Espacios Aéreos

Existen básicamente 4 tipos de espacios aéreos: controlado, no controlado, de uso especial, y otros.  Usualmente están determinados por el tipo de aeronave que los utiliza, el flujo de aeronaves, y complejidad de las operaciones aeronáuticas, el nivel de seguridad requerido, interés público o nacional, etc.

Espacio aéreo controlado es todo aquel espacio aéreo donde algunas o todas las aeronaves están sujetas a control de tráfico aéreo (ATC).  Consiste en los llamados espacios clase A, B, C, D, E.

Figura 1.  Tipos de espacios aéreos.  AIM.

Clase A: se extiende desde los 18000 ft MSL hasta los 60000 ft MSL (FL600) y no está descrito en cartas seccionales VFR.  NO se permiten vuelos VFR en este espacio aéreo, todas las operaciones deben ser de acuerdo las reglas de vuelo por instrumentos.  Para ingresar a este espacio aéreo se requiere de radio de comunicaciones de dos vías, capaz de comunicarse en las frecuencias adecuadas de ATC, transponder, y para enero del año 2020 todas las aeronaves deberían tener instalado equipo de ADS-B-OUT

Clase B: se extiende desde la superficie hasta altitudes específicas para cada aeropuerto, aunque usualmente se toma una altitud de 10000 ft MSL como el techo estándar.  Además puede tener múltiples segmentos con diferentes formas y límites de altitud, por lo que ningún espacio aéreo clase B se parece a otro. Está señalado con líneas sólidas azules en la carta aeronáutica, y además se observan en números las altitudes específicas si existieran para el espacio aéreo.

Este espacio aéreo contiene por lo menos un aeropuerto primario, y se requiere AUTORIZACIÓN DE ATC ANTES DE ENTRAR AL ESPACIO AÉREO.  Una vez que se ingresa a dicho espacio aéreo, todas las aeronaves reciben servicio de separación por parte del ATC mientras permanezcan dentro de dicho espacio aéreo.

También se requiere por lo menos licencia de piloto privado para poder ingresar a la mayoría de estos espacios aéreos.  En algunos espacios aéreos clase B asociados a algunos aeropuertos, pueden ingresar pilotos estudiante si poseen el entrenamiento en tierra y en vuelo necesario, y además tienen una anotación en su bitácora de vuelo por parte del instructor de vuelo en los 90 días previos al vuelo.

Todo avión operando en Clase B ocupa radio de dos vías que sirva y pueda sintonizar las frecuencias de ATC necesarias, contactar el ATC y mantener comunicación.  También es necesario un transponder código 4096 con modo C (conocido como modo “charlie” y reporta altitud automáticamente). Es importante mencionar que se deben contactar las frecuencias apropiadas de ATC según la ubicación geográfica en relación al aeropuerto según las cartas aeronáuticas vigentes.

Figura 2. Espacio aéreo clase B.

Existe un “MODE C VEIL”, que es el espacio aéreo dentro de 30 millas náuticas de un aeropuerto dentro de un espacio aéreo clase B.  Se extiende desde la superficie hasta los 10000 ft MSL, y a menos que sea previamente autorizado, no se permiten operaciones si no se posee un Transponder modo C con reporte de altitud.  Si la aeronave no tuviera el equipo necesario y recibe autorización del ATC, debe permanecer fuera del espacio aéreo clase A, B, C, y por debajo del techo de los espacios aéreos clase B, C, o 10000 ft, el que sea más bajo.

Aeronaves bajo reglas VFR que no pretenden aterrizar en el aeropuerto asociado al espacio aéreo clase B, tienen que obtener la autorización ATC apropiada antes de ingresar al espacio aéreo, de lo contrario deberán permanecer fuera o por debajo de dicho espacio aéreo, o utilizar los corredores VFR adecuados.

Corredores VFR: Son corredores utilizados por ATC para poder dirigir tráfico a través del espacio aéreo clase B.  Se observan en las cartas aeronáuticas como flechas color magenta con punta a cada lado. Para poder utilizar estos corredores se requiere de autorización de ATC, Transponder modo C, y mantenerse de acuerdo a las rutas publicadas y las instrucciones de ATC.

Espacio Aéreo Clase C:  Espacio aéreo controlado alrededor de aeropuertos designados, donde el control de tráfico aéreo provee vectores de radar y secuenciación para todos los vuelos IFR y VFR.   En las cartas aeronáuticas se observa como una línea magenta sólida.

Todo avión que opera en este espacio aéreo, debe tener un radio de comunicación de dos vías, además de un transponder código 4096 modo C.  Comunicaciones con el control de tráfico aéreo deben establecerse antes de ingresar a este espacio aéreo, y las comunicaciones deben mantenerse mientras se permanezca dentro de dicho espacio aéreo.

