El indicador de resbale/derrape

Es muy sencillo, no tiene glamour ni sofisticación alguna, no tiene un dial repleto de números, ni agujas, ni complicados dispositivos internos y no necesita electricidad. Es simplemente una bola metálica que se mueve dentro de un tubo de vidrio curvado con dos marcas en el centro y relleno de líquido que amortigua el movimiento de la bola. Resulta curioso que un instrumento tan simple, con una complejidad mecánica similar a la de una batuta nos permita volar con elegancia y precisión. Su sencillez hace que pase desapercibido a pesar de estar instalado en la inmensa mayoría de los paneles de instrumentos. Todos sabemos más o menos que indica y como funciona. Más o menos. Pero seamos sinceros, cuantos de nosotros sabemos realmente como funciona y porqué, como nos dice insistentemente el instructor, hay que pisar la bola. 

El principio básico es el equilibrio de fuerzas. Hay tantas cosas en aviación que dependen del equilibrio que será mejor que lo aceptemos como una verdad absoluta y nos aproximemos al vuelo con esa actitud de equilibrio, incluso en lo personal. De hecho, nuestro trabajo como pilotos consiste en mantener bajo control y en equilibrio las 4 fuerzas que actúan sobre el avión. ¿Y que mejor manera de hacerlo que volar de forma coordinada, con el eje longitudinal del avión siempre alineado con el viento relativo?. El indicador de resbale o derrape, más comúnmente conocido como bola nos ayudará a ello.

Sabemos que para hacer virar el avión el piloto mueve la palanca de mando hacia la derecha o hacia la izquierda. Esto inclina el vector sustentación en uno u otro sentido y como resultado aparece una componente horizontal de sustentación que hace que el avión vire. Hay también otros efectos no deseados como la guiñada adversa que hace que el avión se incline hacia un lado pero el morro se mueva al lado contrario. Para contrarrestar estos efectos negativos, el piloto usa el timón de dirección. Al pisar uno u otro pedal hace que el morro del avión se mueva en la dirección correcta. Pero ¿cuánto hemos de pisar el timón?. La bola nos indica si estamos usando la cantidad adecuada. De algún modo nos indica la calidad del giro.

Lo que mide realmente la bola es la relación entre la fuerza de la gravedad (peso) y la fuerza de inercia (fuerza centrífuga) causada por el giro del avión. La bola se desplaza hacia donde apunta la resultante de estas dos fuerzas. En tierra, cuando tomamos una curva con el coche aparece una fuerza centrífuga que hace que seamos expulsados hacia el exterior del giro (igual que el teléfono móvil en el salpicadero). Todos lo hemos experimentado muchas veces, cuanto más brusco sea el giro o cuanto mayor sea la velocidad, mayor será la fuerza que experimentamos. Es muy fácil pues comprender que cuando nos movemos en el suelo, al girar a la izquierda la bola se desplaza a la derecha y viceversa, es simplemente la fuerza centrífuga en acción. En vuelo es exactamente igual aunque cuesta un poco más visualizarlo por la interacción entre el eje de guiñada y el de alabeo . En vuelo recto y  nivelado la única fuerza que actúa es la de la gravedad, al no haber giro no hay fuerza centrífuga y la bola se mantiene centrada entre las marcas. Si alabeamos sin virar (como cuando hacemos un resbale) la bola se desplaza hacia el lado del tubo que queda más bajo (derecho cuando bajamos el ala derecha e izquierdo cuando bajamos el ala izquierda).  Pero en un viraje, por muy suave que sea, aparece la fuerza centrífuga. Cuando el viraje es perfectamente coordinado y el eje longitudinal del avión se mantiene alineado con el viento relativo en todo momento, la inercia y la gravedad se equilibran y la fuerza resultante mantiene la bola entre las marcas, como si el avión volara en vuelo recto y nivelado, el piloto no experimenta ninguna fuerza lateral, simplemente su propio peso multiplicado por el factor de carga.  Pero cuando el viraje no es coordinado aparece un desequilibrio que hace desplazarse la bola del centro. La bola no indica alabeo sino la relación entre el ángulo de alabeo y el régimen de giro. Para entenderlo mejor visualmente, es un indicador de lo que está haciendo la cola del avión.

