2.5 ANEMÓMETRO.
En los manuales de operación no hay casi ninguna maniobra que no refleje una velocidad a mantener, a no sobrepasar, recomendada, etc. además de que la mayoría de los números, críticos y no tan críticos, con los que se pilota un avión se refieren a velocidades: velocidad de pérdida, de rotación, de mejor ascenso, de planeo, de crucero, de máximo alcance, de nunca exceder, etc. Para el piloto, este instrumento es uno de los más importantes, quizá el que más, puesto que aquel puede servirse de la información proporcionada para:
En resumen, el anemómetro puede ser un magnífico auxiliar durante todas aquellas maniobras donde sea especialmente necesario el mejor control del ángulo de ataque, porque tal como se dijo en un capítulo anterior, este instrumento proporciona al piloto la mejor medida de dicho ángulo.
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| Ejemplo de tabla de conversión de IAS a CAS. |
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| Flaps 0º | IAS - mph | ||||||||||
| CAS - mph | |||||||||||
| Flaps 40º | IAS - mph | ||||||||||
| CAS -mph | |||||||||||
Los manuales de operación suelen incluir unas tablas similares a la anterior o unos gráficos (fig.2.5.3) que muestran la CAS que corresponde a cada IAS.

Dependiendo del aeroplano y del año de su construcción, Vd. puede encontrarse con que el manual del aeroplano menciona las velocidades en unidades "indicadas" (por ejemplo Best Rate of Climb Speed=76 KIAS), unidades "calibradas" e "indicadas" (Design Maneuvering Speed = 103 KIAS o 101 KCAS), en ninguna específica (Never Exceed Speed = 171 Mph) y mencionar en algún párrafo que todas las velocidades del manual se entienden "calibradas", o cualquier combinación de todo esto.
Velocidad Verdadera - TAS (True Airspeed): Es la CAS corregida por la altitud y la temperatura no estándar. El sistema está construido teniendo en cuenta la densidad estándar del aire al nivel del mar, pero con otra densidad la medición no es tan precisa (ver anexo 1). Sabemos que la densidad del aire disminuye a medida que se incrementa la altitud, y aunque este cambio afecta tanto a la presión estática como a la presión de impacto en el tubo pitot, no lo hace en la misma proporción, de manera que para una misma velocidad calibrada (CAS) la velocidad verdadera (TAS) va aumentando con el incremento de altitud. Dicho de otra manera, a medida que aumenta la altitud un aeroplano tiene que volar más rápido para "leer" la misma diferencia entre las presiones de impacto y estática.
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Se puede calcular la TAS a partir de un computador de vuelo, en el cual seleccionando la CAS, la altitud de presión y la temperatura se obtiene calculada la TAS. También, algunos anemómetros llevan incorporado un pequeño calculador mecánico que funciona de la forma siguiente: en la parte superior del instrumento hay una ventanilla en la cual aparece un dial movible sobre una pequeña escala de temperaturas; moviendo este dial con el botón giratorio anexo al instrumento hasta que queden enfrentadas la altitud actual con la temperatura exterior, se muestra la TAS en la ventanilla de la parte inferior del instrumento. Un ejemplo de esta forma de funcionamiento se muestra en la animación de la fig.2.5.4 (con datos no reales).
Por último, un método mas impreciso pero más rápido consiste en aplicar la regla siguiente: "Añadir un 2% a la velocidad calibrada por cada 1000 pies de altitud". Según esta regla, añadiremos a la CAS un 2%, un 4% un 6%... según volemos a 1000, 2000, 3000 pies... respectivamente. Por ejemplo: con una velocidad CAS de 80 nudos a 4000 pies calcularíamos una TAS de 86.4 nudos (80 + (2*4)% de 80).
Velocidad respecto al suelo - GS (Ground Speed): Es la velocidad actual del aeroplano respecto al suelo y su valor es igual a la velocidad verdadera (TAS) +/- la velocidad del viento.