Este espacio aéreo usualmente consiste de dos círculos concéntricos a un aeropuerto, con un radio máximo de 10 millas náuticas.  El primero es un área de superficie tiene un radio de 5 millas náuticas y se extiende desde la superficie hasta los 4000 ft AGL. El segundo círculo está ubicado sobre el primero, pero con un radio de 10 millas náuticas, iniciando a los 1200 ft AGL y extendiéndose a la misma altitud del primero.

Existe un área externa con un radio de 20 millas náuticas, en la cual las aeronaves que vuelan bajo reglas VFR deberían mantener comunicación con el ATC, pero no es un requisito obligatorio.

En aeropuertos satélites a un aeropuerto clase C, el espacio aéreo clase C termina con suficiente distancia para permitir el cambio de frecuencias y comunicaciones con la torre de control adecuada para el aeropuerto satélite, la cual brinda los servicios de separación apropiados.  Aeronaves que despegan de aeropuertos satélites sin torre de control, deben comunicarse con el ATC del espacio aéreo clase C tan pronto como sea posible luego del despegue.

Figura 3. Espacio aéreo clase C.

Espacio aéreo clase D: Se ubica en aeropuertos pequeños con torre de control, y se extiende desde la superficie hasta aproximadamente 2500 ft AGL, aunque la altitud puede variar según sea necesario. Puede incluir uno o varios aeropuertos, con un radio de 4 millas náuticas.  El tamaño real y su forma está determinado por las necesidades específicas, aproximaciones por instrumentos, etc.

Si la torre de control cierra operaciones, en ese momento el espacio aéreo clase D pasa a ser espacio aéreo clase E.  Algunas veces se observan extensiones del espacio aéreo clase D en forma de espacio aéreo clase E, para facilitar la transición de operaciones de vuelo por instrumentos en la porción en ruta hacia el espacio aéreo clase D.

Se observa en la carta aeronáutica con una línea azul discontinua junto a indicación numérica del techo de dicho espacio aéreo.   A menos que reciba una autorización específica, toda aeronave debe mantener comunicaciones con el ATC antes de ingresar al espacio aéreo, y mantener dichas comunicaciones mientras se encuentre dentro del mismo.

Figura 4. Espacio aéreo clase D

Espacio aéreo clase E: Mucho del espacio aéreo controlado clase E inicia a los 700 ft AGL asociado a aeropuertos no controlados para facilitar y acomodar operaciones IFR (también llamado espacio aéreo de transición, determinado en una carta aeronáutica por una viñeta color magenta) o 1200 ft AGL (conocido como Clase E en ruta, determinado en una carta aeronáutica por aerovías  o una viñeta azul si está rodeado por otros espacios aéreos).

El ancho de una aerovía es de 4 millas náuticas a cada lado del centro de la aerovía, y termina a los 17999 ft MSL.   Si no inicia a estas altitudes, es espacio aéreo clase E es todo aquel que inicia a los 14500 ft MSL y termina a los 17999 MSL.    Si existieran otras altitudes para este espacio aéreo, estarían indicadas por números en la carta aeronáutica.

Figura 5. Espacio aéreo clase E.

Figura 6. Espacio aéreo clase E.

Espacio aéreo clase E hasta la superficie: puede existir este espacio aéreo asociado a aeropuertos no controlados (Sin torre de control).  Está determinado por una línea discontínua color púrpura, y usualmente este espacio aéreo tiene el objetivo de proteger aproximaciones de precisión por instrumentos.

Figura 7.1.  Espacio aéreo clase E hasta la superficie y de transición.

Figura 7.2. Espacio aéreo clase E.

Pueden existir áreas donde el piso del espacio aéreo clase E tiene diferentes altitudes.  En estos casos se aprecia en la carta aeronáutica de la siguiente manera:

Figura 7.4 Diferentes pisos para espacio aéreo tipo E.

Espacio aéreo clase G: Espacio aéreo donde ATC no tiene ni control ni autoridad ni responsabilidad sobre las aeronaves volando en dicho espacio aéreo.  Cuando se pretende aterrizar en un aeropuerto con espacio aéreo clase G sin torre de control, se espera que el piloto realice todos los virajes hacia la izquierda, a menos que mediante algún medio de comunicación aprobado se indique lo contrario (círculo segmentado, chart supplement antiguamente llamado Airport Facility / Directory, Carta aeronáutica, etc).

Áreas prohibidas:  bloques de espacio aéreo donde no se permite operaciones de aeronaves.

