El indicador de velocidad del aire es el instrumento para medir la velocidad del aire. Básicamente es un barómetro elegante.
El indicador de velocidad del aire está conectado a un par de tubos que corren hacia el exterior del avión. Uno corre hacia el tubo de Pitot (pronunciado “pee-tow”). El tubo de Pitot mira hacia adelante, de modo que a medida que el avión viaja hacia adelante, el aire es forzado a entrar en el Pitot por el movimiento del avión. El segundo está conectado a un puerto estático. Este es un pequeño agujero que mira hacia el costado o la parte trasera del avión. Mide la presión barométrica “estática” como si el avión estuviera quieto.
La presión del tubo de Pitot hace que se infla una oblea barométrica dentro del indicador de velocidad del aire. La presión de aire estático del tubo de puerto estático llena la caja del indicador de velocidad del aire y tiende a “aplastar” la oblea, contrarrestando parte de la inflación causada por el aire del pistón del tubo de Pitot. De esta manera, el tamaño de la oblea en cualquier momento dado es relativo a la diferencia entre la presión de aire estática y la presión de aire del pistón.
Esa oblea está conectada a algunos engranajes y palancas que hacen girar una aguja. Esa aguja se ve contra una tarjeta con velocidades aéreas impresas. El engranaje entre la oblea y la aguja, así como las marcas en la tarjeta, deben calibrarse con precisión para mostrar la velocidad aérea correcta en relación con el tamaño de la oblea.
Básicamente mide la cantidad de moléculas de aire encontradas por el tubo de Pitot cuando es forzado hacia adelante a través de la atmósfera y luego resta la cantidad de moléculas de aire presentes en el aire quieto a través del puerto estático.
Sin embargo, la densidad de los cambios de aire cambia bastante drásticamente según la temperatura, la presión barométrica y la humedad. El indicador de velocidad del aire solo se puede calibrar para obtener una lectura precisa con una densidad de aire perfecta. Existe un estándar internacional para un día de clima “normal” al nivel del mar, y el indicador de velocidad del aire está calibrado para ser preciso en condiciones de “día normal”.
La presión barométrica disminuye a medida que se gana altitud. Un piloto puede usar fórmulas para predecir cuál sería la densidad del aire a cualquier altitud dada sobre el nivel del mar en un día “normal”. Cuando hace más calor de lo normal, más húmedo o hay menos presión barométrica al nivel del mar que en un día “normal”, el piloto puede calcular lo que se llama “altitud de densidad”. La altitud de densidad es una forma abreviada de decir: “Debido a condiciones climáticas, la densidad del aire al nivel del mar hoy es la misma que sería a ‘x’ número de pies sobre el nivel del mar en un día ‘normal’ ”. Comenzando con ese número, el piloto puede agregar la altitud real del avión a altitud de densidad al nivel del mar para obtener la altitud de densidad real del avión. La altitud de densidad puede ser miles de pies diferente del número real de pies sobre el suelo.
A medida que aumenta la altitud de densidad, el indicador de velocidad del aire muestra lecturas cada vez más lentas. Como regla general básica, el piloto debe agregar un 2% al número que se muestra en el indicador de velocidad por cada 1000 pies de altitud de densidad.
Entonces, en un día caluroso y húmedo, volando a 5,000 pies sobre el nivel del mar, la altitud de densidad podría ser de 8,000 pies. Dos veces ocho es dieciseis. Si el indicador de velocidad del aire muestra 100 nudos, agregue 16% y ha calculado su velocidad verdadera como 116 nudos.
Por supuesto, también es posible que la forma en que el avión está volando pueda bloquear parte del aire que ingresa al tubo de Pitot, causando una lectura inexacta. También hay soluciones matemáticas para eso, pero las omitiré.
Entonces, sabemos qué tan rápido se mueve nuestro avión midiendo la diferencia entre la cantidad de moléculas de aire forzadas en el tubo de Pitot y la cantidad de moléculas en el aire estático, y luego ajustando las diferentes densidades de aire dada nuestra altitud y las condiciones climáticas. Eso nos dice qué tan rápido nos estamos moviendo en relación con el aire que nos rodea.
Esa información es buena para predecir el rendimiento del avión. Sin embargo, esta información aún no es lo suficientemente buena para la navegación. Al navegar, nos preocupa más nuestra velocidad en relación con el suelo. Hemos medido nuestra velocidad en relación con el aire, pero es casi seguro que el aire se mueve con relación al suelo, y esto tendrá un gran efecto en nosotros.
Por lo tanto, tenemos que determinar la velocidad y dirección del viento y tenerlo en cuenta en nuestros cálculos de velocidad aérea para determinar nuestra velocidad de avance. Las unidades GPS, por supuesto, pueden proporcionar velocidades precisas en relación con el suelo sin que el piloto tenga que hacer ese cálculo.
Algún vocabulario:
Velocidad aérea indicada: la velocidad indicada en el indicador de velocidad aérea que solo es precisa en un día “normal” al nivel del mar.
Velocidad aerodinámica calibrada: la velocidad aerodinámica indicada, ajustada para tener en cuenta los errores causados por maniobrar el avión de una manera que hace que el tubo de Pitot se exponga a menos del número normal de moléculas de aire en una velocidad aérea particular.
Velocidad real: velocidad relativa al aire, calculada leyendo la velocidad indicada y ajustándola para tener en cuenta la altitud de densidad, eliminando los errores causados por el hecho de que el indicador de velocidad aérea solo es preciso al nivel del mar en un día normal.
Velocidad de avance: velocidad relativa al terreno, en lugar de relativa al aire. Obtenga la velocidad aérea verdadera y reste el componente de viento en contra o agregue el componente de viento de cola para obtener la velocidad de avance (o use un cronómetro para medir el tiempo que toma volar entre dos puntos conocidos y hacer los cálculos, o leerlo desde una unidad GPS )
