Airspeed Indicators
El Airspeed Indicators es otro instrumento de vuelo primario que también es un medidor de presión diferencial. La presión de aire del tubo pitot de la aeronave se dirige a un diafragma en una caja de instrumento de velocidad aerodinámica analógica.
La presión del aire estático de la(s) ventilación(es) estática(s) de la aeronave se dirige a la caja que rodea el diafragma. Cuando la velocidad de la aeronave varía, la presión del aire del ariete varía, expandiendo o contrayendo el diafragma. La conexión unida al diafragma hace que un puntero se mueva sobre la cara del instrumento, que se calibra en nudos o millas por hora (mph).
La relación entre la presión de aire del ariete y la presión de aire estática produce la indicación conocida como velocidad aérea indicada. Al igual que con el altímetro, hay otros factores que deben ser considerados en la medición de la velocidad aerodinámica a lo largo de todas las fases del vuelo.
Estos pueden causar lecturas inexactas o indicaciones que no son útiles para el piloto en una situación particular. En los indicadores de velocidad aerodinámica analógicos, los factores suelen compensarse con ingeniosos mecanismos dentro de la caja y en la cara del dial del instrumento. Los instrumentos de vuelo digitales pueden tener cálculos realizados en el ADC para que se muestre la indicación precisa deseada.
Si bien la relación entre la presión del aire del ariete y la presión del aire estático es la base de la mayoría de las indicaciones de velocidad aerodinámica, puede ser más precisa. La velocidad del aire calibrada tiene en cuenta los errores debidos al error de posición de los captadores estáticos de pitot.
También corrige la naturaleza no lineal del diferencial de presión estática de pitot cuando se muestra en una escala lineal. Los indicadores de velocidad aerodinámica analógicos vienen con una tabla de corrección que permite cruzar la velocidad aerodinámica indicada con la velocidad aerodinámica calibrada para varias condiciones de vuelo.
Estas diferencias suelen ser muy pequeñas y a menudo se ignoran. Los instrumentos digitales tienen estas correcciones realizadas en el ADC.
Más importante aún, la velocidad aérea indicada no tiene en cuenta las diferencias de temperatura y presión atmosférica necesarias para indicar la velocidad aérea real. Estos factores afectan en gran medida a la indicación de la velocidad aerodinámica.
La velocidad aerodinámica verdadera, por lo tanto, es la misma que la velocidad aerodinámica indicada cuando existen condiciones diurnas estándar. Pero cuando la temperatura o la presión atmosférica varían, la relación entre la presión del aire del ariete y la presión estática se altera.
Los instrumentos analógicos de velocidad aerodinámica suelen incluir dispositivos bimetálicos de compensación de temperatura que pueden alterar el movimiento de enlace entre el diafragma y el movimiento de la aguja. También puede haber un aneroide dentro de la caja del indicador de velocidad aerodinámica que puede compensar las presiones no estándar.
Alternativamente, existen verdaderos indicadores de velocidad aerodinámica que permiten al piloto ajustar manualmente las variables de temperatura y presión con perillas externas en el dial del instrumento.
Los mandos hacen girar la cara del dial y los enlaces internos para presentar una indicación que compensa la temperatura y la presión no estándar, lo que resulta en una indicación de velocidad aerodinámica verdadera.
Los sistemas de instrumentos de vuelo digitales realizan todos los cálculos de la velocidad aerodinámica real en el ADC. El aire de ariete del tubo de Pitot y el aire estático de la(s) ventilación(es) estática(s) se introducen en la parte de detección del ordenador. También se introduce la información de la temperatura. Esta información puede ser manipulada y los cálculos realizados por lo que un valor de velocidad aérea real puede ser enviado digitalmente a la cabina para su visualización.
Refiérase a la Figura para la visualización de la información de la velocidad del aire en la pantalla primaria de vuelo en una aeronave ligera. Observe que, de forma similar a su posición en la configuración T estándar de una cabina analógica, la indicación de velocidad aerodinámica está justo a la izquierda de la pantalla del horizonte artificial.
Las complicaciones continúan cuando se consideran las indicaciones de velocidad aerodinámica y las limitaciones operativas. Es muy importante evitar que las aeronaves de alta velocidad viajen más rápido que la velocidad del sonido si no están diseñadas para ello. Incluso cuando una aeronave se acerca a la velocidad del sonido, ciertas partes del fuselaje pueden experimentar flujos de aire que la superan.
El problema es que cuando se acerca a la velocidad del sonido, se producen ondas de choque que pueden afectar a los controles de vuelo y, en algunos casos, pueden literalmente destrozar el avión si no está diseñado para un flujo de aire supersónico. Otra complicación es que la velocidad del sonido cambia con la altitud y la temperatura. Así, una velocidad real segura a nivel del mar podría poner el avión en peligro en altitud debido a la menor velocidad del sonido.
Para protegerse de estos peligros, los pilotos controlan estrechamente la velocidad aerodinámica. Durante las pruebas de vuelo de certificación se establece una velocidad máxima permitida para la aeronave.
Esta velocidad se conoce como número Mach crítico o Mcrit. Mach es un término que designa la velocidad del sonido. El número de Mach crítico se expresa como un decimal de Mach, como por ejemplo 0,8 Mach. Esto significa 8/10 de la velocidad del sonido, independientemente de cuál sea la velocidad real del sonido a una altitud determinada.
Muchos aviones de alto rendimiento están equipados con un Machmeter para controlar el Mcrit. El Machmeter es esencialmente un instrumento de velocidad del aire que se calibra en relación con Mach en el dial.
Existen varias escalas para aviones subsónicos y supersónicos. Además de la disposición del diafragma de aire de ariete/aire estático, los machímetros también contienen un diafragma de detección de altitud. Este ajusta la entrada al puntero para que los cambios en la velocidad del sonido debidos a la altitud se incorporen a la indicación.
Algunas aeronaves utilizan un indicador de Mach/velocidad del aire como se muestra en la figura. Este instrumento de dos componentes contiene mecanismos separados para mostrar la velocidad del aire y el número de Mach.
Un puntero blanco estándar se utiliza para indicar la velocidad del aire en nudos contra una escala. Un puntero con rayas rojas y blancas se maneja de forma independiente y se lee contra la escala del número de Mach para controlar la velocidad máxima permitida.
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