Áreas restringidas: presencia de actividades inusuales, algunas veces invisibles, peligros a aeronaves, etc.  Ejemplos son áreas de disparos de artillería, misiles guiados, etc. Debe obtenerse permiso de la autoridad competente antes de ingresar a un área restringida.  De lo contrario es extremadamente peligroso para la aeronave y sus ocupantes.

Rutas IFR:  Solo se observan en las cartas aeronáuticas VFR de área terminal.  No aplican para vuelo VFR.

Figura 8.  Rutas IFR

Rutas de Entrenamiento Militar:  Fueron creadas como un trabajo conjunto entre el Departamento de Defensa y la FAA, con el fin de mantener activo el entrenamiento de pilotos militares, principalmente durante vuelo a bajo nivel.  Funcionan tanto para vuelos VFR como IFR. Usualmente se establecen por debajo de los 10000 ft MSL, y las velocidades de las aeronaves que las utilizan pueden exceder los 250 kts. Se observan como líneas negras continuas a lo largo de las cartas de navegación VFR, y como líneas marrón en las cartas de reglas IFR.  Junto a estas líneas se visualizan letras y números, los cuales identifican los segmentos y rutas específicas. La dirección de las flechas indica la dirección de vuelo dentro de la ruta.

Figura 9.  Rutas de entrenamiento militar.

Cuatro números en la ruta militar indica que NO existen segmentos de la ruta con altitudes mayores a los  1500 ft AGL. Tres números o menos indican que SI hay segmentos de la ruta con altitudes mayores a los 1500 ft AGL.  El ancho de estas rutas puede variar de entre 4 millas náuticas a 16 millas náuticas.

Como nota importante, las aeronaves no participantes pueden de hecho volar a través de las rutas de entrenamiento militar, no existe ninguna prohibición al respecto.  Sin embargo, debido a las altas velocidades y al tipo de maniobras que se llevan a cabo en esas rutas, es muy difícil ver y evitar las aeronaves militares. Por lo tanto, es una buen práctica evitar estas rutas, y de no ser posible, volar con extrema vigilancia.

Referencias.

1. Commercial Pilot Test Prep. ASA.
2. Pilots Handbook of Aeronautical Knowledge. Chapter 15, Airspace. FAA 2017.
3. Aeronautical Information Manual.  Official Guide to Basic Flight Information and ATC Procedures. FAA 2015.
4. AOPA.  Airspace Flashcards. 2014.
5. AOPA.  Saluting MTRs.

Meteorología - Frentes y Actividad Frontal

Frentes y Actividad Frontal

Se conoce como “Ridge” o Cresta a un área de alta presión, y como “Trough” o Depresión a un área de baja presión. Todos los frentes se encuentran en áreas de baja presión.  En la siguiente imagen, podemos ver en amarillo un ridge y en color café un trough.

Cuando un cuerpo de aire se desplaza sobre extensas áreas de terreno o agua, el aire adquiere las propiedades de temperatura y humedad de esas áreas.  Con forme la masa de aire continua desplazándose, se modifica y adquiere las características de las nuevas zonas que cubre en su camino, de manera que siempre hay un constante cambio y adaptación.

En el hemisferio norte, podemos observar 5 áreas bien definidas donde las masas de aire adoptan características específicas.

1. Polar continental sobre Canadá, con aire seco y frío.
2. Artico continental sobre el Polo Norte, con aire muy frío y seco.
3. Polar marítimos en ambas costas, con aire frío y húmedo.
4. Tropical marítimo en el Golfo de México y océanos del Sur, con aire cálido y húmedo.
5. Continental tropical en el centro de México y Sur de Estados Unidos, con aire seco y cálido.

Si consideramos las masas de aire junto a los procesos de calentamiento y enfriamiento estacional del planeta, la rotación del planeta, la gravedad, y la orografía, obtenemos un panorama del constante cambio y movimiento que ocurre día a día en el clima.  Las masas de aire colisionan y se empujan unas a otras, ocasionando lo que conocemos como frentes.

Hay 4 tipos de frentes:

1. Frente frío: dibujado de color azul y con picos triangulares indicando la dirección del movimiento.
2. Frente cálido: dibujado de color rojo y con semicírculos indicando la dirección del movimiento.
3. Frente estacionario: dibujado con figuras triangulares azules y semicírculos rojos alternados y en direcciones opuestas, y se puede intuir que al estar  unos contra los otros no existe un movimiento predominante.
4. Frente ocluido: dibujado de color morado, con picos y semicírculos apuntando en la misma dirección.  

