VELOCÍMETRO ANEMOMETRICO


     Las medidas de velocidad relativa son una comparación entre la presión pitot (presión dinámica) y la presión estática (ambiental).  La diferencia entre estos dos tipos de presiones es la presión diferencial.  El indicador de velocidad relativa mide esta presión dinámica al suministrar presión pitot a un diafragma metálico flexible y presión estática a la cámara hermética que rodea el diafragma.


     La expansión del diafragma (aumento de la velocidad) se logra aumentando la presión de impacto, con la presión estática constante (aceleración de un avión en vuelo recto y nivelado), o bien disminuyendo la presión estática, manteniendo la presión del impacto constante (avión en ascenso).

     La contracción del diafragma (disminución en la velocidad) se logra disminuyendo la presión de impacto, con la presión estática constante (desaceleración de un avión en vuelo recto y nivelado) o bien aumentando la presión estática manteniendo la presión de impacto constante (avión en descenso). Este principio es aplicable a todo tipo de velocímetros.


Componentes y funcionamiento del velocímetro




    Cuando algún objeto, como por ejemplo, el hielo, obstruye el sistema pitot, la presión dinámica es atrapada pero no así la presión estática, entonces, el indicador de velocidad relativa funciona como un altímetro.  A medida que el avión asciende, las indicaciones de velocidad relativa aumentan. 
     En la mayoría de los aviones supersónicos, la fuente estática está ubicada en el larguero del pitot, de modo que si el larguero se congela, es probable que ambos sistemas estén bloqueados.  En este caso, la velocidad relativa permanecerá constante e indicará la velocidad al momento en que ocurrió la obstrucción.  En los aviones subsónicos las puertas estáticas están ubicadas en alguna parte del avión donde no son afectadas significativamente por la corriente de aire.
     La medida más importante que deberá tomar si sospecha que hay un error de velocidad relativa será establecer una actitud de cabeceo conocida y fijar la potencia.  Verifique que el calentador del pitot esté encendido, y si lo está, vuelva a inspeccionar los disyuntores.  Compare el indicador de actitud con el indicador de actitud de reserva o compárelo al indicador de actitud del otro piloto.  Haga una verificación cruzada del indicador del ángulo de ataque (si hay uno disponible).

Tipos de velocidad relativa.


     Velocidad relativa indicada (VI o IAS).  La velocidad relativa que se visualiza en el indicador de velocidad relativa.  (Esta velocidad relativa no está libre de errores asociados con la medición de la misma.)
     Velocidad relativa calibrada (VAC o CAS).  La velocidad relativa indicada sin los errores de instalación.

     Velocidad relativa equivalente (VAE o EAS).  La velocidad relativa calibrada que está libre del efecto de compresibilidad.
     Velocidad relativa verdadera (TAS o VAV).  La velocidad relativa equivalente corregida por la densidad del aire. Para efectos de planificación, es la velocidad utilizada y se calcula mediante las siguientes formulas:

VAV= (2% de cada 1000 pies x VI) + VI
VAV=FL/2  + VI
VAV= No. Mach x 600

     Velocidad sobre tierra (GS o VST).  La velocidad relativa verdadera corregida por el viento. El viento afecta la  medición directamente, si el viento sopla de frente el instrumento indicara una velocidad de partículas igual a la suma de las velocidades del avión más la del viento, mientras que si es de cola la indicación será igual a la resta de las mismas.
Nota

Resumen de las velocidades:

VELOCIDADES
REF.
CORREGIDA POR:
VI (IAS)

INDICACIÓN
VAC (CAS)
VI
INSTALACIÓN
VAE (EAS)
CAS
COMPRESIBILIDAD
VAV (TAS)
EAS
DENSIDAD AIRE
VST (GS)
VAV
VIENTO
     Número de Mach indicado (IMN).  El número de Mach que se visualiza en el indicador de Mach.
     Número de Mach verdadero (TMN).  El número de Mach indicado que se corrigió por el error de instalación.
     NOTA: Las velocidades relativas calibradas y equivalentes y el número de Mach verdadero pueden determinarse consultando la sección del manual de vuelo del avión que abarca los datos de rendimiento.


