Contenido

1.- Tablas de distancia de descenso
2.- Niveles de crucero
3.- El altímetro
4.- Conversión de milibares a pulgadas

1.- Tablas de distancias para descenso y rates de descenso

Distancia de descenso

Rates de descenso

2.- Niveles de crucero

3.- El altímetro

El actual altímetro de uso aeronáutico, es un instrumento derivado del barómetro inventado por Torricelli en 1643, que utilizaba una columna de mercurio dentro de un tubo al vacío para medir el valor de la presión atmosférica.
En 1648, Blas Pascal estableció la posibilidad de medir diferencias de altura mediante la variación de la longitud de la columna de mercurio del barómetro de Torricelli.
En 1844, Lucien Vidie patentó y se supone que inventó el barómetro holostérico o barómetro aneroide, que no contiene líquido. De este último se deriva el Principio de Funcionamiento utilizado originalmente para el altímetro aeronáutico y posteriormente adoptado, en la década de 1930, por la "Fundación Daniel Guggenheim para el desarrollo de la Aeronáutica", como fundamento para el diseño del Altímetro Sensitivo que aún sigue hoy siendo referencia universal para la medición de altitudes.
Recién en 1953, la Organización Meteorológica Mundial se hizo cargo de esta situación y adoptó los Standard Internacionales que hoy rigen para la altimetría barométrica.

Generalidades

El altímetro es un instrumento que permite medir altura basado en la variación vertical de la presión de la atmósfera. La calibración de su escala está hecha bajo condiciones de atmósfera standard y en consecuencia, sólo indicará valores reales cuando se den estas condiciones.

Siendo la atmósfera un medio esencialmente variable, fue necesario definir la llamada "Atmósfera Standard", para contar con una referencia universal de calibración de los instrumentos. Además fue necesario establecer un procedimiento de ajuste para adecuarse a las circunstancias locales en cada momento.

"Atmósfera Standard" es un estado atmosférico debe cumplir con varios requisitos de ente los cuales, para el uso que damos en el Simulador nos interesaría saber que la presión barométrica es 760 mm. de columna de mercurio (29,92" de Hg, ó 1.013,2 hectopascales).

Los altímetros considerados, llamados de tipo Kollsman, están calibrados para esta atmósfera standard y específicamente para la curva de presiones de la zona inferior o tropósfera.

Usos del altímetro

Aún habiendo sido la intención original del desarrollo del altímetro la función de medir altitudes reales, la evolución práctica de su uso ha conducido a otras funciones, que si bien usan el mismo concepto, se diferencian en su objetivo.

Los usos específicos actuales son:

a. Mantención de separación entre aeronaves.

Si se usa una referencia común de calibración de los altímetros, al asignar niveles de vuelo distintos a diferentes aeronaves medidos con este instrumento, se asegura, sin otra corrección, su separación vertical.

Para este fin se ha adoptado convencionalmente el valor de referencia 29,92" (QNE), correspondiente al nivel 0 de atmósfera standard, para el ajuste de altímetro de todos los aviones volando sobre o fuera de las zonas de aproximación (en las que se ajusta a QNH). De este modo todos los aviones vuelan superficies de presión de referencia común, a las que se llama Niveles de Vuelo y se designan en cientos de pies. Ej.:10.000' se expresan como FL 100.
Corresponde este concepto exactamente al de Altitud de Presión definido con la Atmósfera Standard.

b. Indicación convergente a la elevación de la pista.

Usando un ajuste de altímetro igual al QNH informado por la torre de control de la pista en que se va a aterrizar, se asegura, sin otra corrección, una indicación igual a la elevación de la pista cuando se toma contacto con ella.

Esta condición permite referencias comunes de altitud a los aviones en circuito de tránsito de aeródromo o en fase de aproximación y garantiza además vuelo seguro en áreas definidas, a condición de respetar las holguras establecidas para el franqueamiento de obstáculos.

Se ha usado el término indicación convergente, por cuanto sólo al nivel de la pista se obtiene del altímetro una indicación verdadera, salvo condiciones de atmósfera standard.

c. Información barométrica.