El frente frío es el borde de una masa de aire frío y denso que avanza por debajo de una masa de aire caliente y menos denso.  Si miramos los picos azules del dibujo de un frente frío, podemos imaginar una pala que ingresa por debajo del frente cálido y lo levanta.   Estos frentes por lo general presentan los cambios más dramáticos, especialmente cuando la diferencia de temperatura y presión es mucha entre las masas de aire frontales.  Se esperan nubes tipo cúmulo o cumulonimbo, inestabilidad, tormentas, turbulencia severa, cambios en la velocidad y dirección del viento, y movimiento frontal rápido. El avance puede ser de 30 hasta 60 mph, por lo que para aeronaves ligeras puede ser muy peligroso.  Podemos reconocer que se avecina un frente frío por la presencia de nubes tipo cirro o altocúmulo, las cuales preceden el frente por algunas horas o días. Después de que el frente ha pasado, la presión atmosférica sube abruptamente, la temperatura baja, y las condiciones meteorológicas mejoran rápidamente a cielos despejados con algunas nubes tipo cúmulo.

De igual manera, un frente cálido es el borde de una masa de aire caliente que avanza sobre una masa de aire frío y la reemplaza.  Para recordar esto, podemos imaginar los semicírculos rojos como burbujas cálidas que flotan y suben sobre el frente frío. Los frentes cálidos se mueven más lentamente (a la mitad de la velocidad del frente frío o menos) y son bastante más estables que los frentes fríos. El aire cálido y húmedo se enfría a medida que se eleva sobre el frente frío, ocasionando extensas áreas de nubosidad y lluvia (algunas veces puede extenderse cientos de millas por delante del frente).  Las nubes características cuando se avecina un frente cálido son de tipo estrato, por ejemplo: cirroestrato, altoestrato, nimboestrato, estrato, y niebla. La visibilidad puede reducirse en áreas extensas, con techos de nubes y visibilidad muy bajos como para permitir vuelos visuales. Usualmente no existe turbulencia importante, a menos que existan tormentas embedidas en las áreas cubiertas por los estratos. Estas tormentas puede formarse si el aire cálido es inestable y forma nubes tipo cúmulo o alto cúmulo.   Otro peligro importante son amplias áreas de engelamiento a lo largo del frente.

Los frentes estacionarios son un híbrido entre los frentes fríos y los frentes cálidos.  Ninguno de los dos tiene suficiente energía para definir y reemplazar el otro. Es por esto que se obtiene un clima que es como la mezcla de los dos, y al no tener movimiento, puede generar mal clima en una región durante varios días. Existen los ciclones, los cuales generalmente los vamos a encontrar en zonas de frentes fríos que se mueven muy lentamente o son estacionarios.

A veces podemos encontrar frentes ocluidos, donde masas de aire con diferente temperatura chocan y se unen.  Por ejemplo una masa de aire muy frío avanza y empuja una masa de aire menos fría, y a su vez eleva una masa de aire caliente hacia niveles superiores de la atmósfera.  En este caso obtenemos algo parecido a un emparedado meteorológico, con las peores combinaciones de clima que podemos observar, por ejemplo tormentas eléctricas, baja visibilidad, y cambios en velocidad y dirección del viento.

Las características físicas de cada frente pueden ser diferentes.  Por lo general las principales variaciones tienen relación con la velocidad de la masa de aire, su temperatura, y su estabilidad.  Una masa de aire estable que es forzada hacia altitudes superiores, presentará y continuará presentando características de aire estable (nubes tipo estrato, baja visibilidad, no hay turbulencia).  Por el contrario una masa de aire inestable que es forzada a elevarse, continuará con características inestables (nubes tipo cúmulo, turbulencia, precipitación en aguacero, buena visibilidad, etc.)  Además, las características más marcadas de los frentes las vamos a observar en los niveles inferiores y cerca de la superficie, y estas van disminuyendo a medida que aumenta la altitud. Usualmente entre 15 y 20 mil pies, las consecuencias del frente ya son mínimas, y el único cambio perceptible es una diferencia de temperatura que se puede extender hasta la tropopausa.

