Es/velocidad de la aeronave

La velocidad combina dos factores, la distancia recorrida en una concreta cantidad de tiempo. En aviación la velocidad se expresa habitualmente en nudos (knots, kt). Un nudo es una milla náutica por hora. En aviación la velocidad se "mide" con un tubo de pitot. El resultado no es la velocidad de la aeronave, es la velocidad del aire que fluye alrededor de la aeronave, la velocidad aerodinámica.

En los aviones antiguos, especialmente los aviones militares alemanes de la Segunda Guerra Mundial, la velocidad aerodinámica se expresaba en kilómetros por hora (km/h), la cual todavía se usa en los aviones planeadores europeos actuales. El factor de conversión es 1.852, es decir, puedes aproximadamente dividir una lectura en km/h por 2 para obtener el valor en nudos.

Si la velocidad está indicada en nudos, a veces se pone una 'K' antes del acrónimo, de tal forma que KEAS es sinónimo de 'velocidad aerodinámica equivalente en nudos'.

Para aviones (casi-)supersónicos la velocidad puede expresarse en Mach.

Expresando la velocidad

Velocidad absoluta

  • Velocidad absoluta (GS) es la velocidad horizontal a la que la aeronave se mueve en relación a un punto fijo en la tierra.

Hay que conocer la GS para saber la distancia real de un vuelo desde A a B. Hoy en día la GS se puede medir directamente usando un sistema GPS y algunas aeronaves equipadas con uno de esos sistemas tienen un indicador GS. La GS puede ser calculada a partir de la TAS corriguiéndola con el viento predominante a la altitud o midiendo el tiempo en pasar entre dos radio balizas en el terreno con una distancia conocida, pero en Flightgear siempre puedes hacer trampa y obtenerla del visor de propiedades internas bajo velocities/groundspeed-kt.

GS es la velocidad en la dirección horizontal de la aeronave. Es decir, en una bajada pronunciada, la aeronave puede moverse muy rápido, pero como el movimiento se realiza principalmente en vertical, la velocidad absoluta puede ser muy pequeña al mismo tiempo. Aquí es donde la GS difiere de la velocidad absoluta de un coche.

Velocidad aenométrica real

La direfencia entre TAS y GS es que el propio aire puede moverse con respecto al terreno (eso es el viento), y dependiendo del rumo relativo a la dirección del viento se induce una discrepancia entre TAS y GS. Realmente TAS no se puede medir directamente sino que necesita ser calculada, a no ser que se esté quieto sobre el terreno, donde la TAS puede ser "vista" con la manga de viento.

Conocer la TAS durante el vuelo es sorprendente inútil para la navegación, se necesita la velocidad absoluta y los límites aerodinámicos no dependen de la TAS sino de la IAS. La utilidad principal de la TAS es como una medida del rendimiento de la aeronave y en la planificación pre-vuelo antes de que se tenga en cuenta el efecto del viento.

La TAS puede ser calculada a partir de la CAS, la temperatura del aire y la altitud barométrica y es el segundo paso para calcular la GS desde IAS para la navegación.

A menudo TAS y GS se asumen (confusamente) como lo mismo, pero no lo son.

Velocidad anemométrica indicada

La velocidad anemométrica se mide habitualmente con un tubo de pitot en la parte delantera de la aeronave. La IAS puede ser la CAS. La IAS no es la TAS ya que la presión difiere de forma importante con la altitud (más específicamente la densidad del aire). A mayor altitud menor IAS volando a la misma TAS.

A pesar de esta dependencia de la altitud, la IAS es una magnitud muy útil en vuelo. Muchas propiedades aerodinámicas, por ejemplo la resistencia aerodinámica, la sustentación, el stress de la estructura de la aeronave, la velocidad de pérdida o las fuerzas en las superficies de control dependen de la presión dinámica generada por el flujo de aire, no de la velocidad real de la aeronave. La velocidad de pérdida de una aeronave a nivel del mar es muy diferente de la velocidad de pérdida (en TAS) a 30.000 ft, pero corresponden a la misma lectura IAS.

A nivel del mar una IAS de 400 nudos aproximadamente corresponde a una TAS de 400 nudos. A 80.000 pies (la altitud de crucero de un SR-71), una IAS de 400 nudos corresponde a una TAS de más de 1600 nudos (que corresponde con aproximadamente Mach 3 a esa altitud).

Velocidad calibrada

Los equipos modernos pueden muy a menudo indicar la CAS. Para navegación la CAS es el primer paso para calcular la GS.

Velocidad equivalente

A gran altitud la compresibilidad del aire cambia, de tal forma que incluso CAS se vuelve menos y menos fiable. Para el SR-71 Blackbird con un techo de 85.000 pies, la CAS se vuelve muy poco fiable y el avión se tiene que volar basándose en EAS. Para aviones más convencionales no se usa EAS. Así, EAS es lo que mostraría un sensor de presión dinámica perfecto cuando está adecuadamente calibrado para la compresibilidad del aire a la altitud actual. La EAS es el resultado calculado a partir de la presión de impacto (medida por el tubo de pitot y la presión estática (medidad por el altímetro.

Número Mach

  • El número Mach (M) es la velocidad de la aeronave dividida por la velocidad del sonido (a esa altitud). Es un número calculado sin unidades.

