Funcionamiento del Airspeed Indicator (ASI)

El ASI es un manómetro diferencial sensible que mide e indica rápidamente la diferencia entre la presión pitot (presión de impacto/dinámica) y la presión estática. Estas dos presiones son iguales cuando la aeronave está estacionada en el suelo en aire tranquilo. 

Cuando la aeronave se mueve en el aire, la presión en la línea de pitot se vuelve mayor que la presión en las líneas estáticas. Esta diferencia de presión es registrada por el indicador de velocidad del aire en la cara del instrumento, que está calibrado en millas por hora, nudos (millas náuticas por hora), o ambos. 

El ASI es el único instrumento que utiliza tanto el pitot como el sistema estático. El ASI introduce la presión estática en la caja de velocidad del aire, mientras que la presión pitot (dinámica) se introduce en el diafragma. 

 La presión dinámica expande o contrae un lado del diafragma, que está unido a un sistema indicador. El sistema acciona el acoplamiento mecánico y la aguja de velocidad aerodinámica.

Al igual que en las altitudes, hay múltiples tipos de velocidades del aire. Los pilotos deben estar muy familiarizados con cada tipo.

- Velocidad aerodinámica indicada - Indicated airspeed (IAS): la lectura directa del instrumento obtenida del ASI, sin corrección de las variaciones de la densidad atmosférica, el error de instalación o el error del instrumento. Los fabricantes utilizan esta velocidad aérea como base para determinar el rendimiento de la aeronave. Las velocidades de despegue, aterrizaje y pérdida indicadas en el AFM/POH son IAS y normalmente no varían con la altitud o la temperatura.

- Velocidad aérea calibrada - Calibrated airspeed (CAS): IAS corregido por el error de instalación y el error del instrumento. Aunque los fabricantes intentan mantener los errores de velocidad aerodinámica al mínimo, no es posible eliminar todos los errores en todo el rango operativo de velocidad aerodinámica. 

A ciertas velocidades del aire y con ciertos ajustes de flaps, los errores de instalación y de instrumentos pueden sumar varios nudos. Este error es generalmente mayor a bajas velocidades del aire. En los rangos de velocidad de crucero y superior, el IAS y el CAS son aproximadamente iguales. Consulte la tabla de calibración de la velocidad del aire para corregir los posibles errores de velocidad del aire.

- Velocidad aérea real - True airspeed (TAS): CAS corregida por la altitud y la temperatura no estándar. Debido a que la densidad del aire disminuye con el aumento de la altitud, una aeronave tiene que volar más rápido a mayores altitudes para causar la misma diferencia de presión entre la presión de impacto de pitot y la presión estática. 

Por lo tanto, para una CAS dada, la TAS aumenta al aumentar la altitud; o para una TAS dada, la CAS disminuye al aumentar la altitud. Un piloto puede encontrar la TAS por dos métodos. El método más preciso es utilizar un ordenador de vuelo.

Con este método, el CAS se corrige en función de la variación de la temperatura y la presión utilizando la escala de corrección de la velocidad del aire en el ordenador. También existen ordenadores de vuelo electrónicos extremadamente precisos. 

Basta con introducir la CAS, la altitud de presión y la temperatura, y el ordenador calcula la TAS. Un segundo método, que es una regla general, proporciona la TAS aproximada. Basta con añadir un 2% al CAS por cada 1.000 pies de altitud. La TAS es la velocidad que se utiliza para la planificación del vuelo y se utiliza al presentar un plan de vuelo.

- Groundspeed (GS): la velocidad real del avión sobre el terreno. Es la TAS ajustada al viento. La GS disminuye con el viento en contra y aumenta con el viento de cola.

Fuente: Esta imagen es tomada del manual Pilot’s Handbook of Aeronautical Knowledge, FAA-H-8083-25B

Señalización y Código por colores del Indicador de Velocidad Aérea (Airspeed Indicator Markings)

Las aeronaves que pesan 12.500 libras o menos, fabricadas después de 1945, y certificadas por la FAA deben tener los ASI marcados de acuerdo con un sistema estándar de marcas codificadas por colores. 

Este sistema de marcas codificadas por colores permite al piloto determinar de un vistazo ciertas limitaciones de velocidad aerodinámica que son importantes para la operación segura de la aeronave. Por ejemplo, si durante la ejecución de una maniobra se observa que la aguja de la velocidad aerodinámica está en el arco amarillo y se acerca rápidamente a la línea roja, la reacción inmediata debe ser reducir la velocidad aerodinámica.