Muchas veces es imposible conocer exactamente dónde inicia y termina un frente. Sin embargo, el paso de un frente estará identificado por las siguientes características:  un cambio en la temperatura, un cambio en la presión atmosférica, y un cambio en la dirección del viento, velocidad del viento, o ambos. Cómo averiguar información acerca de los frentes?Como dice el dicho, una imagen vale más que mil palabras.  Las imágenes de las cartas meteorológicas son la mejor manera de visualizar la posición de las áreas de alta y baja presión, frentes y sus movimientos, así como áreas bajo la influencia de los mismos.  El “surface analysis chart, significant weather and prognostic chart, y el weather depiction chart” son algunos ejemplos de estos. Para planear vuelos usualmente nos concentramos en el aeropuerto de partida, la ruta, y el aeropuerto de llegada, pero es valioso ampliar el análisis y considerar tener un plan B y rutas de escape, y para esto necesitamos evaluar las cartas mencionadas anteriormente.  Sin una buena preparación, es muy fácil terminar en una posición incómoda o hasta de mucho riesgo durante el vuelo.Wind shear (cortantes de viento)Una cortante de viento se define como un cambio en la dirección y/o la velocidad del viento en una muy corta distancia.  Puede ocurrir a cualquier nivel de la atmósfera, y se detecta por un cambio súbito en la velocidad indicada del avión. Las cortantes de bajo nivel pueden encontrarse relacionadas generalmente a inversiones de temperatura, donde la velocidad del viento a 2000 o 4000 pies sobre la superficie es de 25 nudos.  También se pueden encontrar en las afueras de una tormenta y directamente sobre la tormenta y por debajo de la tormenta. Además es usual encontrar cortantes de viento a lo largo de actividad frontal, debido a la diferencia en la velocidad del viento de cada masa de aire.Con un frente cálido, el periodo crítico es justo antes de que el frente pase y alrededor de 6 horas antes.  Con un frente frío, las cortantes de viento usualmente se encuentran por detrás del frente y luego de que este pasa.Los principales peligros de una cortante de viento son el cambio en la dirección del viento, ya que puede pasar de un viento de frente a un viento de cola y visceversa.  Durante la aproximación al aterrizaje, la manera de identificar la posibilidad de cortantes de viento es mediante el análisis del régimen de descenso (Velocidad Vertical), el indicador de velocidad (ASI) y el régimen de potencia que se está usando para la aproximación. Cuando cambia de viento de cola a viento calmo o viento de frente, la velocidad inicialmente aumenta de manera igual al cambio de la velocidad del viento.  La aeronave responde nariz arriba y la altitud aumenta. En la aproximación a aterrizaje, al inicio es necesario responder con una disminución de potencia para retomar la senda de planeo, y luego volver a agregar potencia.Cuando el viento de frente cambia a un viento calmo o viento de cola, inicialmente la velocidad disminuye, la nariz del avión baja y la altitud disminuye.  En la aproximación al aterrizaje esto puede ser muy peligroso, ya que perderemos velocidad y altitud en una fase crítica del vuelo. Es necesario incrementar la potencia para contrarrestar estos efectos y volver a interceptar la senda de planeo.  Luego de esto tendremos que reducir de nuevo la potencia para compensar por el aumento en la velocidad sobre el terreno a causa del viento de cola.

Referencias:

1. Private Pilot Test Prep.  ASA. 2016
2. Commercial Pilot Test Prep.  ASA. 2012
3. FAA Safety Briefing.  Air Mases and Fronts. April 2015.
4. Aviation Weather Student Guide.  Naval Air Training Command. 2003.

Sunrise Time Lapse

Hace algunos días hice este pequeño timelapse con un amanecer en el aeropuerto.  Se observan algunas personas muy ocupadas alistando los aviones para los primeros vuelos del día.   Espero que lo disfruten.

Computador de Vuelo E6B: conversión de pies/minuto a pies/milla

Muchas veces, los aeropuertos imponen un requerimiento de ascenso mínimo para poder librar obstáculos durante el despegue.  Estos requerimientos están expresados en pies/milla náutica, o sea que la aeronave debe ser capaz de incrementar su altitud en un número específico de pies por cada milla que recorra horizontalmente (distancia).  

Figura 1:  Gradiente de ascenso necesaria para librar obstáculos.

Figura 2: Gradiente de ascenso de una carta Jeppesen.

Sin embargo, los aviones no avanzan a la misma velocidad sobre el terreno, y no es lo mismo pensar en volar un piper PA28 o un A320 y cumplir con un ascenso en cierta distancia.  Además el  instrumento llamado VSI lo que indica es pies/minuto, o sea el régimen por unidad de tiempo.  Como se puede ver, es un pequeño problema tener que cumplir un requerimiento en unidades de distancia pero solo tener información en unidades de tiempo.  ¿Cómo resolver esto? 

La primera opción es tener a mano una tabla de conversión como la que se muestra a continuación:  

Ejemplo #1: para cumplir el requerimiento de 300 pies por milla náutica, a una velocidad sobre el terreno de 90 nudos,  significa un régimen de ascenso de 450 pies por minuto, pero a 150 nudos es de 750 pies por minuto.  

Figura 3:  tabla de conversión ft/nm a ft/min.

