¿Cuándo/Cómo puedo reemplazar el Coordinador de Turno con un Horizonte Artificial?

He visto algunas tomas de panel en las que el coordinador de giro tradicional ha sido reemplazado por un segundo horizonte artificial, como se muestra a continuación.
Panel con giroscopio de segundo horizonte

Los beneficios parecen obvios: si mi horizonte artificial falla, ciertamente me gustaría tener un respaldo completamente funcional en lugar de un coordinador de turnos sin información de lanzamiento.

¿Bajo qué circunstancias/condiciones estos giroscopios de segundo horizonte son aceptables como reemplazos?
¿Hay algún inconveniente que deba tener en cuenta si estoy considerando instalar uno?

En un giro plano invertido, el coordinador de giro es el único que le dará una buena idea de en qué dirección está girando el aire acondicionado para que pueda usar el timón correcto para detenerse. El horizonte artificial o DI no le dará lecturas correctas. Manténgase alejado de los giros planos invertidos y debería estar bien.
@Radu094, el coordinador de giros solo es preciso aproximadamente el 50 % del tiempo en cualquier tipo de giro. No se debe confiar en él para sacarte.
bueno, mi comentario fue más irónico, pero el 50% parece una confiabilidad demasiado baja. ¿Puede señalar otras fuentes por las que no se debe confiar en el coordinador en un giro (especialmente en uno vertical en el que vivía con la impresión de que siempre es correcto)?
@StallSpin: ¿Está seguro de que no confunde el horizonte artificial y la velocidad de giro? Es el horizonte artificial el que suele fallar en un trompo, porque puede sufrir bloqueo de cardán y porque su mecanismo de calibración lo descalibra en maniobras extremas. Rate of turn no tiene gimbals ni calibración y no debería sufrir ningún problema.
Para su información, la mayoría de las personas que reemplazan el TC en el paquete de seis con una IA de respaldo al menos mantienen el TC montado en otro lugar del panel. Desea poder hacer un cambio de velocidad estándar todavía, especialmente IFR, porque eso es lo que espera ATC.
@ Radu094 Tu BOLA está sujeta a fuerzas centrípetas cuando entras en el giro. Su ubicación en la aeronave en relación con el centro de masa casi siempre determinará en qué dirección se desvía, y casi siempre se desvía hacia el exterior del giro (una bola a la izquierda se desviará a la izquierda, una bola a la derecha se desviará a la derecha) . No sé si todos o alguno de los indicadores gyro RoT funcionarán correctamente en un giro, siempre he tenido la impresión de que también estarán sujetos a fuerzas laterales dependiendo de dónde estén montados.
@StallSpin: La bola de deslizamiento será inútil, definitivamente. Pero ese no es el instrumento que estamos discutiendo. Sin embargo, los giroscopios no responden a las fuerzas centrípetas, sino a la rotación. La lectura del giroscopio de velocidad de giro siempre será correcta (siempre que funcione), la lectura del giroscopio libre (indicador de actitud) solo será correcta si no se produce el bloqueo gimal. Para gimball simple, eso significa que hay un límite de inclinación y inclinación más allá del cual no se mostrará correctamente. Es más probable que se exceda en una inmersión en espiral donde el banco es más alto.
@StallSpin; solo para picar, debido a este motivo favorito mío de "no hay fuerza centrífuga". La pelota solo está sujeta a fuerzas centrípetas debido al contacto con el vidrio en la posición desviada (evitando que la pelota salga del plano...), sin embargo, el vidrio que sostiene la pelota está sujeto a fuerzas centrípetas, arrastrándolo lejos de la pelota causando que parezca desviado. En el sistema de referencia giratorio (es decir, en constante aceleración) que es la cabina, la bola es desviada por la fuerza centrífuga. Que, oa diferencia del resto del plano, no esté sujeto a la fuerza centrípeta.
@JanHudec Mi error, adquirí el hábito de llamar coordinador de giro al resbalón/derrape, sin incluir el instrumento de velocidad de giro. Roe: estoy contigo en esto, y escribí centrífugo pero a mi corrector ortográfico no le gusta.
@StallSpin Creo que la mayoría de los pilotos son culpables de usar la abreviatura "Coordinador de giro" para referirse a cualquiera de los componentes cuando en realidad un indicador de velocidad de giro + un indicador de deslizamiento (equilibrio) = un "Coordinador de giro". En general, no es un problema, ya que otros pilotos generalmente pueden descubrir qué parte del instrumento pretende que estén mirando :)
Lo llamamos inclinómetro aquí en los Estados Unidos. (Sé que un montón de ustedes son del Reino Unido o la UE) Sin embargo, también he escuchado el indicador de deslizamiento / derrape , y también estoy familiarizado con la pelota .
@roe: La relatividad general rehabilitó la fuerza centrífuga. Según la relatividad general, los marcos de referencia inerciales ya no son especiales, por lo que la fuerza centrífuga es una descripción completamente equivalente de la misma realidad desde la perspectiva del marco de referencia giratorio. Describirlo como una fuerza centrífuga que empuja la bola hacia un lado del instrumento en lugar de una fuerza centrípeta que empuja el instrumento desde la bola es más claro en este caso (el resto de la liendre sigue siendo aplicable).
@Jan Hudec: divergiendo del tema de la aviación, pero vuelva a leer su manual de relatividad general. Los marcos de referencia giratorios no están incluidos.