Código por colores 

Los ASI de las aeronaves pequeñas de un solo motor incluyen las siguientes marcas estándar codificadas por colores:

- Arco blanco: comúnmente conocido como el rango de operación de los flaps, ya que su límite inferior representa la velocidad total de pérdida de los flaps y su límite superior proporciona la velocidad máxima de los flaps. Las aproximaciones y los aterrizajes suelen realizarse a velocidades dentro del arco blanco.

- Límite inferior del arco blanco (VS0): la velocidad de pérdida o la velocidad mínima de vuelo estable en la configuración de aterrizaje. En las aeronaves pequeñas, se trata de la velocidad de pérdida con el peso máximo de aterrizaje en la configuración de aterrizaje (tren y flaps bajados).

- Límite superior del arco blanco (VFE): la velocidad máxima con los flaps extendidos.

- Arco verde: el rango de operación normal de la aeronave. La mayoría de los vuelos se realizan dentro de este rango.

- Límite inferior del arco verde (VS1): la velocidad de pérdida o la velocidad mínima de vuelo estable obtenida en una configuración determinada. Para la mayoría de las aeronaves, se trata de la velocidad de pérdida con el peso máximo de despegue en la configuración limpia (tren de aterrizaje arriba, si es retráctil, y flaps arriba).

- Límite superior del arco verde (VN0): la velocidad máxima de crucero estructural. No sobrepase esta velocidad excepto en aire suave.

- Rango de precaución del arco amarillo: Vuele dentro de este rango sólo en aire suave y sólo con precaución.

- Línea roja (VNE): no superar nunca la velocidad. Está prohibido operar por encima de esta velocidad, ya que puede provocar daños o fallos estructurales.

Fuente: Esta imagen es tomada del manual Pilot’s Handbook of Aeronautical Knowledge, FAA-H-8083-25B

Otras limitaciones de velocidad aerodinámica 

Algunas limitaciones importantes de la velocidad del aire no están marcadas en la cara del ASI, pero se encuentran en los carteles y en el AFM/ POH. Estas velocidades aéreas incluyen:

- Velocidad de maniobra de diseño - Design maneuvering speed (VA): la velocidad máxima a la que se puede imponer la carga límite del diseño estructural (ya sea por ráfagas o por deflexión completa de las superficies de control) sin causar daños estructurales. Es importante tener en cuenta el peso cuando se hace referencia a esta velocidad. Por ejemplo, la VA puede ser de 100 nudos cuando un avión está muy cargado, pero sólo de 90 nudos cuando la carga es ligera.

- Velocidad de operación del tren de aterrizaje - Landing gear operating speed (VLO): la velocidad máxima para extender o retraer el tren de aterrizaje si se vuela con un avión con tren de aterrizaje retráctil.

- Velocidad de extensión del tren de aterrizaje -Landing gear extended speed (VLE): velocidad máxima a la que se puede volar con seguridad con el tren de aterrizaje extendido.

- Velocidad del mejor ángulo de ascenso - Best angle-of-climb speed (VX): la velocidad del aire a la que un avión gana la mayor cantidad de altitud en una distancia determinada. Se utiliza durante un despegue en campo corto para superar un obstáculo.

- Mejor velocidad de ascenso - Best rate-of-climb speed  (VY): la velocidad del aire que proporciona la mayor ganancia de altitud en un periodo de tiempo determinado.

- Mejor velocidad de ascenso con un solo motor - Single-engine best rate-of-climb (VYSE): la mejor velocidad de ascenso o la mínima velocidad de descenso en un avión bimotor ligero con un motor inoperativo. Se marca en el ASI con una línea azul. El VYSE se conoce comúnmente como "Línea Azul".

- Velocidad mínima de control - Minimum control speed(VMC): es la velocidad mínima de vuelo a la que se puede controlar satisfactoriamente un avión bimotor ligero cuando un motor deja de funcionar repentinamente y el motor restante está a la potencia de despegue.

Comprobación de los instrumentos (Instrument Check)

Antes del despegue, el ASI debe indicar cero. Sin embargo, si hay un viento fuerte que sopla directamente en el tubo de pitot, el ASI puede indicar un valor superior a cero. Al iniciar el despegue, asegúrese de que la velocidad del aire aumenta a un ritmo adecuado.

Advertencia: Los artículos publicados en este sitio web deben ser utilizados únicamente con fines educativos (instrucción). 

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Verificar y confirmar la información con personal aeronáutico certificado y documentación certificada.

Fuente: La información (texto e imágenes) utilizado para este artículo está basado en el manual de la FAA (Pilot’s Handbook of Aeronautical Knowledge - FAA-H-8083-25B) y manuales de instrucción de centros académicos aeronáuticos.