¿Estás listo para tomar el mando de tu avión? Ya sea un automóvil o un avión, hay un dato fundamental que debes tener en cuenta en todo momento: tu velocidad. Para los automóviles, la respuesta está en el velocímetro, pero para los aviones, la información proviene del indicador de velocidad aérea.
En este artículo, veremos los fundamentos detrás de este dispositivo y por qué juega un papel tan crucial en la planificación de vuelos.
¿Listo? ¡Empecemos!
¿Qué es el indicador de velocidad aérea?
El indicador de velocidad aérea es un instrumento que muestra la velocidad medida a la que se mueve una aeronave en el aire. Este indicador es uno de los tres instrumentos de cabina que forman parte del sistema pitot-estático . El indicador de velocidad aérea es un instrumento requerido por la FAA que se utiliza principalmente para proporcionar orientación durante ascensos, descensos y aterrizajes.
¿Qué tipo de velocidad aérea mide el indicador de velocidad aérea?
A diferencia de conducir un automóvil, donde todo lo que necesita es un velocímetro para saber qué tan rápido va, factores como el viento, la densidad del aire y los errores conocidos de los instrumentos hacen que medir la velocidad del aire sea un poco más complicado.
Al volar, los aviones tienen ciertas velocidades que son esenciales para operaciones seguras. Éstas se conocen como velocidades V. Los pilotos pueden tomar estas velocidades y hacer referencia a 4 tipos de velocidad aérea dependiendo de la información de velocidad aérea que necesitan saber.
Tipos de velocidad aérea
El indicador de velocidad aérea muestra la velocidad aérea indicada (IAS) . La velocidad indicada es la lectura medida antes de realizar cualquier ajuste para errores conocidos. Luego, esta lectura se ajusta a las variables de presión y temperatura para proporcionar la velocidad real del aire (TAS) . Los pilotos utilizan ambas velocidades para monitorear el desempeño de la aeronave.
La velocidad aerodinámica indicada también es la base para la velocidad aerodinámica calibrada (CAS) , que se calcula corrigiendo el IAS por errores de posición o instrumentación conocidos.
La velocidad sobre el terreno (GS) se calcula tomando la velocidad real del aire (TAS) y ajustándola al viento. Por lo tanto, podemos ver que la velocidad indicada que muestra el indicador de velocidad aérea es vital para calcular los 4 tipos de velocidad aérea.
(fuente: FAA PHAK )
¿Cuáles son los componentes de un indicador de velocidad aérea?
Un indicador de velocidad aérea está compuesto por siete componentes principales que trabajan juntos para recolectar aire, comparar la presión del aire y generar una lectura de velocidad aérea que el piloto puede usar.
Los componentes de un indicador de velocidad aérea son:
Puerto estático
Los puertos estáticos son entradas de aire montadas al ras del costado de la aeronave en un área de flujo de aire mínimamente perturbado. Toman aire que está a presión ambiental.
Línea estática
La línea estática es el tubo que va desde el puerto de presión estática hasta la caja del indicador de velocidad del aire. Si una aeronave tiene más de un puerto estático, tendrá una línea estática que parte de cada puerto.
Tubo de Pitot
Un tubo pitot es un tubo de metal en forma de L que se abre hacia el viento relativo y recoge aire para medir la presión del aire generado por el movimiento de su avión. El aire entra a través del tubo pitot y fluye hacia la línea pitot.
Línea Pitot
Una línea pitot es parte del sistema pitot y conecta el tubo pitot a la caja del indicador de velocidad aerodinámica. El aire ram viaja desde el tubo Pitot a través de esta línea y hacia el diafragma de presión alojado dentro de la caja.
Caso
El caso es la carcasa del indicador de velocidad del aire. La caja contiene el diafragma de presión y está conectada al puerto estático a través de la línea estática. El caso no está directamente relacionado con la línea de Pitot.
Diafragma de presión
El diafragma de presión es un recipiente expandible que se encuentra dentro de la caja del instrumento y está conectado a la línea de Pitot. El diafragma también se conecta a la aguja en la cara del instrumento a través de varias varillas y engranajes.
Cara del instrumento
La cara del instrumento es la parte del instrumento que el piloto puede ver desde la cabina. Una aguja en la parte frontal muestra la velocidad del avión en nudos y está conectada al diafragma de presión mediante palancas y engranajes.
¿Cómo funciona el indicador de velocidad aérea?
El indicador de velocidad del aire funciona según el diferencial de presión del aire. Recibe aire tanto del puerto estático como del tubo pitot. Esto es diferente de los instrumentos de altímetro e indicador de velocidad vertical que están conectados únicamente a los puertos estáticos.
El indicador de velocidad del aire refleja la diferencia entre la presión estática ambiental que entra a través del puerto estático y la presión total del aire ram del tubo Pitot.
El puerto estático está situado en el lateral del fuselaje, paralelo a la corriente de aire. Recoge aire estático que se encuentra a la presión atmosférica ambiental. El tubo Pitot suele estar en el ala y está colocado perpendicular a la corriente de aire.
Esto le permite capturar la presión de aire total generada por la aeronave a medida que se mueve por el aire. El aire estático se dirige a través de las líneas estáticas hacia la caja del instrumento, mientras que el aire ram del tubo Pitot viaja a través de las líneas Pitot hacia el diafragma de presión.
El aire de la línea estática contiene solo presión estática, mientras que el valor del aire ram incluye presión estática y dinámica.
Los valores de presión estática se compensan, por lo que la diferencia entre la presión del aire que pasa por la línea estática y la que pasa por la línea de Pitot indica la presión dinámica.
El diafragma es flexible y se expande o contrae según si la presión que recibe de la línea de Pitot es mayor o menor que la presión que recibe la caja de la línea estática.