Velocidades Operativas:


  • V1: Velocidad de decisión. Es la velocidad máxima a la cual en caso de presentarse una falla de motor, el piloto decide si continua el despegue o aborta el despegue y la distancia de acelerar y parar es igual a despegar y superar un obstáculo 35 pies. Es también la velocidad mínima que permite al piloto continuar de manera segura hacia V2 aunque ocurriera un fallo crítico de motor (entre V1 y V2). 
  • V2: Velocidad de Seguridad de despegue; es un 20% mayor que V1. Es la velocidad que debe alcanzarse, con un motor inoperativo, para poder iniciar el ascenso inicial con seguridad incluso con un motor inoperativo y con margen suficiente para franquear los posibles obstáculos que hubiera. Debe alcanzarse cuando la aeronave está a 35 pies (unos 12 metros) por encima de la pista (este parámetro es típico, pero varía según la categoría del avión). 
  • V3: velocidad de retracción de flaps. Es la velocidad mínima a la cual se comienza la retracción de los flaps durante el despegue. 
  • VA: velocidad de maniobra: velocidad de entrada en pérdida a la fuerza-G máxima legal, y por lo tanto a la velocidad máxima a la que cambios abruptos de la actitud de la aeronave por el piloto no causarán que ésta exceda sus límites de soporte de fuerzas-G. La velocidad de maniobra está limitada por las características estructurales de la aeronave. 
  • VAPP Velocidad de aproximación. Es la velocidad que debe mantener la aeronave en el segmento final de la aproximación, normalmente es 1,2 la Vs1. 
  • VAT: Velocidad sobre el umbral de pista. Es la velocidad a la cual la aeronave debe pasar sobre el umbral de pista a 50 pies, durante la aproximación. 
  • VB: Velocidad de penetración en turbulencia. Velocidad que debe tener la aeronave para evitar daños estructurales en turbulencias severas. 
  • VC Velocidad de ascenso efectivo. Es la indicada por el fabricante de la aeronave. 
  • VCX Velocidad de crucero. Es la mejor velocidad que la aeronave debe mantener en vuelo recto y nivelado. 
  • VEF Velocidad de falla de un motor: a la que se asume el fallo del motor crítico durante despegue. Usada para calcular la V1. 
  • VF Velocidad de operación de flaps. Velocidad máxima a la que puede operar la aeronave con los flaps extendidos en una posición prescrita. 
  • VFE Velocidad con flaps extendidos máxima con flaps totalmente extendidos (puede especificarse una diferente velocidad para flaps parcialmente extendidos). 
  • VH Velocidad de espera. Velocidad que debe tener la aeronave durante procedimiento de espera, esta velocidad depende de la categoría de la aeronave. 
  • VLE: Velocidad máxima con el tren de aterrizaje extendido o abajo. La VLE siempre es más alta que la VLO. 
  • VLO: Velocidad máxima de operación del tren de aterrizaje o con el tren de aterrizaje en operación, es decir, mientras se sube o baja el tren de aterrizaje. La VLO siempre es más baja que la VLE. 
  • VLOF: Velocidad cuando el avión se suspende en el aire al levantarse del tren principal y se dice que el avión ya está volando con un ángulo de ascenso positivo y he despegado antes de la TORA (Take-off Run Available - Carrera diponible para el despegue). 
  • VMC Velocidad mínima de control con el motor crítico inoperativo. 
  • VMCA: Velocidad de mínimo control en el aire. La mínima velocidad a la que la dirección del avión es controlable, usando las superficies de control primarias (elevador, alerones y rudder). 
  • VMCG: Velocidad mínima de control en Tierra. Cuando durante la carrera de despegue falla un motor, se produce un desequilibrio en el empuje de los motores que tenderá a sacar al avión de la pista. Tras la VMCG el timón de dirección es capaz de compensar el desequilibrio permitiendo la continuación del despegue. 
  • VMBE: Velocidad máxima de energía de frenado, teniendo en cuenta el ASDA (accelerate stop distance available - Distancia disponible de aceleración de frenado). 
  • VMO: Velocidad máxima de operación. 
  • Vmu: Velocidad mínima donde el avión levanta la rueda de nariz. 
  • VNE: Velocidad de nunca exceder. Es la velocidad máxima que soporta la aeronave antes de incurrir en la posibilidad de daños estructurales, comúnmente por la deformación o falla total de las alas o la cola. Ésta velocidad es específica para cada aeronave y representa un punto crítico en su desempeño. 
  • VNO: velocidad de operación normal. Es la velocidad de crucero estructural máxima (la velocidad máxima que se utilizará en condiciones turbulentas). VNO se especifica como el límite superior del arco verde en muchos indicadores de la velocidad aérea. Esta velocidad es específica al modelo de la aeronave. El rango después de la VNO está marcado en el indicador de la velocidad aérea como un arco amarillo desde la VNO a la VNE. 
  • VR: Velocidad de Rotación, es la velocidad a la cual el avión comienza hacer cambios en la actitud para llevarlo al aire. 
  • VREF: Velocidad de referencia para el aterrizaje. 
  • VS: velocidad de pérdida (stall) o velocidad mínima de zuelo estable para la cual la aeronave es aún controlable en configuración limpia (flaps arriba y tren retraído). 
  • Vs0: velocidad de pérdida o velocidad mínima de vuelo en configuración de aterrizaje. 
  • Vs1: velocidad de pérdida o velocidad mínima de vuelo estable para la cual la aeronave es aún controlable en una configuración específica. Por lo general esta pérdida es causada por la sobre rotación de la aeronave o por configuración sucia en el despegue. 
  • Vsi: Velocidad inicial de pérdida. 
  • Vso: Velocidad de pérdida en configuración de aproximación; por lo general la pérdida es producida por flaps mayores a un ángulo mayor a 15 grados, ruedas y/o spoiler abajo que disminuyen la velocidad a tasas elevadas y por ende la sustentación. 
  • Vsr: Velocidad de pérdida de referencia. 
  • Vt: Velocidad de turbulencia. Es dada por el fabricante, donde la aeronave soporta la turbulencia. 
  • VTo: velocidad de despegue. Es la velocidad mínima a la cual el avión puede despegarse del suelo. 
  • VTx: velocidad de movimiento en tierra. 
  • Vx: velocidad de mejor ángulo de ascenso, o sea, aquella que proporciona la mayor ganancia de altitud en la menor distancia horizontal posible. 
  • Vy: velocidad de mejor tasa de ascenso, es decir, aquella que nos proporciona la mayor ganancia de altitud en el menor tiempo posible.