Y si de casualidad no tenemos a mano la útil tabla de conversión, ¿Qué hacemos?  Pues usamos el computador de vuelo!

1. Primero se coloca el triángulo de RATE opuesto a la velocidad sobre el terreno de la aeronave.
2. Luego se busca en la escala interna los pies/milla náutica.
3. Se lee en la escala externa los pies/minuto.

Figura 4: solución del ejemplo #1 con el computador de vuelo. 

Y si de casualidad no tenemos ni una tabla ni un computador de vuelo.... ¿ QUE HACEMOS?

pues hay que recurrir a la matemática:

ft por minuto = (Velocidad sobre el terreno / 60) X pies por milla náutica

ft por minuto = (90 / 60) X 300

ft por minuto =  1.5 X 300

ft por minuto = 450

Computador de Vuelo E6B: cálculos de altitud de densidad y velocidad verdadera

Los instrumentos del avión funcionan básicamente en una atmósfera estándar y a nivel del mar, pero como sabemos,  las condiciones estándar rara vez son la realidad y casi nunca volamos a nivel del mar.  Cambios en temperatura, presión, altitud y humedad afectan la atmósfera, y es necesario realizar correcciones a las lecturas de los instrumentos para tener un panorama real.   El computador de vuelo nos permite realizar correcciones para transformar la velocidad calibrada CAS a una velocidad verdadera TAS.  También se puede corregir la altitud indicada o la altitud de presión por temperatura no estándar y obtener la altitud de densidad, sumamente importante para cálculos de desempeño de la aeronave y navegación. 

Velocidad verdadera y altitud de densidad

Para averiguar la velocidad verdadera a partir de la velocidad indicada se necesita:

1. Conocer la altitud de presión (lectura del altímetro colocando 29.92 inHg en la ventana de Kollsman)
2. Conocer la temperatura ambiente (lectura del termómetro en grados Celcius)
3. Conocer la velocidad indicada (lectura directamente del instrumento)

Estos datos los ordenamos en la ventana adecuada de la carátula del E6B:

Figura 1:  Ventana para determinar altitud de densidad.

Primero rotamos el disco interno hasta la altitud de presión que se obtuvo en el punto #1.  Luego colocamos esta altitud de presión contrario a la temperatura que se obtuvo en  el punto #2.  Finalmente buscamos en el borde interno la velocidad indicada que obtuvimos en el punto #3 y leemos en el borde externo la velocidad verdadera.  NOTA:  la altitud de densidad se lee en la ventana que está sobre la altitud de presión,  indicada por el puntero con la marca "Density Altitude".

Ejemplo #1:  Encuentre la velocidad verdadera y la altitud de densidad con las siguientes condiciones:

Altitud de presión: 15000 ft.

Temperatura: -15 C

Velocidad CAS 145 kts

Respuesta:  Velocidad Verdadera 183 kts y altitud de densidad 15000 ft.    Primero se coloca la altitud de presión opuesta a la temperatura de -15 grados Celcius (Rectángulo amarillo en la figura 2).  En esta parte es importante notar que los grados negativos se encuentran HACIA LA DERECHA (Círculo rojo en la figura 2).   Finalmente leemos el resultado, la altitud de densidad indicada por la flecha color naranja, y la velocidad verdadera por la flecha azul.  IMPORTANTE:  si están en duda del proceso a realizar, no se preocupen, no son los primeros.  Es por esto que la mayoría de los computadores de vuelo tienen un recordatorio de los pasos a seguir, en este caso son las instrucciones en el óvalo verde.  

Figura 2:  resolución  del ejemplo #1.

Computador de vuelo E6B: explicación práctica de su uso (Tiempo, distancia, combustible)

El computador de vuelo análogo, es un instrumento que históricamente le ha brindado a los pilotos una manera sencilla y rápida de encontrar soluciones a los problemas matemáticos más frecuentes a los que se expone un piloto día a día. Para nadie es un secreto que a primera vista puede ser intimidante, con tantos números y escalas, pero con un poco de práctica se vuelve casi intuitivo su uso. Las ventajas que tiene con respecto a computadores digitales son muchas, pero principalmente es a prueba de golpes y no requiere de baterías. A continuación se presenta una breve lectura con ejemplos de su uso.

El computador de vuelo tiene dos carátulas principales.  Una se usa para cálculos de distancia, tiempo, tiempo en ruta, velocidad, consumo de combustible, conversiones de unidades, cálculos de velocidad verdadera (TAS) dependiendo de temperatura y altitud, determinación de altitud de densidad, etc.

Figura1:  Carátula de cálculos, E6B

La otra carátula se utiliza para cálculos de ángulos de corrección para deriva, curso verdadero, determinar velocidad sobre el terreno, variación magnética, rumbo magnético, etc.