Calibrado en QNE (29,92"), el altímetro da información de presión barométrica, expresada en pies de altitud según atmósfera standard, necesaria para efectuar correcciones de velocímetro, de altímetro y para cálculo de altitud de densidad.

d. Determinación de la Altitud Verdadera.

Al aplicar a las indicaciones del altímetro las correcciones de presión, mediante ajuste a QNH, y de temperatura, por cálculo mediante el computador Dalton o sus equivalentes, se obtiene la altitud verdadera de la aeronave sobre el nivel medio del mar.

La afirmación anterior tiene una excepción y es el caso en que el gradiente térmico vertical de la atmósfera no es lineal. La linealidad es condición básica que sustenta todos los cálculos de altimetría. Afortunadamente es, dentro de una razonable aproximación, la condición más habitual de la atmósfera.

Principio de funcionamiento

El altímetro es un barómetro de tipo aneroide conectado al conducto de Presión Estática del Sistema Estático Pitot, cuyas indicaciones de altitud aparecen sobre una escala graduada en PIES, unidad adoptada como standard por la OACI. La escala en referencia, está calibrada bajo condiciones standard de atmósfera, pero dispone de un mecanismo de corrección que permite ajustarla según las variaciones de la presión barométrica. El ajuste se efectúa en otra escala que se muestra a través de la llamada ventanilla Kollsman ( es la perillita que tenemos en el Simulador donde podemos modificar el altímetro)

QNH es el valor de la presión atmosférica a nivel medio del mar (MSL) o Nivel Cero, en una atmósfera de gradiente térmico standard. Al ajustar el altímetro a este valor en la ventanilla Kollsman, se debe lograr una indicación Cero de las agujas sobre su carátula cuando el altímetro se encuentre en la posición Nivel Medio del Mar. De esta manera se logra que, ante un cambio de la presión atmosférica, el altímetro pueda ser ajustado para que vuelva a medir altura con respecto a ese mismo nivel. A esta indicación, una vez efectuado el ajuste de QNH, se le denomina Altitud Indicada.

Al contar el altímetro con este dispositivo de ajuste de la presión de referencia, se abre la posibilidad de medir alturas sobre cualquier nivel de presión que se elija. Esta segunda forma de ajuste permite que, si este nivel es el existente a la elevación de la pista de un aeródromo, (QFE), el altímetro, ajustado a esa referencia medirá altura sobre dicha elevación, e indicará CERO cuando el avión esté posado sobre la pista.

El rango de ajuste de presiones del altímetro tiene límites, de modo que lo anterior no es posible para aeródromos de gran elevación. Este rango, que se muestra en los extremos de la escala de la ventanilla Kollsman, está comprendido entre 28,1 y 31,0 pulgadas de Hg.

Este último tipo de ajuste no es válido para vuelo por instrumentos y tampoco es comúnmente usado. Sólo tiene sentido en condiciones especiales de vuelo como es el caso de la acrobacia o de los planeadores.

Una tercera forma de calibración del altímetro resulta de ajustarlo a la Presión Standard de 29,92" de Hg. (QNE). En este caso se está usando el altímetro en la misma forma que si no tuviera mecanismo de ajuste de presiones. Su curva de calibración es ahora la que corresponde a la Atmósfera Standard y en consecuencia va a medir altitud sobre una superficie de referencia cuya presión es 29,92" de Hg. A esta altitud se la denomina Altitud de Presión teniendo como sinónimo el término Nivel de Vuelo, usado por el ATC para fines de control de tráfico.

Ajustes

Efecto de presión.

El procedimiento de ajuste altimétrico establece que siempre debe usarse el QNH informado por la torre o Centro de Control, cuando se vuela bajo el Nivel de Transición o hasta la Altitud de Transición, aún cuando el gradiente térmico no sea standard. Esto porque, como ya se dijo, este procedimiento da indicación exacta a la elevación de la pista del aeródromo que da la información, estando los errores de indicación en altura, derivados de este tipo de ajuste, contemplados en el diseño del canal de aproximación.

