Instrumentos básicos de vuelo
La velocidad de un avión se mide en nudos o millas por hora en un indicador de velocidad aerodinámica dentro de la cabina del avión. El indicador de velocidad aerodinámica es uno de los instrumentos básicos de la aeronave y es importante para los pilotos porque la adherencia a velocidades de operación seguras es imprescindible. Cada avión tiene su propia velocidad especificada que el piloto debe conocer. Los pilotos necesitan saber las velocidades a las que un avión despegará, aterrizará, se detendrá y funcionará de manera segura durante las diferentes fases del vuelo.
El indicador de velocidad aerodinámica funciona comparando la presión dinámica (presión de aire ram) y la presión estática. Este artículo se refiere a los instrumentos convencionales de velocidad aerodinámica en comparación con los sistemas computarizados más nuevos que se encuentran en aeronaves tecnológicamente avanzadas . Las indicaciones de velocidad aérea en las pantallas de vuelo primarias modernas e informatizadas muestran la velocidad del aire de forma diferente a la descrita en este artículo y se calculan utilizando tecnología de sensor moderna. La velocidad del aire también se puede obtener desde una unidad de GPS en un avión equipado.
Cómo funciona
El indicador de velocidad aerodinámica es parte del sistema Pitot-static, un sistema de presión diferencial que mide tanto la presión de aire dinámico del tubo Pitot como la presión estática desde un puerto estático. Dentro de la carcasa del instrumento hay un diafragma sellado que recibe presión estática y dinámica del tubo Pitot.
La presión estática también se mide desde el interior de la carcasa, pero fuera del diafragma. Las presiones estáticas desde el interior y el exterior del diafragma se anulan entre sí, dejando una medición de la presión dinámica total o de la presión del aire de empuje.
A medida que el avión se acelera, la presión dinámica del tubo de Pitot aumenta y el diafragma se expande. A través de un enlace mecánico, esta medición de velocidad aérea aumentada se muestra en la aguja indicadora de velocidad aerodinámica.
Tipos de velocidades aerodinámicas
- Velocidad aérea indicada: IAS es la lectura de velocidad aérea directamente del indicador de velocidad aerodinámica.
- Velocidad aerodinámica calibrada : CAS es la velocidad real de la aeronave a través del aire, después de haber sido ajustada para la posición y los errores del instrumento. La velocidad aerodinámica calibrada (como se compara con la velocidad indicada) se puede encontrar en el manual de operación de la aeronave.
- True Airspeed : TAS es una velocidad aerodinámica calibrada (o equivalente) ajustada para presión y temperatura no estándar.
- Velocidad aerodinámica equivalente : EAS es una velocidad aerodinámica ajustada ajustada para errores de compresibilidad.
- Velocidad terrestre : la velocidad real del avión sobre el suelo, medida en nudos o millas por hora. La velocidad terrestre es la verdadera velocidad aerodinámica corregida para los efectos del viento y es útil cuando se planifica el vuelo .
- Número de Mach : El número de Mach es la verdadera velocidad de un avión, ya que se compara con la velocidad del sonido. La velocidad del sonido se conoce como Mach 1.0. Las aeronaves de alta velocidad tienen medidores Mach en lugar de indicadores de velocidad aerodinámica.
Marcas y limitaciones
Los aviones pequeños de un solo motor utilizan marcas de velocidad de aire codificadas por colores para ayudar al piloto a operar de manera segura y eficiente. Estas marcas son útiles porque representan velocidades cruciales de la aeronave, conocidas como velocidades V.
- Arco blanco : el arco blanco en los indicadores de velocidad aerodinámica representa el rango de funcionamiento normal del flap. Dentro del arco blanco, se pueden usar aletas completas. La parte superior del arco blanco indica la velocidad más alta a la que las aletas se pueden extender durante el vuelo, y operar a velocidades fuera del arco blanco con solapas hacia abajo puede ser inseguro.
- Arco verde : el arco verde en un indicador de velocidad aerodinámica representa el rango de funcionamiento normal del avión.
- Arco amarillo : el arco amarillo es un rango cautelar de velocidades aerodinámicas. Se recomienda que los pilotos solo operen en el arco amarillo en aire tranquilo. Volar a velocidades en el rango de precaución durante la turbulencia puede ser inseguro.
- Línea roja : en la parte superior del arco amarillo hay una línea roja, que representa la velocidad máxima permitida para el avión.
Errores del indicador de velocidad aérea
Un indicador de velocidad aerodinámica será ineficaz si hay un bloqueo del tubo pitot o puerto estático o ambos. Un bloqueo es más comúnmente el resultado de insectos, agua o formación de hielo.
Si el tubo Pitot y su orificio de drenaje se bloquean, el indicador de velocidad aerodinámica actúa como un altímetro, que muestra un aumento en la velocidad cuando el avión sube a una mayor altitud y una disminución en la velocidad durante un descenso.
Si el tubo Pitot se bloquea y el orificio de drenaje permanece abierto, la presión de aire del pistón se purgará a través del orificio de drenaje, dejando solo presión estática en el tubo Pitot. La nueva presión estática en el tubo Pitot sería equivalente a la presión estática del puerto estático, y el indicador de velocidad aerodinámica leería '0'.
Si el puerto estático se bloquea (pero no el tubo Pitot), el indicador de velocidad aerodinámica funcionará, pero será inexacto. Como el aire estático queda atrapado dentro de la carcasa a la altura en que el instrumento dejó de funcionar, una escalada provocará una velocidad aérea inferior a la normal. Al volar por debajo de la altura a la que ocurrió el bloqueo, el indicador de velocidad aerodinámica leerá más alto de lo normal.
Operación de emergencia
Algunos aviones están equipados con elementos calentadores de tubo pitot. El calor de Pitot se usa como medida preventiva para evitar que se forme hielo sobre el tubo de Pitot y se activa al volar en clima frío.
Muchos aviones pequeños están equipados con una fuente estática alternativa que se puede activar tirando de una palanca en la cabina en caso de que se bloquee un puerto estático. La nueva presión estática alternativa es una presión más baja que la presión ambiental exterior durante el vuelo, lo que da como resultado indicaciones del instrumento ligeramente inexactas, pero proporciona una indicación lo suficientemente buena para mantener un control positivo del avión.