Cómo calcular la velocidad real del aire y qué es (guía)
Pregúntele a un piloto de carreras cuál es su velocidad máxima y la respuesta será fácil. No se requieren cálculos. Lo mismo se aplica a un velocista o corredor de maratón. Sin embargo, la velocidad del aire en el mundo de la aviación es un tema más complejo. No tenemos un solo tipo de velocidad, sino muchas, y cada una tiene un propósito diferente.
Pregunte a un piloto de carreras cuál es su velocidad máxima, y la respuesta es fácil. No se requieren cálculos. Lo mismo ocurre con un velocista o un corredor de maratón. Sin embargo, la velocidad del aire en el mundo de la aviación es un tema más complejo. No tenemos solo un tipo de velocidad aerodinámica, sino muchos, y cada uno tiene un propósito diferente.
Hoy nos centraremos en la velocidad verdadera, incluyendo una revisión de qué es la velocidad verdadera, cómo calcularla y cuál es su propósito.
¿Qué es la velocidad verdadera?
La FAA define la velocidad verdadera o TAS como "la velocidad aerodinámica de una aeronave en relación con el aire no perturbado. La velocidad verdadera es una velocidad aerodinámica calculada que se ha ajustado tanto para la altitud como para el aire no estándar. La velocidad verdadera se utiliza para fines de navegación y rendimiento de la aeronave.
¿Cómo se mide y se calcula la TAS usando una regla empírica?
El método de la regla empírica es el menos preciso, pero el más rápido y fácil para estimar la velocidad verdadera. La regla empírica general es que la velocidad verdadera es aproximadamente un 2% más alta que la velocidad indicada por cada 1.000 pies sobre el nivel del mar.
¿Cómo se mide y se calcula la TAS usando una aplicación de vuelo?
La forma más sencilla de calcular con precisión la TAS es que una aplicación de dispositivo digital lo haga por usted. Todo lo que necesita hacer es recopilar los datos e introducirlos para que su aplicación pueda encargarse de todos los cálculos internos. Siga los pasos a continuación para calcular la velocidad verdadera utilizando una aplicación de vuelo:
· Determinar la altitud de crucero
· Obtener la configuración de presión barométrica del METAR actual
· Seleccionar la velocidad de crucero promedio esperada
· Localizar la temperatura a la altitud de crucero
· Introducir las variables en la aplicación
Una vez que toda la información se ingresa en la aplicación, generará un valor de velocidad verdadera para usted sin que tenga que realizar ninguna operación matemática.
¿Cómo se mide y se calcula la TAS manualmente?
El método final para determinar su velocidad verdadera es realizar una serie de cálculos manualmente utilizando otras variables conocidas.
Al aprender a calcular manualmente la velocidad verdadera (TAS), recuerde que la TAS no se puede medir directamente. Se calcula utilizando otras variables, incluida la temperatura del aire exterior (OAT), la altitud de presión y la velocidad indicada (IAS), según el método de cálculo que utilice.
Para aquellos que quieran entender más sobre las matemáticas reales que se esconden detrás de las aplicaciones de la computadora de vuelo, saquen su calculadora E6B y sigan los pasos a continuación para aprender a calcular la velocidad aerodinámica verdadera:
Medir la velocidad indicada
La velocidad indicada se mide utilizando el sistema pitot-estático. La velocidad indicada se basa en la diferencia de presión de aire medida entre las presiones estática y dinámica fuera de la aeronave. Esta lectura se convierte en velocidad aerodinámica y se muestra en el indicador de velocidad aerodinámica en la cabina.
Aunque el indicador de velocidad aerodinámica realiza los cálculos por nosotros, la ecuación para la velocidad aerodinámica indicada es:
En la ecuación anterior, representa la densidad del aire en la atmósfera estándar. incluye tanto los valores de presión estática como dinámica, mientras que es solo el valor de la lectura de presión estática.
