¿Está listo para tomar el mando de su avión? Ya sea un automóvil o una aeronave, hay un dato fundamental que debe tener presente en todo momento: su velocidad. En el caso de los automóviles, la respuesta está en el velocímetro, pero en el caso de los aviones, la información proviene del indicador de velocidad aerodinámica.
En este artículo, analizaremos los fundamentos de este dispositivo y por qué juega un papel tan crucial en la planificación del vuelo.
¿Listo? ¡Comencemos!
¿Qué es el indicador de velocidad aerodinámica?
El indicador de velocidad aerodinámica es un instrumento que muestra la velocidad medida a la que se desplaza una aeronave por el aire. Este indicador es uno de los tres instrumentos de la cabina que forman parte del sistema de Pitot-estático . El indicador de velocidad aerodinámica es un instrumento requerido por la FAA que se utiliza principalmente para proporcionar orientación durante ascensos, descensos y aterrizajes.
¿Qué tipo de velocidad aerodinámica mide el indicador de velocidad aerodinámica?
A diferencia de conducir un automóvil, donde todo lo que necesita es un solo 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. Estas se conocen como velocidades V. Los pilotos pueden tomar estas velocidades y hacer referencia a 4 tipos de velocidad aerodinámica según la información de velocidad aerodinámica que necesiten conocer.
Tipos de velocidad del aire
El indicador de velocidad aerodinámica muestra la velocidad aerodinámica indicada (IAS) . La velocidad aerodinámica indicada es la lectura medida antes de realizar ajustes por errores conocidos. Esta lectura se ajusta luego en función de las variables de presión y temperatura para proporcionar la velocidad aerodinámica real (TAS) . Los pilotos utilizan ambas velocidades aerodinámicas para controlar el rendimiento de la aeronave.
La velocidad aerodinámica indicada también es la base de la velocidad aerodinámica calibrada (CAS), que se calcula corrigiendo la IAS por errores conocidos de posición o instrumentación.
La velocidad terrestre (GS) se calcula tomando la velocidad aerodinámica real (TAS) y ajustándola al viento. Por lo tanto, podemos ver que la velocidad aerodinámica indicada por el indicador de velocidad aerodinámica es vital para calcular los cuatro tipos de velocidad aerodinámica.
(Fuente: FAA PHAK )
¿Cuáles son los componentes de un indicador de velocidad aerodinámica?
Un indicador de velocidad aerodinámica está compuesto de siete componentes principales que trabajan juntos para recolectar aire, comparar la presión del aire y generar una lectura de velocidad aerodinámica que el piloto puede usar.
Los componentes de un indicador de velocidad aerodinámica son:
Puerto estático
Los puertos estáticos son entradas de aire montadas al ras del costado de la aeronave en un área con un flujo de aire mínimamente perturbado. Reciben aire 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 aerodinámica. Si una aeronave tiene más de un puerto estático, tendrá una línea estática que va desde cada puerto.
Tubo de Pitot
Un tubo de Pitot es un tubo de metal en forma de L que se abre hacia el viento relativo y recoge aire para medir la presión de aire generada por el movimiento del avión. El aire entra a través del tubo de Pitot y fluye hacia la línea de Pitot.
Línea de Pitot
Una línea de Pitot es parte del sistema de Pitot y conecta el tubo de Pitot con la caja del indicador de velocidad del aire. El aire comprimido viaja desde el tubo de Pitot a través de esta línea hasta el diafragma de presión que se encuentra dentro de la caja.
Caso
La caja 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. La caja no está conectada directamente a 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 carátula del instrumento es la parte del instrumento que el piloto puede ver desde la cabina. Una aguja en la carátula muestra la velocidad de la aeronave en nudos y está conectada al diafragma de presión a través de palancas y engranajes.
¿Cómo funciona el indicador de velocidad aerodinámica?
El indicador de velocidad aerodinámica funciona en función de la diferencia de presión del aire. Recibe aire tanto del puerto estático como del tubo de 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 de admisión del tubo de Pitot.
El puerto estático se encuentra en el lateral del fuselaje, paralelo a la corriente de aire. Recoge el aire estático que se encuentra a la presión atmosférica ambiente. El tubo de Pitot se encuentra normalmente en el ala y se coloca 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 de impacto del tubo de Pitot viaja a través de las líneas de Pitot hacia el diafragma de presión.
La línea de aire estática contiene solo presión estática, mientras que el valor del aire de ataque incluye tanto la presión estática como la 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 dependiendo de 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 un aumento de presión a velocidades del aire más altas y una disminución de presión a velocidades del aire más bajas.
