Cómo funciona: indicador de velocidad del aire (guía completa)
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!
¿Estás listo para tomar el mando de tu avión? Ya sea un automóvil o una aeronave, hay una información fundamental que debes conocer 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 aerodinámica.
En este artículo, analizaremos 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 aerodinámica?
El indicador de velocidad aerodinámica es un instrumento que muestra la velocidad medida a la que una aeronave se mueve a través del aire. Este indicador es uno de los tres instrumentos de la cabina que forman parte del sistema pitot-estático. El indicador de velocidad aerodinámica es un instrumento requerido por la FAA y se utiliza principalmente para proporcionar orientación durante los ascensos, descensos y aterrizajes.
¿Qué tipo de velocidad aerodinámica mide el indicador de velocidad aerodinámica?
A diferencia de conducir un coche, donde todo lo que necesitas es un único velocímetro para saber a qué velocidad vas, factores como el viento, la densidad del aire y los errores conocidos de los instrumentos complican un poco la medición de la velocidad aerodinámica.
Al volar, las aeronaves tienen ciertas velocidades que son esenciales para operaciones seguras. Estas se conocen como velocidades V. Los pilotos pueden tomar estas velocidades y consultar los 4 tipos de velocidad aerodinámica según la información de velocidad aerodinámica que necesiten saber.
Tipos de velocidad aerodinámica
El indicador de velocidad aerodinámica muestra la velocidad aerodinámica indicada (IAS). La velocidad aerodinámica indicada es la lectura medida antes de que se hayan realizado ajustes por errores conocidos. Esta lectura se ajusta luego para las variables de presión y temperatura a fin de proporcionar la velocidad aerodinámica verdadera (TAS). Los pilotos usan ambas velocidades aerodinámicas para monitorear el rendimiento de la aeronave.
La velocidad aerodinámica indicada es también la base para la velocidad aerodinámica calibrada (CAS) que se calcula corrigiendo la IAS por errores conocidos de posición o instrumentación.
La velocidad respecto al suelo (GS) se calcula tomando la velocidad aerodinámica verdadera (TAS) y ajustando por el viento. Así, podemos ver que la velocidad aerodinámica indicada mostrada por el indicador de velocidad aerodinámica es vital para calcular los 4 tipos de velocidad aerodinámica.
(fuente: PHAK de la FAA )
¿Cuáles son los componentes de un indicador de velocidad aerodinámica?
Un indicador de velocidad aerodinámica se compone de siete componentes principales que trabajan juntos para recoger aire, comparar la presión del aire y generar una lectura de velocidad aerodinámica que el piloto puede utilizar.
Los componentes de un indicador de velocidad aerodinámica son:
Puerto estático
Los puertos estáticos son entradas de aire montadas al ras en el lateral de la aeronave en un área de flujo de aire mínimamente perturbado. Toman aire que está a la presión del aire ambiente.
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 sale de cada puerto.
Tubo Pitot
Un tubo Pitot es un tubo metálico en forma de L que se abre al viento relativo y recoge aire para medir la presión de aire de impacto generada por el movimiento de su avión. El aire entra por el tubo Pitot y fluye hacia la línea Pitot.
Línea Pitot
Una línea pitot es parte del sistema pitot, conecta el tubo pitot a la caja del indicador de velocidad aerodinámica. El aire de impacto viaja desde el tubo pitot a través de esta línea y hacia el diafragma de presión que se encuentra dentro de la caja.
Carcasa
La carcasa es el cuerpo del indicador de velocidad aerodinámica. La carcasa contiene el diafragma de presión y está conectada al puerto estático a través de la línea estática. La carcasa no está conectada directamente a la línea pitot.
Diafragma de presión
El diafragma de presión es un recipiente expandible que se encuentra dentro de la caja del instrumento y está unido a la línea 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 basándose en el diferencial de presión del aire. Recibe aire tanto del puerto estático como del tubo Pitot. Esto es diferente de los instrumentos altímetro e indicador de velocidad vertical que solo están conectados a los puertos estáticos.
El indicador de velocidad aerodinámica refleja la diferencia entre la presión estática ambiental que entra por el puerto estático y la presión total del aire de impacto del tubo Pitot.
El puerto estático se coloca en el lateral del fuselaje, paralelo a la corriente de aire. Recoge aire estático que está a la presión atmosférica ambiente. El tubo Pitot suele estar en el ala y se coloca perpendicular a la corriente de aire.
Esto le permite capturar la presión total del aire generada por la aeronave a medida que se mueve a través del aire. El aire estático se dirige a través de las líneas estáticas y hacia la caja del instrumento, mientras que el aire de impacto del tubo Pitot viaja a través de las líneas Pitot y hacia el diafragma de presión.
El aire de la línea estática contiene solo presión estática, mientras que el valor del aire de impacto incluye tanto presión estática como dinámica.
