple mostrado en a2 en la si $i. Eltu"o 1ourdon $orma el elemento detector + el medidor' una articulacion simple( una palanca( un cuadrante +

un pi)on $orman el elemento acoplador' el elemento indicador esta compuesto por au,a + escala.3



Este mecanismo corresponde al tipo "asico de palanca( siendo en este caso la palanca el elementoacoplador completo. Cuando se aplica presion al tu"o( este se despla*a + tal despla*amiento da luar a

mo#imientos de entrada + salida de los elementos acoplador e indicador.

Con los mecanismos de este tipo( se usan dos terminos !ue estan relacionados con el mo#imiento +

cali"racion del elemento indicador' son( la longitud de palanca( !ue es la distancia d( + el angulo de palanca

!ue es l anulo θ.

0ara comprender !ue e$ectos tienen estos so"re la relacion de entradasalinda consultaremos a la $i.

anterior. El mo#imiento del elemento indicador es proporcional a la lonitud de palanca' por lo tanto( si la

palanca pi#ota en su centro( este mo#imiento sera iual al mo#imiento de entrada.El e$ecto del anulo de palanca so"re la relacion entradasalida es cam"iar el rado de aumnto(

puesto !ue el mismo anulo de palanca #aria en respuesta al despla*amiento del elemento medidor.

1asandonos en lo anteriormente dic4o( pareceria !ue los dos e$ectos se neutrali*an + !ue se

producirian indicaciones erraticas. Sin em"aro( en todos los instrumentos !ue emplean mecanismos de palanca( se $acilitan medios para el a,uste de lonitudes + anulos de palanca( de $orma !ue el elemento

indicador sia la le+ de cali"racion re!uerida dentro de los limites permisi"les.

MECANISMOS DE VARILLAS.

Los mecanismos de #arillas prescinden de #arilla,es unidos por pasadores o tornillos para la

intercone5ion de componentes + dependen de #arillas en contacto entre si( !ue se desli*an con relacion unas aotras para la eneracion de la relacion entradasalida.

El contacto entre las #arillas se mantiene en todas las condiciones mediante el empleo de un muelle

capilar !ue tensa todo el mecanismo.

Estos mecanismos( encuentran su ma+or aplicaci&n en los instrumentos de #uelo + pueden di#idirceen tres clases principales denominadas en $uncion de las relaciones trionometricas !ue reulan su operaci&n.

Son 6 el mecanismo sinusoidal( el mecanismo tanente + el mecanismo tanente do"le.



El sinusoidal se emplea en ciertos tipos de anemometros como la primera etapa del elemento

acoplador + comprende dos #arillas A + 1 en contacto desli*ante + un e,e "alancin C al cual #a $i,ada la #arilla

1.

La rotacion del e,e de "alancin #iene dada por la relacion trionometrica6

El mecanismo tanente es parecido al sinusoidal( pero el punto de contacto entre las dos #arillas

permanece en una distancia d perpendicular constante del centro del e,e del "alancin. La rotacion de este e,e

#iene dada por la relacion6

El mecanismo tanente o"licuo es una #ariente del de tanente do"le. En este( los e,es del "alancin

son ortoonales( pero los planos de las #arillas A + 1 no se intersectan en anulo recto.

EN7RANA8ES

Los elementos e acoplamineto e indicacion de muc4os intrumentos de a#ion emplean enrana,es de

una u otra $orma( para la con#ersi&n directa de mo#imiento en linea recta o en $orma de arco en iratorio

total( + para aumentar o disminuir el mo#imiento. Los otro enrana,es !ue aparecen en la $i. estan dise)ados para proporcionar una relacion concreta

de aumento entre sus au,as respecti#amente + la au,a accionada por el sector dentado + el pi)on.

Al emplear enrana,es en los instrumentos + en los sistemas de control( se 4a tenido !ue 4acer $renteal pro"lema de !ue un enrana,e puede irar siempre un poco antes de arrastrar al !ue enrana con el. Esta

perdida de mo#imiento es ine#ita"le( puesto !ue las dimensiones de los dientes de los enrana,es de"en de,ar

siempre alo de ,ueo para e#itar !ue estos se aarroten. 0or conciuiente( 4a+ !ue "uscar otros metodos !ue

reduscan al minimo los e$ectos inesta"les !ue pueda crear este ,ueo entre dientes.