Figura 2:  Carátula para corrección de viento

Carátula de cálculos

Esta carátula tiene varias escalas.  Una de las escalas está fija en el borde externo, y otra se encuentra en el borde interno, la cual se mueve cuando rotamos el disco del computador. La escala del borde interno está relacionada con tiempo, y es algo que vamos a usar mucho para todos nuestros cálculos.  Primero hay que notar que el número 60, está marcado diferente al resto de los números. Esto es a raíz de que muchos de los cálculos que vamos a realizar, buscan identificar consumos o velocidades, y todos generalmente están en unidades “por hora”, y sabiendo que una hora tiene 60 minutos, esta marca tiene mucha relevancia para nuestros cálculos.

Figura 3:  Escalas del computador de vuelo.

Otro aspecto importante de la carátula de cálculos, es la escala de los números.  Como pilotos vamos a tener muchos problemas que resolver, y aunque los cálculos son básicamente los mismos, es diferente calcular el consumo de combustible para un C172 que para un B737.  En la figura 3 podemos observar en la escala externa el número 55. Este número puede ser en efecto cualquiera de los siguientes números: 0.55, 5.5, 55, 550, 5550, etc. Cómo saber cuál número escogemos para nuestros problemas? Depende del contexto del problema, del entendimiento del problema, y del uso de la razón y la lógica para escoger la escala.  Por ejemplo si estamos volando un avión pequeño de hélice (tipo C152 o Piper PA28), un consumo de combustible perfectamente lógico puede ser de 5.5 galones por hora en crucero, mientras que un consumo de 55 galones por hora o 0.55 galones por hora son totalmente ilógicos para este tipo de aviones.

Continuando con la figura 3, del número 55 al 60 hay 4 rayas “grandes”, cada una corresponde a una unidad sobre 55, o lo que es lo mismo 56, 57, 58, 59, 60.  También hay rayas “cortas”, las cuales corresponden a valores decimales de esos números, por ejemplo 55.5, 56.5, 57.5, 58.5, 59.5. De nuevo la unidad la tenemos que escoger nosotros, de acuerdo al problema en cuestión que estemos resolviendo.

Figura 4.  Horas y minutos.

Como se aprecia en esta imagen, del 60 al 70 no hay rayas “cortas”, por lo que cada raya significa un aumento de 1 unidad, pero no podemos determinar exactamente fracciones de esa unidad.  Además con esta imagen podemos introducir un nuevo concepto, que es la relación entre horas y minutos. Observe que 1:10 corresponde exactamente a 70 minutos, algo muy útil para cálculos de tiempo.  Podemos concluir que la escala interna en horas se puede asociar directamente a una escala en minutos.

Figura 5. Escalas

En esta otra escala, sólo hay 4 rayas “grandes” entre 15 y 16.  Si usamos una escala de 15 a 16, la única relación posible entre los dos números es 15.2, 15.4, 15.6, 15.8.  Si usamos una escala de 150 a 160, obtenemos 152, 154, 156, 158. De ahí que hay que tener mucho cuidado en la selección de la escala a utilizar.   

También se puede determinar cuántos segundos hay en una cantidad específica de minutos.  Debe colocarse la marca de 60 (RATE 60) apuntando a los minutos que deseamos, y los segundos se leen sobre la flecha que dice “seconds” justo a la derecha del número 35 en la escala intermedia. En el siguiente ejemplo, deseamos conocer cuántos segundos hay en 12 minutos.  La respuesta es 720 segundos. (Cuidado con la escala, es obvio que 72 segundos no es la respuesta, así que por lógica se usa el siguiente número más grande, agregando un 0 al número 72).

Figura 6.  Minutos y Segundos

Resolución de problemas de tiempo, distancia, y velocidad.

Ejemplo #1.  Asumamos que desea conocer su tiempo en ruta, o lo que es igual, el tiempo que tardaría en recorrer una distancia determinada a una velocidad determinada.  Se puede considerar que existe una velocidad constante, y por lo tanto la siguiente fórmula matemática es aplicable:

Distancia = Velocidad x Tiempo

Asumiendo que nuestra velocidad es de 150 nudos, y la distancia es de 245 millas náuticas, el tiempo se obtiene despejando la fórmula anterior.

