La siguiente discusión explica la causa de algunas ilusiones ópticas tomadas como referencias visuales del suelo, que se consideran factores contribuyentes a situaciones de pérdida de control cerca del suelo. Tales ilusiones no causan problemas en el circuito de tráfico si el piloto limita su vigilancia externa a la trayectoria de vuelo prevista y a la comprobación del tráfico potencialmente conflictivo, mientras mantiene la revisión apropiada de los instrumentos y una mínima velocidad de seguridad. Esta última debe ser 1,3 Vs si no se realizan virajes de más de 30º. Referenciar el circuito de tráfico en determinados puntos del suelo en vez de en la pista de aterrizaje (es decir: “girar a viento en cola sobre aquel árbol grande”) puede contribuir a tener falsas referencias del suelo.
FALSA DERIVA POR VIENTO
Cuando la velocidad del viento es bastante alta con respecto a la velocidad del avión la deriva con respecto al suelo se hace evidente al piloto operando a baja altura, y particularmente sobre pistas cortas y difíciles. El diagrama representa la trayectoria sobre el suelo de un avión en un viraje de 720º (es decir, dos círculos) coordinado, a velocidad, inclinación y altura constantes, de forma que en el segundo 360º el avión debería encontrarse con su propia estela del primer 360º (presumiendo que la estela se haya mantenido al mismo nivel del avión). El movimiento de la masa de aire en la que el avión está volando es hacia el oeste (es decir, hay viento del este), y el giro es en el sentido de las agujas del reloj visto desde arriba. Cuando el avión se situe en la región superior a la línea roja, la velocidad será menor, y cuando esté situado por debajo de la línea roja, la velocidad será mayor. La separación de las trayectorias de cada 360º se ha exagerado por mostrar el fenómeno con mayor claridad.
Cuando entramos en el cuadrante sudoeste de los primeros 360º, la velocidad es inicalmente alta, pero se va reduciendo y la deriva que tiende a alejar del punto central de referencia produce la ilusión de derrape hacia el exterior del giro. Pasando al cuadrante noroeste, la sensación de derrapaje desaparecerá en cuanto la velocidad con respecto al suelo (GS) alcance el mínimo. La velocidad con respecto al suelo empieza a incrementarse a través del cuadrante nordeste, pero la creciente deriva hacia el punto de referencia central proporciona una sensación de resbale en el viraje muy acentuada, alcanzando un máximo cuando el avión entra en el cuadrante sudeste donde se hace menos patente conforme se incrementa la velocidad con respecto al suelo.
Así, en un viraje de 360º coordinado a velocidad e inclinación constantes, el avión (y su estela) deriva en la dirección del viento con respecto al suelo y a la velocidad del viento. Por supuesto, los instrumentos de la cabina mostrarán una velocidad del aire constante, una inclinación constante y una bola centrada en el indicador de viraje. Sin embargo, las referencias del suelo tomadas por el piloto en un viraje a baja altura, indican incrementos y decrementos de la velocidad del aire alternándose con incrementos y decrementos de resbale.
EL GIRO A VIENTO EN COLA
Un piloto inexperto puede tener dificultades en el circuito a baja altura cuando un avión está virando 90º de viento cruzado a viento en cola (como en el progreso a través del cuadrante SE en el diagrama superior) cuando la deriva provoca la sensación de resbalar hacia en interior del giro, mientras que simultáneamente el incremento de velocidad con respecto al suelo puede sugerir un incremento de velocidad con respecto al aire. La reacción de un piloto novato es aumentar la presión hacia abajo sobre el timón. Esto incrementará el ángulo de inclinación y bajará el morro, y la reacción consiguiente del piloto puede ser perfectamente aplicar alerón opuesto para reducir la inclinación mientras incrementa la presión hacia atrás sobre la columna de control para subir el morro y posiblemente reducir la potencia para disminuir la velocidad con respecto al aire. Así el avión tiene los controles cruzados y está volando con un ada cercano al crítico, con una velocidad decreciente, reduciendo sustentación y el avión descendiendo con el consiguiente aumento de ada efectivo. En esas circunstancias hay probabilidades de que el avión entre en pérdida e inicie un alabeo incontrolado. Las falsas impresiones del viento a favor parecen aportar más potencial de error si el avión está ascendiendo en un giro a viento en cola, como se describió anteriormente.
Nota: alguna vez puedes leer material que da a entender que un avión pierde velocidad y puede llegar a la pérdida cuando giramos de viento cruzado a viento en cola, porque el avión cambia de dirección relativa con respecto al viento, lo cual por supuesto no tiene sentido. Sin embargo, aunque un avión sólo entra en pérdida si alcanza el ángulo de ataque crítico, una combinación de inercia del avión con ráfagas de viento dentro del circuito pueden provocar que se exceda el ada crítico (ver efectos del viento en cizalladura más adelante).