Existe una diferencia creciente entre las velocidades indicadas y verdaderas a medida que se gana altitud porque el tubo pitot, que proporciona datos para el indicador de velocidad, mide la presión, no la velocidad, y la presión disminuye con la altitud. Por lo tanto, mantener una velocidad indicada constante durante un ascenso significará que la velocidad verdadera deberá aumentar. Del mismo modo, mantener una velocidad verdadera constante en un ascenso dará como resultado una lectura de velocidad indicada decreciente.
Por estas razones, no podemos simplemente usar la lectura de la velocidad indicada (IAS) en nuestro medidor como sustituto de la velocidad verdadera. Debemos modificar la IAS basándonos en variables conocidas para llegar a nuestra velocidad verdadera.
Convertir la velocidad indicada en velocidad calibrada
Una vez que tenga la lectura de la velocidad indicada, debe convertirla en velocidad calibrada. Esto corrige los errores de instrumento y posicionales generados por la naturaleza del sistema pitot-estático.
Lea la velocidad indicada en el indicador de velocidad, luego consulte su tabla de calibración específica de la aeronave que se encuentra en la Sección 5 del manual de operación del piloto (POH) para determinar la velocidad calibrada correspondiente.
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Comprar materiales de entrenamientoComprar rodillerasCalcular la velocidad equivalente (si aplica)
A continuación, los libros de texto dirán que se convierta la velocidad calibrada en velocidad equivalente. Este paso corrige los efectos de compresibilidad y es necesario si vuela a velocidades superiores a 200 nudos CAS y a altitudes superiores a 10.000 pies.
A velocidades más lentas y altitudes más bajas, la diferencia entre la velocidad aerodinámica calibrada y la velocidad aerodinámica equivalente es insignificante. Si este es el caso, puede pasar al siguiente paso y usar la velocidad aerodinámica calibrada obtenida del paso anterior como sustitución de la velocidad aerodinámica equivalente.
Para los pilotos que necesitan calcular la velocidad equivalente, se puede hacer utilizando primero otras variables para calcular la presión de impacto que tiene en cuenta los efectos de compresibilidad. Necesitaremos conocer la presión de impacto y la presión estática para empezar. Estas variables se utilizarán entonces para determinar el número Mach y, posteriormente, nuestra velocidad equivalente.
La serie de ecuaciones para llegar a nuestra velocidad equivalente de esta manera es la siguiente:
En las ecuaciones anteriores, representa la presión de impacto, M es el número Mach, P es la presión estática, es la presión estática a nivel del mar (ISA), y es la velocidad sónica a nivel del mar (ISA)
Utilice la velocidad equivalente para calcular la velocidad verdadera.
Finalmente, ahora que ha reunido todas las variables necesarias, utilice la siguiente ecuación para determinar la velocidad verdadera modificando la velocidad equivalente para las variables de temperatura y altitud de presión:
En la ecuación anterior, TAS es la velocidad verdadera, EAS representa la velocidad equivalente, es la densidad del aire a nivel del mar, y es la densidad del aire real a la altitud actual.
Recuerde que si vuela por debajo de los 10.000 pies y a velocidades de 200 nudos CAS o menos, puede sustituir su velocidad calibrada por la velocidad equivalente en esta ecuación.
¿Por qué se calcula la velocidad verdadera?
Ahora que hemos superado las alucinantes matemáticas de piloto, o hemos permitido que la tecnología lo haga por nosotros, ¿cuál es el propósito de calcular la velocidad verdadera? La velocidad verdadera se utiliza principalmente para la planificación de vuelos y en las especificaciones de rendimiento de la aeronave. Es el tipo de velocidad aerodinámica en la que se basan los gráficos de rendimiento de su POH y se utiliza al navegar por pilotaje o estima.
Al planificar un vuelo, su formulario de plan de vuelo de la FAA le pedirá la velocidad verdadera. Esta velocidad aerodinámica es especialmente útil para la planificación de vuelos transcontinentales más largos, ya que, si basa sus estimaciones de consumo de combustible y tiempo de vuelo en la velocidad indicada en lugar de la velocidad verdadera, es probable que sus estimaciones sean significativamente inexactas a mayores altitudes y velocidades. Tomarse el tiempo para calcular la velocidad verdadera, por el medio que elija, le permite planificar su vuelo con mayor precisión y eficacia.
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