Distancia / Velocidad = Tiempo

245 / 150 = Tiempo

1.63 Horas = Tiempo

Convertimos 0.63 a minutos utilizando regla de 3

1:37 minutos = Tiempo

Usando el computador de vuelo, el proceso se hace un poco más sencillo.  Utilizando la Figura 7, coloque la flecha de 60 opuesta al número 150, el cual en este momento corresponde a la velocidad.  La distancia se lee en la escala de afuera, por lo que buscamos 245 en dicha escala. Leemos directamente opuesto en la escala interna, y el resultado está entre 1:35 y 1:40, el resultado más exacto sería 1:38 minutos. Se puede notar que la diferencia entre la fórmula matemática y el resultado que se obtiene del computador de vuelo es ligeramente diferente, pero estoy no varía en gran medida y para efectos prácticos funciona perfectamente bien.

Figura 7:  Determinación de tiempo a partir de velocidad y distancia.

Ejemplo #2. Cuánta distancia puedo recorrer con cierta cantidad de combustible? (por ejemplo tanques llenos)? Para este tipo de problemas, previamente debemos conocer cuanto tiempo puede permanecer el avión en el aire con el combustible suministrado, ese es un dato que obtenemos del POH. Si el avión gasta en promedio 8 galones por hora, y lleno tiene 48 galones, entonces puede volar 6 horas.

Los datos requeridos para resolver el problema son: la velocidad de la aeronave, y el tiempo que podemos volar con la cantidad de combustible suministrada.

Matemáticamente: Despejar la fórmula de Distancia = Velocidad x Tiempo.

Asumiendo que la velocidad es de 125 nudos, y el tiempo de vuelo con el combustible suministrado es de 4.5 horas, resolvemos la fórmula:

Distancia = 125 nudos  x 4.5 horas

Distancia = 562.5 millas náuticas.

Con el computador de vuelo de la figura 8, colocamos la marca del 60 en el 125 de la escala externa.  En la escala de tiempo buscamos 4:30 minutos, y leemos en la escala de afuera la distancia. El cuidado es seleccionar la escala correcta para la distancia usando la lógica.  55 millas es muy poco para 4.5 horas de vuelo, 5500 millas es demasiado. 550 millas es el número correcto. De hecho, siendo muy cuidadoso con la selección del número el resultado también es muy cercano a 560 millas náuticas (564 para ser exactos).

Figura 8:  Cálculo de distancia con velocidad y tiempo.

Otro problema que puede resolverse, es cuando tenemos el tiempo y la distancia, pero no conocemos la velocidad.  En este caso en especial, la flecha asociada al número 60 provee la respuesta. Suponga que usted vuela entre dos puntos conocidos en el terreno, y además conoce la distancia entre esos puntos, y pudo cronometrar el tiempo que le tomó volar entre un punto y otro.

Distancia entre puntos = 26 NM

Tiempo de vuelo entre los puntos = 13 minutos

Encuentre la velocidad: __________________

Respuesta despejando la fórmula matemática

D = VxT

D / T = V

26 NM / 13 Minutos  = 2 NM por minuto

= 120 NM/Hora

= 120 kts

Respuesta con el computador de vuelo:

Coloque el número 13 (correspondiente a los minutos) en la escala de los minutos, contrario al número 26 en la escala de afuera (correspondiente a las millas náuticas).  Lea directamente sobre la flecha de 60 la respuesta: 120 kts.

Figura 9:  Cálculo de velocidad, a partir de distancia y tiempo.

Resolución de problemas de consumo de combustible

Este tipo de problemas se solucionan de la misma manera que los problemas de distancia, tiempo, y velocidad, solo que cambian los nombres de las variables.  La flecha de 60 la vamos a alinear con el consumo de combustible en galones por hora, buscamos la cantidad de combustible en la escala externa, y leemos en la interna el tiempo de vuelo para esa cantidad de combustible.

Ejm:  8.4 galones/hora

Capacidad: 64 galones

Cuanto tiempo puedo volar?

Figura 10.  Cálculo de tiempo de vuelo a partir de consumo de combustible y cantidad de combustible a bordo.

Se coloca la flecha de 60 de acuerdo a los 8.4 galones / h de consumo.  Luego se lee en la

escala externa la cantidad de combustible total (64 galones).  En la escala interna, opuesto

a los 64 galones se lee el tiempo de vuelo, aproximadamente 7:35 minutos.  

(Respuesta exacta 7:37 minutos, puede sacarla con la fórmula matemática?

Sugerencia: regla de 3).

Ejemplo:  Usted nota que durante un vuelo de 4:20, consume 32 galones de gasolina.  Cuál es su consumo por hora? Coloque las 4:20 horas de vuelo, opuestas a los 32 galones totales de combustible consumido.  Lea en la flecha de 60 la respuesta: 7.4 galones por hora.

Puede hacerlo con regla de tres?

Figura 11.  Cálculo de consumo promedio de combustible a partir de tiempo de vuelo y galones totales de combustible.