Altitud de Transición es una Altitud Indicada, con QNH, que garantiza franqueamiento de obstáculos en un radio alrededor de un aeródromo o en un sector de un Area Terminal. Es un valor fijo que se establece para cada lugar. Durante un ascenso debe mantenerse referencia QNH hasta la Altitud de Transición publicada y debe ajustarse a QNE (29,92") desde esa altitud hacia arriba.

Nivel de Transición es el nivel mínimo utilizable, con QNE, que garantiza franqueamiento de obstáculos en las condiciones descritas. Es un valor variable según las condiciones atmosféricas, que es establecido por el Centro de control para cada lugar y cada momento. Durante un descenso, debe mantenerse referencia QNE hasta el Nivel de Transición informado por el Centro y debe ajustarse a QNH desde ese nivel hacia abajo.

Las Torres de Control de los aeródromos principales, obtienen el valor de su presión atmosférica por lectura de un barómetro patrón, de calibración muy perfecta, al cual se ha aplicado una corrección para reducir esta lectura a
su valor a nivel del mar o QNH. Esta reducción se hace según los valores que corresponden a atmósfera standard y por lo tanto, la corrección para una determinada Torre, siempre es la misma. Esto trae dos consecuencias, la primera es que se logra indicación exacta a la elevación de la pista y la segunda es que el QNH resulta diferente para aeródromos de distinta elevación, aunque estén muy cercanos.

El primer ajuste de presión del altímetro debe hacerse en la losa antes del vuelo. El procedimiento establece:

- Ajustar la ventanilla Kollsman al QNH indicado por la torre.
- Comparar la indicación del altímetro con la elevación del aeródromo.
- Aceptar, para vuelo IFR, un Error máximo de 75'.

Es necesario considerar que cuando se ingresa a una zona de mayor presión que la que ha servido de referencia para ajuste del altímetro, la indicación de éste sería menor si se pudiera mantener la altitud verdadera, pero como el piloto mantiene la altitud indicada, resulta volando a mayor altitud que la que el altímetro indica. Naturalmente lo contrario sucede al ingresar a una zona de menor presión.

Errores del altímetro

a. Error de escala. Se debe a la calibración de sólo 1000' de escala (una vuelta de la aguja primaria), de acuerdo a un tramo bajo de la curva de presión de la atmósfera standard y a la extrapolación de este tramo a todo el rango de indicación del altímetro en el que se encuentran gradientes de presión progresivamente diferentes con la altura. De hecho, no es posible utilizar repetitivamente una misma escala, cuando la variación del fenómeno medido no es lineal. Por esto, la tolerancia a este error es variable y así un error de + -200' a FL400 puede ser perfectamente aceptable.

b. Error mecánico. Se debe a desalineamiento del mecanismo que relaciona la indicación de las agujas con la escala de ajuste. Es el que se verifica en la inspección prevuelo y que no debe ser superior a 75 pies.

c. Error de fricción. Es el causado por roce entre las piezas móviles del mecanismo y que se anula por vibración.

d. Error de Histéresis. Es un error causado por deformación diferida del material que se manifiesta después de vuelos largos a grandes alturas. Es como un acostumbramiento de la cápsula aneroide a su nueva posición que
retarda el cambio de la indicación.

Tipos de altura

Las siguientes definiciones resumen los conceptos de altura hasta aquí utilizados:

Altura Absoluta: Separación vertical entre el avión y la superficie o terreno sobre el cual está volando.
Altitud Indicada: Es la lectura del altímetro ajustado a la presión barométrica del momento (QNH)
Altitud Calibrada: Es la altitud indicada corregida por error de escala según cartilla.
Altitud Verdadera: Es la separación vertical del avión con respecto al nivel del mar.
Altitud de Presión o Nivel de Vuelo: Es la lectura del altímetro ajustado a 29,92" de Hg. Corresponde a la separación vertical del avión con respecto a una superficie de presión de 29,92" de Hg., denominada plano de referencia
standard.
Altitud de Densidad: Es la altitud de presión corregida por temperatura. Corresponde a la altitud en atmósfera standard a la cual existe el valor de densidad observado.