Respuestas (4)

La sección Cómo vuela en la recuperación de buceo en espiral menciona:

Si no tiene buenas referencias externas, no debe confiar en el indicador de actitud (horizonte artificial). El indicador de actitud contiene un giroscopio montado en cardanes mortales ordinarios, que solo pueden adaptarse a un rango limitado de ángulos de inclinación y inclinación. Una espiral empinada puede hacer que el giróscopo caiga fácilmente, por lo que necesitará varios minutos de vuelo relativamente recto y nivelado antes de que pueda volver a erguirse. Los aviones militares tienen indicadores de actitud que no dan volteretas, pero no es probable que encuentre tales cosas en un Skyhawk alquilado. Por lo tanto, debe nivelar las alas con referencia al giroscopio de velocidad de giro. 8 Al ser un giroscopio de velocidad (a diferencia de un giroscopio libre), no tiene cardanes y, por lo tanto, no puede sufrir bloqueo de cardán.

8 Es decir, la aguja de giro o el coordinador de giro, el que tengas.

Y en el apartado de Spin Recovery añade:

Si entra en barrena en condiciones de instrumentos, debe confiar principalmente en el indicador de velocidad aerodinámica y el giroscopio de velocidad de giro. No se puede confiar en la bola del inclinómetro; es probable que se centrifugue lejos del centro del avión, dando una indicación que depende de dónde esté instalado el instrumento, sin decirle nada sobre la dirección de giro. No se puede confiar en el horizonte artificial (indicador de actitud), ya que puede haberse caído debido al bloqueo del cardán. Es mejor confiar en la velocidad de giro, que no puede verse afectada por el bloqueo del cardán, ya que no tiene cardanes. Recuerde, es un giroscopio de velocidad (no un giroscopio gratuito), por lo que no necesita cardanes.

Si tiene un horizonte artificial lo suficientemente bueno diseñado para evitar el bloqueo de cardán, no necesita un coordinador de giro. Pero con el horizonte artificial ordinario, el coordinador de giro combinado con el indicador de velocidad vertical (a pesar de sus problemas, como el tiempo de reacción bastante lento) son una copia de seguridad útil para recuperarse de las molestias en vuelo.

Punto interesante sobre conducir el horizonte artificial mecánico hacia el bloqueo del cardán con maniobras agresivas. Me pregunto si han eliminado este problema con los horizontes de estado sólido (giroscopio MEMS) (ya que son esencialmente tres giroscopios de un solo eje similares al giroscopio de velocidad de giro). Un tema para una futura pregunta :-)
@voretaq7: Si el sistema está hecho de giroscopios de velocidad de estado sólido con integración por computadora, no puede sufrir bloqueo de gimbal, porque no tiene gimbal. Además, los giroscopios de estado sólido con un buen integrador son en realidad más precisos que los mecánicos. Supongo que es parte de una de las razones por las que las suites de cabina de cristal generalmente ya no cuentan con coordinador de giro.
@JanHudec; te sorprendería la frecuencia con la que el software está mal escrito. El software de bloqueo de cardán es bastante posible. :) Aunque tendría que esperar que un desarrollador de software de aviones real supiera qué es el bloqueo Gimbal y no terminara en él. ¿No tuvo un transbordador espacial un problema con el software de bloqueo Gimbal una vez...?
@roe: Sé bien la cantidad de software que hay por ahí. Pero el código de integración no es tan grande y si no combina correctamente los ángulos, debería manifestarse progresivamente en lugar de solo más allá de cierto ángulo como en el caso de los gimbals, por lo que debería ser más fácil de descubrir en las pruebas.
@JanHudec Matemáticamente, depende de si están usando ángulos de Euler internamente o si los derivan más tarde (por ejemplo, de cuaternaciones): el primero usa hardware más barato y es más fácil de codificar, pero sufre problemas de bloqueo de cardán cuando los ejes cruzan sus puntos de 90 grados ; este último requiere giroscopios "adicionales" (hardware más costoso) y algo de matemática (más tiempo para escribir software), pero es prácticamente imposible bloquear el cardán.