El metodo mas comunmente usado en los mecanismos dentados consiste en el uso de un muelle en

espiral.

Otro metodo !ue se usa en siertos sistemas de instrumentos !ue implican la transmicion de datos( es

el engranaje antijuego entre dientes. Consta de una sola rueda dentada di#idida. Ante de !ue el enrana,eenrane con su compa)ero( una de las mitades se ira uno o dos dientes( estirando( de este modo los muelles.

MUELLE EN ES0IRAL

Son dispociti#os $a"ricados con precision !ue sir#en tam"ien como dispociti#os controladores contra

los cuales se e!uili"ran las $uer*as de$lectoras para esta"lecer las le+es de cali"racion re!ueridas.

La ma+oria son del tipo de "o"ina plana con el e5tremo in$erior $i,o a un enaste( lo !ue 4ace !ue sele pueda instalar a presion en su e,e correspondiente.

En los instrumentos electricos de medida( de"e $acilitarce un medio para a,uste e5terior de la au,a

en la pocicion cero de la escala.

Los muelles en espiral suelen ser de "ronce $os$oroso + co"re "erilio( + su $a"ricacion e5i,e uncontrol + raduacion presisos del rosor( diametro + cara de torsion.

COM0ENSACION DE TEM0ERATURADE LOS MECANISMOS DE LOS INSTRUMENTOS.

En los mecanismos de los instrumentos se utili*an#arios metales + aleaciones( e ine#ita"lemente ( puedenproducirce com"ios en sus caracteristicas $isicas con las #ariaciones de temperatura en sus

pro5imidades.

En alunos casos se pueden apro#ec4ar( por e,emplo( los cam"ios en una resistencia electrica de

metal $orman la "ase de la medicion de temperatura.Estos no son siempre desea"les +( se 4acen necesariotomar medidas para neutrali*arlos.



0ara compensacion e temperatura( como se denomina( #arian se-n el tipo de instrumento al !ue se

aplican. El metodo mas antiuo de compensacion es el !ue se utili*a el tipo e tira "imetalica.

0RESENTACIONES CUANTITATIVAS.

E5isten tres metodos principales mediante los cuales puede presentarse la in$ormacion6 la escalacircular, la escala tipo 9relo,9( la escala recta + la digital, o contador.

Escala circular

0uede considerarse como el m:todo cl;sico de presentar in$ormaci&n en $orma cuantitati#a.

La base e escala( o circulo de raduaci&n( es la l%nea( !ue puede ser real o presunta( !ue #a de un

e5tremo a otro de la escala + por la cual se determinan las marcas de la escala + la l%nea de recorri& de la

au,a.

Las marcas de la escala, son las marcas !ue constitu+en la escala del instrumento. En las

presentaciones cuantitati#as es de suma importancia !ue :l numero de raduaciones se esco,a

cuidadosamente con el $in de o"tener interpretaciones rapadas + e5actas de las lecturas. De lo contrario puede producirse errores de lectura. La #elocidad de lectura disminu+e cuando aumentan las raduaciones.

Los $a"ricantes siuen un rela sensilla !ue consta en di#idir las escalas de modo !ue las

raduaciones representen unidades de <( = o >( o multilos decimales de estas.La separacion tam"ien tiene ran importancia( no puede 4a"er uni$ormidad completa esntre todas las

presentaciones cuantitati#as.E5isten dos rupos distintos( lineal + no lineal, en otras pala"ras( escalas con

raduaciones espaciadas uni$orme + no uni$orme.

La distancia entre los centros de las raduaciones !ue indican los #alores minimos + ma5imos de la

ama de medicion eleida se llama longitud de la escala. En condiciones ideales + "asandose enconsideraciones puramente teoricas( se 4a calculado !ue la loitud de una escala pro+ectada para o"ser#arla a

una distancia de ?>cm.



Presentaciones en escalas de gran alcance.

0ara medir alunas cantidades( se nesecitan escalas mu+ laras( puesto !ue las amas de medicionson altas. Esto 4ace !ue sea di$icil presentar tales cantidades en escalas circulares sencilla en ca,as de tama)o

estandar.