Con el viento en cara, el avión vuela en una masa de aire que se desplaza en sentido contrario y eso hace GS=TAS-V (siendo V la velocidad del viento) y por tanto GS<TAS. Con viento de cola, el avión y la masa de aire en que se mueve tienen el mismo sentido por lo cual GS=TAS+V y de ahí GS>TAS. Por último, con el viento en calma GS=TAS.
Conviene insistir en que el anemómetro mide la velocidad relativa del avión respecto al aire que lo rodea NO respecto al suelo; esta última velocidad depende además de la dirección e intensidad del viento. En la animación de la fig.2.5.5 se muestra como para una misma velocidad de anemómetro la GS varía en función del viento. Adicionalmente le recomiendo que lea el párrafo 6.3.2 del capítulo II de aterrizajes.
En la animación anterior se suponía la dirección del viento exactamente igual a la dirección de vuelo del avión, con el mismo sentido (en cola) o sentido contrario (en cara), pero esta situación es poco factible en la vida real, lo normal es que ambas direcciones no coincidan. Como tanto la True Airpeed TAS como la velocidad del viento son cantidades vectoriales (tienen magnitud y dirección), para calcular con exactitud la Ground Speed GS, que es otra cantidad vectorial, habrá que sumar los vectores TAS y Velocidad del viento (fig.2.5.6). Hecha esta precisión, sería mas exacto afirmar que: "la velocidad del aeroplano respecto al suelo GS es igual a su velocidad verdadera TAS +/- la velocidad del componente viento de su misma dirección" (+ si esa componente tiene el mismo sentido o - si tiene sentido contrario).
Número de Mach.
Aunque queda fuera del alcance de este manual, conviene mencionar una unidad de velocidad
que se encuentra con bastante frecuencia en la literatura aeronáutica: el
Número
de Mach. Este número es la relación o ratio entre la velocidad verdadera
(TAS) del aeroplano y la velocidad del sonido(2) en
las mismas condiciones atmosféricas; un avión volando a la velocidad
del sonido está volando
con Mach 1.0. Conforme a esta unidad, podemos distinguir el siguiente rango de velocidades:
Para recibir la certificación de la F.A.A. (ver anexo 2) los aviones fabricados a partir de 1945 que tengan un peso de hasta 12500 lbs. (5670 kg), deben contar con un anemómetro conforme con un sistema de marcas de colores estándar (fig.2.5.7). 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 IAS 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 ralentí 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 aún 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...
Importante: Las velocidades límite (VS0, VS1, VFE, VNO, VNE) señaladas por los extremos de los arcos de colores del indicador de velocidad son significativas con el avión experimentando 1g, pero con más de 1g (que es habitual durante un vuelo normal) estas velocidades varían. Por ejemplo: puesto que el extremo inferior del arco verde indica velocidad de pérdida con flaps arriba, si un piloto cree que con una velocidad mayor no entrará en pérdida (supuesto que lleva flaps arriba) está equivocado y puede que corriendo riesgos. La velocidad de pérdida con más de 1g es mayor que la señalada por los límites del color correspondiente del anemómetro.
Resumiendo: Sea precavido y esté muy atento cuando la velocidad del aeroplano ronde las cercanías de los límites de los arcos de color.
Las velocidades límite (superior o inferior) dadas por los arcos de colores no son las únicas existentes, existen algunas otras que no están marcadas en el dial del indicador de velocidad pero que sin embargo se relacionan en el manual de operación del aeroplano, entre ellas la velocidad de maniobra la cual se detalla en el siguiente apartado. Desde el área de descargas puede bajarse un fichero con una nomenclatura de velocidades que incluye los acrónimos y significado tanto de las velocidades aquí relacionadas como de algunas otras mas.
En realidad, con las limitaciones de velocidad lo que está representando el fabricante son los topes máximos (naturalmente con un factor de seguridad añadido) de las fuerzas y aceleraciones (según el caso) soportables por las distintas partes del aeroplano. La idea que subyace es que no se produzca la rotura de ningún elemento aerodinámico (alas, timones, estabilizadores, ...) o estructural (tren de aterrizaje, sujeción del motor, antenas...) debido al exceso de fuerza o aceleración ejercido sobre los mismos.