La presión dinámica se compara con una constante conocida calibrada y se traduce en velocidad del aire que se muestra en la carátula del instrumento en nudos de velocidad del aire indicada. La aguja de la carátula del instrumento se acciona mediante engranajes y palancas acopladas al diafragma.
¿Qué puede provocar errores o fallos en el indicador de velocidad aerodinámica?
Bloqueo estático de Pitot
Una de las razones más comunes de un error o mal funcionamiento del sistema de Pitot-estático es el bloqueo de uno o más de los respiraderos estáticos. Los respiraderos estáticos pueden estar bloqueados por residuos como el hielo, lo que hace imposible el flujo de aire.
Para ayudar a aliviar este problema, los aviones pueden tener múltiples respiraderos estáticos en diferentes ubicaciones, de modo que incluso si uno está bloqueado, los instrumentos pueden recibir aire exterior a través de otro respiradero.
Vale la pena señalar que, dependiendo de la configuración de la aeronave y de la ubicación de los respiraderos, la presión del respiradero alternativo puede ser una representación menos precisa de la presión ambiental real.
Si su avión solo tiene una ventilación y está bloqueada o si tiene varias ventilaciones, pero todas están bloqueadas, la presión dentro del indicador de velocidad aerodinámica permanecerá como estaba cuando ocurrió el bloqueo.
Si desciende, la velocidad aerodinámica indicada será mayor de lo que debería. Si asciende con un respiradero estático bloqueado, la velocidad aerodinámica indicada disminuirá de forma incorrecta.
Bloqueo del tubo de Pitot
El tubo de Pitot que toma el aire de admisión también puede obstruirse con hielo, suciedad, insectos u otros desechos. Por lo tanto, se mantiene protegido con una cubierta para tubo de Pitot antes del vuelo. Si su tubo de Pitot está bloqueado en tierra y no lo ve durante la verificación previa al vuelo , se dará cuenta rápidamente de que hay un problema cuando gane velocidad, pero el indicador de velocidad aerodinámica sigue marcando 0 nudos.
Con mayor frecuencia, se produce un bloqueo del tubo de Pitot en el aire. Cuando esto sucede, la presión del tubo de Pitot se mantendrá constante en la última presión recopilada.
Si solo está bloqueado el tubo de Pitot pero el respiradero estático sigue abierto, verá que la velocidad aérea indicada aumenta cuando asciende y disminuye cuando desciende, independientemente de lo que realmente esté sucediendo con su velocidad aérea real.
Bloqueos de hielo
Dado que los bloqueos de hielo en los tubos de Pitot son un problema conocido, algunas aeronaves están equipadas con un calentador de Pitot. Si su avión tiene un calentador, recuerde usarlo, especialmente cuando vuele IFR en condiciones invernales.
Limitaciones y errores
El indicador de velocidad aerodinámica 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 aerodinámica muestra su velocidad aerodinámica actual en tiempo real. En lugar de eso, tómelo como un aviso de su tendencia de velocidad aerodinámica.
Otra fuente de error en los instrumentos es que las calibraciones se realizan para el nivel del mar estándar. Esto significa que cuanto más alto y más rápido se viaja, más errores se cometen. El aire será más denso debido a la compresión, y esto puede indicar incorrectamente una velocidad aerodinámica superior a la real.
Para ayudar a garantizar que el indicador de velocidad aerodinámica y otros instrumentos del sistema Pitot-estático funcionen correctamente, la FAA exige una verificación del sistema cada 24 meses y después de realizar tareas de mantenimiento que afecten al sistema.
La prueba puede ser realizada por el fabricante, un taller de reparación certificado o un mecánico certificado con calificación para su fuselaje, además, pueden verificar y ver si hubo un error de instalación.
¿Por qué es tan importante el indicador de velocidad aerodinámica?
El indicador de velocidad aerodinámica es un instrumento fundamental en la aviación, ya que proporciona información esencial para una navegación segura , maniobras y prevención de accidentes relacionados con el estancamiento .
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 aerodinámica ayuda a los pilotos a controlar su proximidad a la velocidad de pérdida, la velocidad aerodinámica mínima requerida para mantener la sustentación, evitando así pérdidas peligrosas que pueden provocar pérdida de control y posibles accidentes.
El indicador de velocidad aerodinámica sirve como punto de referencia fundamental para que los pilotos mantengan un control preciso, eviten condiciones de vuelo críticas y garanticen la seguridad de la aeronave y sus pasajeros.
Comida para llevar
El indicador de velocidad aerodinámica es un instrumento con sistema de tubo de Pitot y estático que proporciona a los pilotos lecturas de velocidad aerodinámica 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 de 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 ordenada por la FAA cada 24 meses también ayuda a garantizar que los instrumentos de Pitot y estáticos funcionen completamente.
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