Echa un vistazo a AC 91-75 .

Creo que tiene todo lo que buscas. Parece que a la FAA realmente no le gustan los coordinadores de turno en estos días:

"[L]a FAA cree, y todos los demás comentaristas aparentemente están de acuerdo... que el indicador de velocidad de giro ya no es tan útil como un instrumento que brinda información de actitud tanto horizontal como vertical".

Lo cual es completamente cierto...

No le veo inconveniente, la verdad. También tendrá que comprar un indicador de deslizamiento (parece que la mayoría de los indicadores de actitud de repuesto se pueden pedir junto con uno), por lo que realmente no está perdiendo nada.

Editar: las otras publicaciones y comentarios plantean una buena discusión, sugiero leerlos también.

Es interesante que en todas las charlas de la FAA sobre lo increíble que es tener un segundo horizonte, nunca mencionan el tema del bloqueo del cardán .
Si realiza un giro en IMC, debe confiar principalmente en el indicador de velocidad aerodinámica y el giroscopio de velocidad de giro. No se puede confiar en la bola del inclinómetro; es probable que se centrifugue lejos del centro del avión, dando una indicación que depende de dónde esté instalado el instrumento, sin decirle nada sobre la dirección de giro. No se puede confiar en el horizonte artificial (indicador de actitud), ya que puede haberse caído debido al bloqueo del cardán. Es mejor confiar en la velocidad de giro , que no puede sufrir bloqueo de cardán, no tiene cardanes. (Recuerde, es un giroscopio de velocidad, no un giroscopio gratuito)

Se me ocurren un par de cosas, la más destacada es la fuente de alimentación. Los indicadores de giro generalmente funcionan con energía eléctrica, mientras que los indicadores de actitud funcionan con vacío, y la idea es proporcionar redundancia en caso de que falle cualquiera de las fuentes de alimentación. Sin embargo, este no es siempre el caso, y si su segundo indicador de actitud se alimenta eléctricamente, obviamente eso no es un problema.

La segunda cosa es la ausencia de una indicación de ROT, lo que te obliga a calcular el ángulo de alabeo correcto para un giro de velocidad estándar en caso de que realmente lo necesites. La única situación en la que puedo pensar en la que es imperativo que puedas hacer un giro de velocidad estándar/velocidad media es un enfoque sin giroscopio, en cuyo caso probablemente también hayas perdido tu fuente de vacío y no quieras comenzar a jugar. juegos mentales, pero no es tan crucial como la redundancia de la fuente de alimentación.

En cuanto a si es aceptable, StallSpin parece tener eso cubierto. El segundo indicador de actitud que se muestra en la imagen está equipado con un indicador de deslizamiento, por lo que debería cubrir ese aspecto.

Estoy de acuerdo con esto, es mucho mejor confiar en el ROT (en cuanto a instrumentos) en un giro. También hay momentos en IFR, especialmente en una situación sin giroscopio, que se vuelve útil. Tuve una falla de giroscopio en IMC real y conocer la velocidad estándar fue crucial para los giros sin giroscopio que ATC me estaba dando. El avión en el que volaba tenía una IA eléctrica con un inclinómetro (castleberry), pero mantuvimos el TC del lado del copiloto. Lo mejor de ambos mundos parece.

El coordinador de giro o indicador de viraje y derrape (son diferentes) suelen ser eléctricos. El horizonte artificial suele estar impulsado por el vacío. Si reemplaza el coordinador de giro con un horizonte artificial, debería ser eléctrico, suponiendo que el existente sea vacío.

Los giroscopios de velocidad no son propensos a bloquearse o "caerse", como la mayoría de los indicadores de actitud. Si un indicador de actitud se cae, puede llevar varios minutos corregirlo.

Además, lea 91.205. En general, se requiere un indicador giroscópico de velocidad de giro (aguja) y un indicador de deslizamiento (bola) para vuelos IFR. Dos indicadores de actitud no servirán.

Tenga cuidado con los pronunciamientos generales: dos indicadores de actitud en lugar de un indicador giroscópico de velocidad de giro (aguja) son perfectamente aceptables para vuelos IFR en una parte bastante grande de la flota GA ( según el AC mencionado anteriormente, se pueden usar dos indicadores de actitud). y Administrator-approved method of compliance with the requirement to have a gyroscopic rate-of-turn indicator specified by section 91.205(d)(3)si se cumplen ciertos requisitos).
¿Cuándo/Cómo puedo reemplazar el Coordinador de Turno con un Horizonte Artificial?
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