La limitación marcada por la velocidad VNO (Maximum
Structural Cruising Speed) señalada
por el extremo superior del arco verde, se debe a la fuerza máxima
de sustentación que puede soportar el ala: hay un coeficiente máximo
de sustentación y esta fuerza depende de ese coeficiente por el cuadrado de
la velocidad CAS. En régimen de crucero, el ángulo de ataque es muy
bajo y la velocidad es muy alta; si por cualquier razón el ángulo de
ataque varía bruscamente, la fuerza
de sustentación puede sobrepasar el límite soportable por las alas.
Limitando la velocidad alejamos la fuerza producida por las alas de su límite
máximo y con ello el riesgo
de rotura de las mismas. En régimen de crucero no sobrepase esta velocidad
salvo en aire no turbulento e incluso así con mucha precaución.
En el límite VNE (Never-exceed speed) señalado por la línea roja intervienen además otros factores, tales como la fuerza de resistencia creada a esa velocidad por algunos componentes primarios (alas, timones, tren de aterrizaje, ...) o secundarios (antenas, luces, ...); inestabilidad de la estructura y sistemas de control, etc... Las razones por las cuales no debe sobrepasarse esta velocidad bajo ninguna circunstancia son obvias.
Esa misma fuerza de resistencia es la que impone el límite de velocidad con flaps extendidos VFE (Maximum Flaps Extended Speed), marcado por el extremo superior del arco blanco. Volar con flaps extendidos a velocidades superiores puede suponer perderlos.
Por último, hay otra velocidad límite no señalada en el anemómetro pero que viene especificada en los manuales del constructor: se trata de la VA (Design Maneuvering Speed), que es la velocidad máxima a la cual la aplicación total de los controles aerodinámicos (alerones, timones, ...) a pesar de someter al aeroplano a altos factores de carga (g) no provocan un exceso de estres sobre este; dicho de otra manera, si se encuentra volando con turbulencias moderadas o severas mantenga su velocidad por debajo de este límite y evite además hacer movimientos bruscos sobre los controles aerodinámicos o aplicar estos al máximo.
Hemos visto que el anemómetro no mide realmente velocidades sino presiones diferenciales que transforma en indicaciones de velocidad, y que tal como está construido cualquier variación de la presión atmosférica se refleja automáticamente en este instrumento. Pues bien, esta forma de operar favorece enormemente el pilotaje pues permite realizar la misma maniobra (p. ejemplo despegar) con una velocidad de anemómetro concreta con independencia de la densidad del aire, fuerza y dirección del viento, altitud del aeródromo, etc... Cuando el fabricante recomienda mantener una velocidad específica, por ejemplo en aproximación final, se está refiriendo a velocidades de anemómetro (IAS o CAS) debido precisamente a como funciona el anemómetro.
Imaginemos por un momento que este instrumento funcionara de otra forma y midiera la velocidad respecto al suelo: para lograr una velocidad aerodinámica capaz de sustentar al avión, tendríamos que conocer y calcular en cada momento la densidad del aire y la fuerza del viento, y esperar que de un minuto al siguiente no cambie la fuerza de este viento y recalcular. Parece mucho más complicado y arriesgado que seguir la velocidad del anemómetro ¿no?.
Conclusión: La presión dinámica que mantiene las alas en el aire es la misma que mueve el anemómetro, de manera que una variación en la densidad del aire afectará a la sustentación y en la misma forma al anemómetro, de lo cual resulta que este opera como si corrigiera de forma automática estas variaciones. En otras palabras: las velocidades críticas del aeroplano (Vs, Vx, Vy, ...) NO se corrigen por el factor densidad, el anemómetro ya lo hace.
Por su interés y relación con el tema objeto de este capítulo, considero conveniente incluir estas dos normas reguladoras dictadas por la F.A.A. norteamericana. Las transcribo en su idioma original que creo preferible a una mala traducción.
Federal
Aviation Regulation (FAR) Part 23, Subpart F, Sec. 23.1323: Airspeed indicating system.
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Federal Aviation Regulation (FAR) Part 23, Subpart G, Sec. 23.1545: Airspeed indicator.
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