Códigos de colores.


     Los  aviones fabricados a partir de 1945 que tienen un peso de hasta 12500 lbs. (5670 kg), deben contar con un velocímetro, conforme con un sistema de marcas de colores estándar. Este sistema de marcas de colores permite al piloto determinar a simple vista ciertas limitaciones de velocidad que son importantes para manejar el avión con seguridad. Por ejemplo: si durante la ejecución de una maniobra el piloto observa que la aguja está en el arco amarillo y se va acercando con rapidez a la marca roja, la reacción inmediata debería ser reducir la velocidad. Las marcas de colores y su traducción a velocidades VI, son las siguientes:
     Arco blanco - Velocidades de operación con flaps extendidos, o velocidades a las cuales se pueden extender los flaps sin sufrir daños estructurales. El extremo inferior de este arco corresponde a la velocidad de pérdida con los flaps totalmente extendidos, peso máximo, motor al ralentí y tren de aterrizaje abajo (VS0). El extremo superior indica la velocidad límite de extensión de los flaps (VFE).
     Los flaps deben deflectarse únicamente en el rango de velocidades del arco blanco. Las velocidades de aproximación y aterrizaje suelen estar comprendidas en el rango del arco blanco.
     Arco verde - Velocidades de operación normal del avión, la mayoría del tiempo de vuelo ocurre en este rango. El extremo inferior corresponde a la velocidad de pérdida con el avión limpio (flaps arriba), peso máximo, motor al mínimo  y tren de aterrizaje abajo (VS1). El extremo superior marca el límite de la velocidad normal de operación (VNO), límite que no debe ser excedido salvo en aire no turbulento, y en ese caso además con mucha precaución. En este rango de velocidades el avión no tendrá problemas estructurales en caso de turbulencias moderadas.
     Arco amarillo - Margen de precaución. En este rango de velocidades solo se puede volar en aire no turbulento y aun así no deben realizarse maniobras bruscas que podrían dañar el avión.