El comportamiento de la aeronave a Mach 1 a nivel del mar es aproximadamente el mismo que el comportamiento de la aeronave a una altitud de 60000 pies. Un número Mach por debajo de 1 significa que el avión se mueve subsónicamente. Un número Mach por encima de 1 indica vuelo supersónico. El número Mach es crítico porque ocurren varios fenómenos justo alrededor de Mach 1 (velocidad transónica), por ejemplo un repentino incremento en la resistencia aerodinámica inducido por la generación de una onda de choque (trueno). Las aeronaves que no están diseñadads para vuelo supersónico se partirían a Mach 1. La forma de la aeronave puede hacer que partes de la misma estén a o por encima de Mach 1 mientras el fuselaje es subsónico. Volar cerca de Mach 1 puede ser muy peligroso. Para la mayoría de aeronaves rápidas (pero subsónicas) Mach 0.83 es el límite. Los aviones que vuelan a gran altura, como aviones de pasajeros, pueden alcanzar ese límite fácilmente al descender.

La velocidad del sonido cambia con la compresibilidad (y por tanto la temperatura) del aire. El número Mach depende de la altitud (pues la temperatura del aire desciende a grandes altitudes). Esto implica que Mach 2 al nivel del mar corresponde con una TAS más rápida que Mach 2 a 30.000 pies. La relación precisa entre TAS, número Mach y altitud es una fórmula complicada y depende esencialmente del patrón de clima local que determina los gradientes de presión y temperatura en la atmósfera. El número Mach es medido/calculado a partir d ela misma información que la EAS (tubo de pitot y altímetro)

Velocidades V

Para una lista completa de "definiciones" de velocidades V visita Wikipedia. Aquí se presenta un pequeño resumen. Ten en cuenta que las definiciones de velocidades V pueden depender de reglas de vuelo locales. La mayoría de velocidades V dependen de la configuración del avión (cuánto pesa, etc.) por lo que tienen que ser calculadas de antemano y tienen que ser incluidas en el plan de vuelo. Las velocidades V se usan para comparar el rendimiento del avión y se mencionan en el manual de vuelo del avión (AFM).

  • Las velocidades M están expresadas en Mach
V1 Velocidad de decisión en el despegue & velocidad crítica de reconocimiento de fallo de motor.

Durante el despegue la velocidad a la que el avión puede despegar con seguridad incluso si uno (o más) de los motores falla ("traga un pájaro"). El copiloto (FO) anunciará V1 durante el despegue, el piloto confirmará si todos los motores están en marcha y decide continuar o abortar el despegue.

VR Velocidad de despegue de la rueda del morro.

La velocidad a la que la rueda del morro se despega (debería despegar) del suelo. Según aumenta la velocidad se tirará de la palanca de mando a Vr. También es la velocidad a la cual el avión aún puede ser detenido si hay un fallo crítico. El copiloto (FO) anunciará "rotate" durante el despegue. VR es muy similar a VROT y VREF.

V2 Velocidad de seguridad de despegue.
V3 Velocidad de retracción de flaps.
VA Velocidad de maniobra de diseño. Por encima de esta velocidad es una mala idea hacer maniobras repentinas.
VLO Máxima velocidad operativ del tren de aterrizaje.
VLE Máxima velocidad con el tren de aterrizaje extendido.
VFE Máxima velocidad con flaps extendidos.
VC Velocidad de crucero de diseño, también conocida como la velocidad de crucero óptima, es la velocidad más eficiente en términos de distancia, velocidad y consumo de combustible.
VS Velocidad de pérdida o mínima velocidad de vuelo sostenido a la cual el avión aún es controlable.
VS0 Velocidad de péridad o mínima velocidad de vuelo en configuración de aterrizaje.
VRef Velocidad de referencia de aterrizaje o velocidad de cruce de umbral
VMO Máxima velocidad límite operativa
VNE Velocidad que nunca exceder
VNO Máxima velocidad estructural de crucero o máxima velocidad para operaciones normales.
  • No conocer las velocidades V (lista completa) puede causar dramáticos accidentes. Ha ocurrido que el pilot y el copiloto no se preocuparon de la velocidad mínima de un avión durante el aterrizaje con un motor dañado, causando pérdida de control justo antes de tocar tierra (el piloto dió todo el empuje queriendo ganar velocidad esperando recobrar el control, causando que el motor que quedaba empujara la aeronave a un lado).

Tubo de pitot

El tubo de pitot es la herramienta para medir la velocidad del aire. Es un tubo dirigido hacia delante, expuesto al flujo de aire. El aire es empujado dentro por el movimiento de la aeronave y se mide la presión del empuje. La presión medida es corregida indicando la velocidad anemométrica. La presión de empuje también se conoce como presión dinámica en oposición a la presión estática que usamos al indicar la altitud. Los aviones más grandes tienen dos tubos de pitot y el indicador muestra la media de los dos. Sin embargo, muy a menudo solo se usa un tubo de pitot para control el piloto automático, incluso cuando el indicador está conectado a dos.

El tubo de pitot se puede bloquear fácilmente. Una vez bloqueado, o peor, parcialmente bloqueado la IAS no tendrá relación con la velocidad de la aeronave. Esta situación es magnificada si el tubo de pitot que controla el piloto automático está bloqueado.

El hielo es una causa conocida de bloqueo del tubo de pitot, por lo que hay calentadores de tubos de pitot que deberían prevenir la formación de hielo. Otra causa conocida de bloqueo son los insectos. El bloqueo de los tubos de pitot es una causa conocida de algunos accidentes muy dramáticos y todo piloto debería aprender como tratar con comportamientos extraños de los indicadores de velocidad y los pilotos automáticos.

Información adicional

  • Velocity: un vector combinando speed y (ángulo de) dirección. A menudo usado como sinónimo de speed.
  • Velocity: A vector combining speed and (angle of) direction. Often used as synonym of speed.
  • Comprendiendo el vuelo supersónico
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