Los valores de presión estática se compensan, por lo que la diferencia entre la presión del aire que entra por la línea estática y la que entra por la línea pitot indica la presión dinámica.
El diafragma es flexible y se expande o contrae en función de si la presión que recibe de la línea pitot es mayor o menor que la presión que la caja recibe 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 aerodinámicas más rápidas y una disminución de presión a velocidades aerodinámicas más bajas.
La presión dinámica se compara con una constante conocida y calibrada y se traduce en velocidad aerodinámica que se muestra en la esfera del instrumento como nudos de velocidad aerodinámica indicada. La aguja de la esfera del instrumento es accionada por engranajes y palancas unidos al diafragma.
¿Qué puede causar errores o mal funcionamiento del indicador de velocidad aerodinámica?
Obstrucción Pitot-Estática
Una de las razones más comunes de un error o mal funcionamiento del sistema pitot-estático es el bloqueo de una o más de las tomas estáticas. Las tomas estáticas pueden ser bloqueadas por escombros como el hielo, lo que imposibilita el flujo de aire.
Para ayudar a aliviar este problema, las aeronaves pueden tener múltiples tomas estáticas en diferentes lugares para que, incluso si una está bloqueada, los instrumentos puedan recibir aire exterior a través de otra toma.
Cabe señalar que, dependiendo de la configuración de la aeronave y la ubicación de las tomas, la presión de la toma alternativa puede ser una representación menos precisa de la verdadera presión ambiente.
Si tu avión tiene solo una toma y está bloqueada o si tienes varias tomas, pero todas están bloqueadas, la presión dentro del indicador de velocidad aerodinámica permanecerá como estaba cuando ocurrió la obstrucción.
Si desciendes, tu velocidad aerodinámica indicada leerá más alto de lo que debería. Al ascender con una toma estática bloqueada, tu velocidad aerodinámica indicada disminuirá de manera inexacta.
Obstrucción del tubo Pitot
El tubo pitot que toma el aire de impacto también puede obstruirse con hielo, suciedad, insectos u otros escombros. Por lo tanto, se mantiene protegido con una cubierta para el tubo pitot antes del vuelo. Si su tubo pitot está obstruido en tierra y no lo detecta durante su revisión previa al vuelo, rápidamente se dará cuenta de que hay un problema a medida que aumenta la velocidad pero el indicador de velocidad aerodinámica sigue marcando 0 nudos.
Con mayor frecuencia, una obstrucción del tubo Pitot ocurre en el aire. Cuando esto sucede, la presión Pitot se mantendrá constante en la última presión registrada.
Si solo el tubo pitot está bloqueado pero el respiradero estático todavía está abierto, verá que la velocidad aerodinámica indicada aumenta al ascender y disminuye al descender, independientemente de lo que realmente esté sucediendo con su velocidad aerodinámica real.
Bloqueos de hielo
Dado que los bloqueos de hielo en los tubos pitot son un problema conocido, algunas aeronaves están equipadas con un calentador 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 sus limitaciones 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 está mostrando su velocidad aerodinámica actual en tiempo real. En su lugar, trátelo como un indicador de la tendencia de su velocidad aerodinámica.
Otra fuente de error instrumental es que las calibraciones se realizan a nivel del mar estándar. Esto significa que cuanto más alto vaya y más rápido viaje, más errores obtendrá. 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 un mantenimiento que afecte al sistema.
La prueba puede ser realizada por el fabricante, una estación de reparación certificada o un mecánico certificado con una calificación para su fuselaje; además, pueden verificar si hubo un error de instalación.
¿Por qué es tan importante el indicador de velocidad aerodinámica?
El indicador de velocidad aerodinámica es un instrumento crítico en la aviación, ya que proporciona información esencial para una navegación segura, maniobras y prevención de accidentes relacionados con la entrada en pérdida.
Este instrumento muestra constantemente la velocidad aerodinámica 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 ascensos, descensos o maniobras de viraje, asegurando que la aeronave opere dentro de su envolvente de seguridad.
Lo más importante es que el indicador de velocidad aerodinámica ayuda a los pilotos a controlar su proximidad a la velocidad de entrada en pérdida, la velocidad aerodinámica mínima requerida para mantener la sustentación, evitando así peligrosas entradas en pérdida que pueden provocar la pérdida de control y posibles accidentes.
El indicador de velocidad aerodinámica sirve como un 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.
Conclusiones
El indicador de velocidad aerodinámica es un instrumento del sistema pitot-estático que proporciona a los pilotos lecturas de velocidad aerodinámica indicada para usar durante ascensos, descensos y aterrizajes. El indicador obtiene sus datos a través de lecturas de presión de aire recolectadas por el tubo pitot y los puertos estáticos.
Es importante asegurarse de que el tubo y los puertos permanezcan libres de hielo u otros desechos 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 funcionen completamente.
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