La presenetacion mostrada en a2es !ui*a la $orma mas sencilla de adaptar lonitudinalmente una

escala' di#idiendola en dos escalas concentricas + 4aciendo !ue la interior sea la continuacion de la e5terior.En la "2 se representa un metodo !ue se emplea en cierto tipo de anemometros' en su concepto

"asico es similar al !ue aca"amos de descri"ir.En este dise)o( sin em"aro( una sola au,a ira en una escala

circular + arrastra una seunda escala en #e* de una au,a. Esta escala iratoria( !ue reistra cientos de millas

por 4ora cuando la au,a ira re#aluciones completas( se #e en una a#ertura en la es$era principal.

Un tercer metodo c2 en el !ue tres au,as concentricas de di$erente tama)o comparten una escala

comun.La au,a rande indica centenas( la intermedia millares + la pe!ue)a decenas de millares.

En la d2 puede #erse un metodo de presentacion relati#amente reciente para medir la #elocidad conrespecto al aire. Se o"ser#ara !ue se adopta una escala e5terior + otra interior + !ue tam"ien parece 4a"er una

sola au,a.Sin em"aro( 4a+ dos au,as !ue se mue#en ,untas + leen en la escala e5terior durante su primera

#uelta. Cuando se 4a terminado esta( la punta de la au,a mas lara !ueda cu"ierta por una placa pe!ue)a + no

puede mo#erse mas alla de este punto de la escala. La mas corta siue mo#iendose para leer en la escalainterior.



Angulo de observacion

Otro $actor !ue tiene una ran importancia en la eleccion de la lonitud correcta de escala + el

tama)o de la ca,a es el anulo en el !ue se o"ser#a el instrumento.

Se esta"lecio tam"ien una norma por la !ue ninuna parte del instrumento de"ia estar o"scurecida

por la ca,a del instrumento cuando se mirara en anulos de 4asta @B de la posicion normal.Al o"ser#ar un instrumento en anulo( es poci"le !ue se produ*can errores' la manitud de tales

errores es reulada principalmente por el ;nulo en !ue se o"ser#a + la separaci&n entre la au,a + la placa de

la es$era.

Alcance de la escala y gamma de operación.

Un caso !ue se presenta con muc4a $recuencia en relaci&n con las lonitudes + las amas o alcancesde la escala es !ue suelen e5ceder de lo !ue se necesita realmente para las amas de operaci&n del sistema con

el !ue esta asociado el instrumento( de,ando( por lo tanto( parte de la escala sin utili*ar.

Consideremos un sistema $luido en !ue la ama de presi&n de $uncionamiento es /@ li".pulada.

No seria nin-n pro"lema dise)ar una escala para el indicador de presi&n re!uerido.

En ciertas condiciones de operaci&n del sistema en cuesti&n( puede ser $undamental #iilar las presiones !ue tenan #alores tales como <? o = l"$pulada' 4acer esto con precisi&n en el menor tiempo

posi"le no e mu+ $;cil.El resultado mostrado en "2 indica claramente cuanto m;s $;cil es interpretar los #alores !ue 4emos

considerado $undamental #iilar.

Escala recta.

Adem;s de la escala circular( esta la del tipo escala recta #ertical u 4ori*ontal2.

En los instrumentos de a#i&n se 4ace una escasa utili*aci&n de las presentaciones de escala recta +

au,a( +a !ue no son adecuadas para la #iilancia.

Estas pueden contri"uir al a4orro de espacio del panel + me,orar la e5actitud de o"ser#aci&n. Eldesarrollo de estas caracter%sticas 4an dado otra #ariante de la presentaci&n de escala recta( se la conoce como

cinta movil o "termometro"



Presentación Digital.

Un tipo de presentaci&n diital es a!uel en !ue los datos se presentan en $ormas de letras o numeros

/presentaci&n al$anumerica/. 7eneralmente $unciona en con#inacion con el tipo de presentaci&n circular. En el

altimetro( por e,emplo( 4a+ dos contadores' uno presenta un #alor $i,o de presi&n !ue puede a,ustarlomecanicamente el piloto como + cuando sea necesario( este es el contador estatico, + el otro #a enranado al

mecanismo del altimetro + presenta automaticamente las #ariaciones de altitud( + se lo conoce como contador

dinamico.

Presentación en indicador doble.

Las presentaciones en indicador do"le se pro+ectan principalmente como un medio para a4orrar

espacio de panel. Suelen tener dos $ormas6 una( en la !ue dos indicadores independientes + escalas #ana,ustados en una ca,a( + la otra( !ue tam"ien tiene dos indicadores en una ca,a( en !ue las au,as marcan enuna escala en comun.