A cada ángulo de alabeo le corresponde un régimen de giro determinado. Con ese ángulo y régimen de giro, la resultante de la fuerza centrífuga y la gravedad mantiene la bola centrada entre las marcas. Si el régimen de giro es menor de lo que le corresponde al ángulo de alabeo se produce un resbale. El morro del avión apunta hacia el exterior del viraje y la cola cae hacia el centro del viraje. El eje longitudinal del avión ya no está alineado con el viento relativo y el vuelo deja de ser coordinado. Si el piloto está atento notará esta caída hacia el centro de la cola como una variación de la presión que el asiento ejerce sobre su cuerpo, en este caso el piloto sentirá que la presión aumenta en el lado de su cuerpo que apunta hacia el centro del viraje. En aviones con cabina abierta el piloto también puede sentir que el viento relativo proviene del centro del giro y no de frente como en vuelo recto y nivelado. En el resbale la gravedad predomina sobre la fuerza centrífuga y la bola se desplaza hacia abajo (hacia el centro del giro). En esta situación el piloto puede hacer dos cosas:

1-   Aumentar el régimen de giro pisando la bola, es decir pisando el pedal interior del viraje hasta que  la bola se centre. 

2-   Disminuir el ángulo de alabeo para que se equilibre con el régimen de giro.

En ambos casos la bola se irá a su posición entre las dos marcas, la fuerza centrífuga y la gravedad se acompasaran y el avión volará de forma coordinada.

En caso contrario, cuando el régimen de giro es mayor de lo que le corresponde se produce un derrape. La cola del avión se desplaza hacia el exterior del viraje, igual que la bola ya que la fuerza centrífuga es mayor que la gravedad. Las sensaciones físicas que experimentará el piloto serán las mismas que en el caso anterior pero en sentido contrario, sentirá más presión sobre el lado exterior del viraje y el viento relativo vendrá del lado exterior. Aquí también dispone el piloto de dos opciones:

1-   Disminuir el régimen de giro pisando también la bola hasta que se centre. Pero en este caso estaremos pisando el pedal exterior del viraje. 

2-  Aumentar el ángulo de alabeo con la palanca hasta que sea el adecuado al régimen de giro. En este caso hemos de tener en cuenta los efectos de un excesivo ángulo de alabeo (potencia necesaria, posible pérdida de altura, etc).

Dicen que una imagen vale más que mil palabras. Quizá sea cierto pero yo creo que depende de la imagen y depende de las palabras. En este caso la imagen es buena y seguro que ayudará a visualizar y a comprender las casi mil palabras anteriores.

En algunos aviones, en lugar de bola se utiliza un trozo de lana pegado por su extremo inferior al parabrisas. La ventaja es que pesa menos y nos deja más espacio en el panel pero como contrapartida no puede verse afectada por el chorro de aire de la hélice. Por tanto solo se usa en aviones con motor impulsor o en planeadores. La misión de la lanita es la misma que la de la bola aunque su funcionamiento no depende de fuerzas de inercia ni de la gravedad. Simplemente se alinea siempre con el viento relativo. En vuelo recto y nivelado, al alinearse con el viento relativo, lo hace también con el eje longitudinal del avión. En un viraje coordinado, cuando el ángulo de alabeo y el régimen de giro están sincronizados el morro del avión está alineado con el viento relativo en todo momento, el morro apunta donde tiene que apuntar y la lanita sigue alineada con el viento relativo y con el eje longitudinal. En un viraje resbalando, la parte superior de la lanita se desplaza hacia el exterior del viraje, el vuelo no es coordinado y el viento relativo procede un poco del interior del giro, ya no está alineado con el eje longitudinal del avión. Por eso la lanita se desplaza. Si el viraje se hace derrapando, la lanita se desplaza hacia el interior del viraje, el viento relativo procede del exterior del viraje. Vemos que la indicación de la lanita y de la bola son aparentemente opuestas aunque en realidad indiquen lo mismo, si el morro apunta donde tiene que apuntar durante el viraje. 

En los aviones con paneles electrónicos, el indicador de resbale o derrape aparece integrado en las indicaciones de la pantalla. Algunos fabricantes optan por una presentación tradicional que muestra la bola entre las dos marcas. Otros en cambio usan un triángulo segmentado cuya parte inferior hace las funciones de bola desplazándose a derecha o izquierda. Sea como sea, la información transmitida al piloto es la misma que con la bola tradicional o la lanita.

En definitiva, tanto la bola como la lanita nos ayudan a realizar buenos virajes y a volar de forma coordinada. Al fin y al cabo,  mantener el morro alineado con el viento relativo durante el viraje es la forma más elegante y eficaz de volar ya que así es como el avión genera la mínima resistencia. Quizá en un avión con motor no sea muy importante pero en un planeador volar coordinado supone perder menos altura en cada viraje y poder llegar más lejos o estar más tiempo en el aire.