Tipos de altímetros

Existen altímetros antiguos, que con una aguja y usando el principio de funcionamiento ya descrito, cubren en una sola vuelta, los primeros 10.000' de altitud. Son de calidad semejante a los actuales, pero su definición es muy baja por la dificultad de lectura de una escala tan comprimida.

Entre los altímetros de tipo sensitivo, existen también carátulas con una sola aguja, pero de una vuelta cada 1.000' y complementada con un counter de 2 dígitos que se mueven cada 1.000' y 10.000' respectivamente. Para resolver la ambigüedad de lectura que éstos presentan cuando la aguja está cerca del Cero, existe otro tipo en el que se ha agregado un tercer elemento al counter, que es un tambor numerado de giro continuo, acoplado a la aguja y que indica lo mismo que ésta.

Entre estos últimos, hay altímetros en los que se ha reemplazado el mecanismo de relojería que conecta las cápsulas aneroides con las agujas indicadoras, por un transductor eléctrico que cumple igual función pero que además permite corregir hasta casi eliminar los efectos del error de instalación. Otro elemento de significativa importancia que se ha agregado a los diferentes tipos de altímetro, es un codificador que permite comunicar la altitud de presión medida por el instrumento a la estación de radar terrestre, facilitando así la gestión del ATC. Estos se denominan altímetros
codificadores y su información transmitida, a través del transponder, es siempre altitud de presión.

Conclusiones

El altímetro es un barómetro utilizado para medir la altitud de una aeronave respecto al nivel del mar basado en presiones atmosféricas.

Este altímetro se calibra y se ajusta en base a una referencia estándar que es la presión atmosférica a nivel del mar en condiciones normales, una de esas condiciones debe ser que la presión barométrica sea 760 mm. de columna de mercurio (29,92" de Hg, ó 1.013,2 hectopascales). Es por ello que al iniciar el simulador la avioneta Cessna lleva ajustado el altímetro a 29,92 pulgadas de mercurio que es el estándar 

Vimos también que estas presiones atmosféricas son variables todo el tiempo y por lo tanto era necesario el poder ajustar el altímetro de manera tal que nos proporcione la altitud real.  Los controladores son quienes proveen la información de la presión actualizada de los aeródromos (El FMS del SquawkBox también tiene una herramienta para ver el METAR y el QNH , hablamos de a opción ACARS).

Durante un vuelo la aeronave pasa por muchas zonas donde las presiones barométricas son variables todo el tiempo, por ello, se estableció como norma que al pasar la Altitud de Transición todas las aeronaves deben colocar el QNH en 29.92 Hg para garantizar que TODAS están volando ajustadas a una misma presión de manera de evitar diferencias en altitudes por tener diferentes ajustes altimétricos.

De igaul forma en el descenso, debe mantenerse el altímetro ajustado a la presión estándar (29,92" de Hg, ó 1.013,2 hectopascales) hasta llegar al Nivel de Transición el cual puede ser variable y determinado por el Controlador. 

Es por ello que desde que la aeronave despega y llega a la altitud de transición debe hablar de "pies" y llevar ajustado el QNH proporcionado por el controlador. Al cruzar esta Altitud de Transición debe ajustar al estándar (llamando QNE) y de ahí en adelante se debe comunicar en Niveles de Vuelo. De igual forma al estar en descenso y cruzar el Nivel de Transición debe ajustarse el altímetro nuevamente de acuerdo a los datos proporcionados por el aeropuerto de destino y empezar a hablar ya no de nieves, sino de pies nuevamente.

4.- Conversión de milibares a pulgadas

Un Hectopascal es equivalente a un milibar, por lo tanto la conversión de milibares a Hectopascales es uno a uno. Pero cuando hay que convertir de mb (o HPa) a Pulgadas de Mercurio, se complica.

El factor de conversión es 1/33.8617, pero en vuelo puede ocurrir que no tengamos una calculadora a mano, en cuyo caso es conveniente contar con esta Tabla de Conversión.