La presión total dentro de la caja del instrumento debe permanecer constante, por lo que la presión aumenta en el diafragma mientras disminuye en la caja y disminuye en el diafragma cuando aumenta en la caja. El diafragma experimenta una mayor presión a velocidades más rápidas y una presión menor a velocidades más bajas.
La presión dinámica se compara con una constante conocida calibrada y se traduce en velocidad del aire que se muestra en la cara del instrumento como nudos de la velocidad del aire indicada. La aguja en la cara del instrumento es operada por engranajes y palancas unidos al diafragma.
¿Qué puede causar errores o mal funcionamiento del indicador de velocidad del aire?
Bloqueo estático de Pitot
Una de las razones más comunes de un error o mal funcionamiento del sistema Pitot estático es el bloqueo de uno o más respiraderos estáticos. Los respiraderos estáticos pueden bloquearse con desechos como el hielo, lo que imposibilita el flujo de aire.
Para ayudar a aliviar este problema, los aviones pueden tener múltiples respiraderos estáticos en diferentes lugares, de modo que incluso si uno está bloqueado, los instrumentos puedan recibir aire exterior a través de otro respiradero.
Vale la pena señalar que, según la configuración de la aeronave y las ubicaciones de los respiraderos, la presión del respiradero alternativo puede ser una representación menos precisa de la presión ambiental real.
Si su avión tiene solo un respiradero y está bloqueado o si tiene varios respiraderos, pero todos están bloqueados, la presión dentro del indicador de velocidad permanecerá igual que cuando ocurrió el bloqueo.
Si desciendes, la velocidad indicada será más alta de lo que debería. Al escalar con un respiradero estático bloqueado, la velocidad indicada disminuirá de manera imprecisa.
Bloqueo del tubo de Pitot
El tubo Pitot que aspira aire comprimido también puede obstruirse con hielo, suciedad, insectos u otros desechos. Por lo tanto se mantiene protegido con una funda para tubo pitot antes del vuelo. Si su tubo Pitot está bloqueado en el suelo y lo pierde durante su verificación previa al vuelo , rápidamente se dará cuenta de que hay un problema a medida que aumenta la velocidad, pero el indicador de velocidad del aire continúa marcando 0 nudos.
Más a menudo, se produce una obstrucción del tubo de Pitot en el aire. Cuando esto sucede, la presión de Pitot permanecerá constante en la última presión recopilada.
Si solo el tubo Pitot está bloqueado pero el respiradero estático aún está abierto, verá que la velocidad indicada aumenta cuando asciende y disminuye cuando desciende, independientemente de lo que realmente esté sucediendo con su verdadera velocidad.
Bloqueos de hielo
Dado que los bloqueos por hielo de los tubos Pitot son un problema conocido, algunos aviones están equipados con un calentador Pitot. Si su avión tiene calentador, recuerde usarlo, especialmente cuando vuele IFR en condiciones invernales.
Limitaciones y errores
El indicador de velocidad aérea proporciona a los pilotos información útil, pero no está exento de limitaciones conocidas y errores inherentes.
El cambio de presión dentro del instrumento no es instantáneo y tiene un retraso de entre seis y nueve segundos, por lo que nunca debe asumir que un indicador de velocidad muestra su velocidad actual en tiempo real. En lugar de eso, trátelo como si le informara sobre su tendencia de velocidad aérea.
Otra fuente de error instrumental es que las calibraciones se realizan para el nivel estándar del mar. Esto significa que cuanto más alto llegues y más rápido viajes, más errores cometerás. El aire será más denso debido a la compresión, y esto puede indicar incorrectamente una velocidad más alta que la real.
Para ayudar a garantizar que el indicador de velocidad del aire y otros instrumentos del sistema pitot estático funcionen correctamente, la FAA exige una verificación del sistema cada 24 meses y después de realizar el mantenimiento que afectará el sistema.
La prueba puede ser completada por el fabricante, un taller de reparación certificado o un mecánico certificado con una calificación para su fuselaje; además, pueden verificar y ver si hubo un error de instalación.
¿Por qué es tan importante el indicador de velocidad del aire?
El indicador de velocidad aerodinámica es un instrumento fundamental en la aviación, ya que proporciona información esencial para una navegación y maniobras seguras y para prevenir accidentes relacionados con pérdidas .
Este instrumento muestra constantemente la velocidad actual de la aeronave, lo que permite a los pilotos mantener la velocidad adecuada durante las fases de despegue, crucero y aterrizaje.
Ayuda a calcular los ajustes necesarios para maniobras de ascenso, descenso o inclinación, garantizando que la aeronave opere dentro de su entorno seguro.
Lo más importante es que el indicador de velocidad ayuda a los pilotos a controlar su proximidad a la velocidad de pérdida, la velocidad mínima requerida para mantener la sustentación, evitando así pérdidas peligrosas que pueden provocar pérdida de control y posibles choques.
El indicador de velocidad aérea sirve como punto de referencia fundamental para que los pilotos mantengan un control preciso, eviten condiciones críticas de vuelo y garanticen la seguridad de la aeronave y sus pasajeros.
Comidas para llevar
El indicador de velocidad aérea es un instrumento del sistema pitot estático que proporciona a los pilotos lecturas de velocidad indicadas para usar durante ascensos, descensos y aterrizajes. El indicador obtiene sus datos a través de lecturas de presión de aire recopiladas por el tubo Pitot y los puertos estáticos.
Es importante asegurarse de que el tubo y los puertos permanezcan libres de hielo u otros residuos para que proporcionen lecturas precisas. Una inspección del sistema exigida por la FAA cada 24 meses también ayuda a garantizar que los instrumentos pitot estáticos sean completamente funcionales.
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