ALTURA PIVOTANTE Y ALTURA DE INVERSIÓN
La altura pivotante es una expresión utilizada por los defensores de las maniobras ayudadas por referencias en el suelo, tales como los “ochos entre pilones”. Se trata de la altura determinada sobre el suelo a la que, desde la línea visual del piloto, el eje lateral extendido de un avión que esté realizando un viraje de 360º (en ausencia total de viento), apuntaría a un único punto fijo, de forma que la punta del ala quedaría pivotando alrededor de ese punto. Imagina un cono invertido con su punta apoyada en el punto de referencia del suelo y el avión volando alrededor de la circunferencia de su base invertida mientras mantiene velocidad constante. La distancia vertical desde el punto de referencia hasta el punto central de la base invertida es la altitud pivotante, y la distancia desde la periferia de la base hasta ese punto central es el radio de giro. El ángulo de inclinación es el formado por la pared exterior del cono y el radio de giro.
Se puede calcular fácilmente la altura pivotante en condiciones de viento calma mediante el cuadrado de las TAS en nudos y dividiendo por 11,3. Así, un avión volando en círculos a una velocidad de 80 nudos tendría una altitud pivotante de (80x80/11,3) 566 pies, idependientemente de su ángulo de inclinación.
En condiciones de viento moderado, la altura pivotante varía con la velocidad con respecto al suelo. Si el viento viene del norte y el avión gira al contrario de las agujas del reloj visto desde arriba, la velocidad con respecto al suelo debería ser menor en el lado este del giro y mayor en el lado oeste. Estando en el cuadrante norte, el avión derivaría hacia el centro del giro, mientras que en el cuadrante sur sería derivado hacia el exterior del giro. No habría deriva en los cuadrantes este y oeste, pero en ellos se producirían los cambios en la velocidad con respecto al suelo.
A 70 nudos de GS, la altura pivotante se reduce a 430 pies, y a 90 nudos está alrededor de los 700 pies.
Por lo tanto, un ejercicio que requiera un viraje de 360º a velocidad constante alrededor de un punto de referencia en el suelo, manteniendo la altura pivotante, implica cambios continuos de altura sobre el suelo para mantener constante la línea pivotante alrededor de el punto de referencia, más que mantener constante la distancia al pilón. El ángulo de inclinación debe ser variado constantemente según el viento empuje hacia el punto de pivote o nos aleje de él. No es un ejercicio fácil, y para hacerlo se requiere habilidad para maniobrar con exactitud mientras se mantiene una vigilancia estrecha del punto de referencia en el suelo. Normalmente se incluyen dos puntos de referencia alejados 5 segundos para una figura de “ocho”, también conocida como “ocho sobre pilones”.
Ahora imagina dos conos, uno superior con el avión volando en la periferia de su base invertida y el segundo cono por debajo con su base en el suelo y con su punta conectada a la otra punta del cono superior. La distancia vertical desde el suelo a través de la intersección de los dos conos hasta el punto central de la base del cono invertido es la altura del avión.
Cuando un avión esta virando a la altura pivotante en condiciones de viento calma, la punta del ala parece estar fijada en un punto único en el paisaje, pero cuando se vira a cualquier otra altura, la punta del ala parecerá moverse por el paisaje. Cuando un avión esta virando a una altura mayor que la pivotante, lo normal en un vuelo típico, la punta del ala parece moverse hacia atrás en el paisaje (trayectoria A en la figura). Sin embargo, cuando un avión vira a un altura menor que la altura pivotante (muy cerca del suelo) la punta del ala parece moverse hacia delante sobre el paisaje (trayectoria B en la figura).
Así, cuando un avión virando en descenso baja por debajo de la la altura pivotante, se produce una aparente inversión en el movimiento de la punta del ala sobre el paisaje de atrás hacia delante, lo cual es la causa por la que la altura pivotante se conoce algunas veces como altura de inversión. Esta es la razón por la que la ilusión de inversión del movimiento puede causar problemas a pilotos inexpertos durante el giro final de aproximación para aterrizar, porque en ese giro se puede cruzar la altitud de inversión (a 50 nudos de GS la altura de inversión está sobre los 200 pies, a 60 nudos es de 300 pies y a 70 nudos es de 400 pies).
Si el avión está en un viraje inclinado por debajo de la altura de inversión, y si el piloto mira por debajo de la punta de su ala, el/ella puede tener la impresión de que el avión no esta virando y puede aumentar la presión hacia abajo sobre el timón para que la punta del ala parezca moverse hacia atrás durante el giro (el movimiento normal). Esto causará una guiñada y el morro del avión descenderá, por lo que la reacción del piloto será aplicar presión hacia atrás sobre la palanca. Baja velocidad, excesivo timón hacia abajo y presión hacia atrás sobre la columna de control, esos son los requisitos para la pérdida y el alabeo incontrolado hacia el ala inferior (y una incipiente barrena). Todos los pilotos deberían familiarizarse con esta ilusión óptica y saber que la deriva del viento la acentúa (el viraje de aproximación final es probablemente la maniobra con referencia en el suelo más importante que un piloto de recreo realiza regularmente).