Presentación en color.

El empleo de color en las presentaciones es un medio para indicar amas especi$icas de operaci&n de

los sistemas.El color puede aplicarce a las escalas en $orma de sectores + arcos !ue a"arcan en numero de marcas

de la escala. Los colores eleidos pueden ser el ro,o( el amarillo o el #erde.

Los arcos + las lineas radiales se suelen llamar graduaciones especificas( + su $inalidad es de$inir los

#alores en di#ersos puntos de la ama de una escala !ue estan relacionados con las amas especi$icas deoperaci&n de un a#i&n( sus rupos motopropulsores + sus sistemas. Las de$iniciones de estas raduaciones son

las siuientes6

Linea radial ROJA Limites ma5imos + minimos. Arco AMARILLO 7amas de despeue + precaucion.

Arco !R! 7ama normal de operaci&n.

Arco ROJO 7ama en la !ue se pro4i"e la operaci&n.



recuentemente las raduaciones est;n pintadas directamente en los cristales !ue tapan los

instrumentos. Adem;s( el color puede usarse tam"i:n para $acilitar la identi$icaci&n de los instrumentos conlos sistemas a los !ue est;n conectadas.

0RESENTACIONES CUALITATIVAS.

Son en el !ue la in$ormaci&n se presenta en una $orma sim"&lica o r;$ica para mostrar el estado de

un sistema. En la $iura se muestran dos e,emplos t%picos.El sincroscopio en a2 se utili*a con un sistema de indicaci&n de rpm( + sus au,as( !ue representan las

4:lices( iran -nicamente para mostrar las di$erencias de #elocidades entre los motores.

La "2 es un e,emplo de la indicaci&n del mo#imiento de componentes( e,. Las super$icies de controlde #uelo. El instrumento contiene diecisiete mecanismos el:ctricos independientes( los cuales( al seraccionados( sit-an los elementos de indicaci&n sim"&licos o representati#os de $orma !ue apare*can en

di#ersos ;nulos detr;s de las a"erturas en la es$era principal.



0RESENTACIONES DIRECTORAS.

Son las !ue est;n asociadas con los datos de na#eaci&n + posici&n del a#i&n + los presentan de

$orma !ue indican a un piloto los mo#imientos !ue de"e 4acer para correir cual!uier des#iaci&n de una

tra+ectoria de #uelo deseada.

Un e,emplo de una presentaci&n directora es la empleada en un indicador utili*ado en con,unci&n conel sistema de aterri#aje con instrumentos ILS2' :ste es un sistema de radiona#eaci&n !ue a+uda a un piloto a

mantener la posici&n correcta de su a#i&n durante la apro5imaci&n para aterri*ar en una pista. Desde tierra se

transmiten dos 4aces de radiose)ales' uno esta en el plano #ertical + el ;nulo con la pista para esta"lecer el

;nulo de planeo' el otro( conocido como el locali*ador( esta en el plano 4ori*ontal' am"os est;n alineadoscon la l%nea central de la pista.

0RESENTACIONES AL MISMO NIVEL FUE

LA LINEA DE VISION DEL 0ILOTO.

Gemos o"tenido aluna idea so"re el pro"lema de presentar datos !ue 4an de ser asimilados r;pida +

e5actamente. La sencille* #iene dictada por el numero de instrumentos !ue se trate. En la $ase de

apro5imaci&n critica + aterri*a,e( un piloto de"e transladar la #ista con muc4a $recuencia de los instrumentos

a re$erencias en el e5terior.0or consiuiente( se 4a desarrollado un m:todo !ue ali#ia estos pro"lemas( m:todos en el !ue se

presentan datos de #uelo #itales al mismo ni#el de la l%nea de #isi&n del piloto cuando mira a re$erencias

e5teriores. El principio del m:todo es presentar los datos en la super$icie de un tu"o especial de ra+os

cat&dicos + pro+ectarlos &pticamente como una imaen representati#a compuesta en una placa re$rectoratransparente o en el para"risas. La cantidad de datos re!ueridos #iene reulada por las necesidades de las

di#ersas $ases del #uelo. Eso a+uda a reducir las raduaciones improcedentes + el tiempo necesario para leer e

interpretar la in$ormaci&n presentada .

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