     Línea roja - Velocidad máxima de vuelo del avión (VNE) o velocidad de nunca exceder (ne=never exceed). Esta velocidad no debe ser nunca rebasada ni siquiera en aire sin turbulencias so pena de producirle al aeroplano daños estructurales. Este límite viene impuesto por la capacidad de resistencia de las alas, estabilizadores, tren de aterrizaje, etc.



Por su interés y relación con el tema objeto de este capítulo, incluyo estas dos normas reguladoras dictadas por la F.A.A. norteamericana. 

Federal Aviation Regulation (FAR) Part 23, Subpart F, Sec. 23.1323: Airspeed indicating system.

a.Each airspeed indicating instrument must be calibrated to indicate true airspeed (at sea level with a standard atmosphere) with a minimum practicable instrument calibration error when the corresponding pitot and static pressures are applied.
b.Each airspeed system must be calibrated in flight to determine the system error. The system error, including position error, but excluding the airspeed indicator instrument calibration error, may not exceed three percent of the calibrated airspeed or five knots, whichever is greater, throughout the following speed ranges:
1.1.3 VS1 to VMO/MMO or VNE, whichever is appropriate with flaps retracted.
2.1.3 VS1 to VFE with flaps extended.
c.The design and installation of each airspeed indicating system must provide positive drainage of moisture from the pitot static plumbing.
d.If certification for instrument flight rules or flight in icing conditions is requested, each airspeed system must have a heated pitot tube or an equivalent means of preventing malfunction due to icing.
e.In addition, for commuter category airplanes, the airspeed indicating system must be calibrated to determine the system error during the accelerate-takeoff ground run. The ground run calibration must be obtained between 0.8 of the minimum value of V1 and 1.2 times the maximum value of V1, considering the approved ranges of altitude and weight. The ground run calibration must be determined assuming an engine failure at the minimum value of V1.
f.For commuter category airplanes, where duplicate airspeed indicators are required, their respective pitot tubes must be far enough apart to avoid damage to both tubes in a collision with a bird.

Federal Aviation Regulation (FAR) Part 23, Subpart G, Sec. 23.1545: Airspeed indicator.


a.Each airspeed indicator must be marked as specified in paragraph (b) of this section, with the marks located at the corresponding indicated airspeeds.
b.The following markings must be made:
1.For the never-exceed speed VNE a radial red line.
2.For the caution range, a yellow arc extending from the red line specified in paragraph (b)(1) of this section to the upper limit of the green arc specified in paragraph (b)(3) of this section.
3.For the normal operating range, a green arc with the lower limit at VS1with maximum weight and with landing gear and wing flaps retracted, and the upper limit at the maximum structural cruising speed VNO established under Sec. 23.1505(b).
4.For the flap operating range, a white arc with the lower limit at VS0 at the maximum weight, and the upper limit at the flaps-extended speed VFE established under Sec. 23.1511.
5.For reciprocating multiengine-powered airplanes of 6,000 pounds or less maximum weight, for the speed at which compliance has been shown with Sec. 23.69(b) relating to rate of climb at maximum weight and at sea level, a blue radial line.
6.For reciprocating multiengine-powered airplanes of 6,000 pounds or less maximum weight, for the maximum value of minimum control speed, VMC (one-engine-inoperative) determined under Sec. 23.149(b), a red radial line.
c.If VNE or VNO vary with altitude, there must be means to indicate to the pilot the appropriate limitations throughout the operating altitude range.
d.Paragraphs (b)(1) through (b)(3) and paragraph (c) of this section do not apply to aircraft for which a maximum operating speed VMO/MMO established under Sec. 23.1505(c). For those aircraft there must either be a maximum allowable airspeed indication showing the variation of VMO/MMO with altitude or compressibility limitations (as appropriate), or a radial red line marking for VMO/MMO must be made at lowest value of VMO/MMO established for any altitude up to the maximum operating altitude for the airplane.


Nota: Todas las informaciones aquí contenidas tienen únicamente carácter informativo. 


CARLOS DELGADO "PERCEVAL"
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