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Velocidad.

La velocidad indica que distancia recorre un móvil en un determinado tiempo. Se obtiene dividiendo la distancia recorrida por el tiempo transcurrido.

V = D / T
donde V - velocidad, D – distancia recorrida, T – tiempo transcurrido

Las unidades que comúnmente se utilizan en física son m / s (metro sobre segundo) o Km. / h (kilómetro sobre hora).

En la navegación tanto aérea como marítima las distancias suelen medirse en millas náuticas (NM), por definición la NM es un minuto de longitud en el ecuador y equivale a 1852 metros o 1,15 millas terrestres.

La velocidad se mide en nudos (KNT) que es el equivalente a cuantas NM se recorrerían en una hora (1knt=1NM/h).

La velocidad es un dato valioso puesto que conociéndola y tomando el tiempo se puede calcular la distancia recorrida y así obtener la posición final.

D = V . T
donde V - velocidad, D – distancia recorrida, T – tiempo transcurrido

Las velocidades se toman respecto a un punto de referencia y de acuerdo al comportamiento de dicha referencia esta pueden variar, por ejemplo si en un tren que se desplaza con cierta velocidad, un pasajero sentado tendrá velocidad 0 (cero) si nosotros estamos dentro del tren; pero si lo vemos desde una posición fija en la tierra diremos que tiene la velocidad del tren.

En general en aeronáutica podemos encontrar dos velocidades, relativa y absoluta; particularmente cada aeronave tendrá una serie de velocidades limite (despegue, aterrizaje, ascenso, de despliegue de flaps, etc.) que le son propias.

La velocidad relativa se refiere a la velocidad con respecto del aire y que es tomada por la misma nave (toma estática) con los errores que se inducirán debido a los cambios en las condiciones del aire a diversas alturas. La absoluta esta referida a tierra y en vuelo puede no estar disponible, salvo que se calculen las correcciones de los errores sobre la velocidad relativa.

Ambas velocidades coinciden cuando se esta a nivel del mar (por Ej. En el despegue) y en condiciones tipo de presión atmosférica y temperatura (1013 Hpa y 15º C). De acuerdo a esto las velocidades a considerar para navegación son las siguientes.

VELOCIDAD AERODINÁMICA INDICADA (IAS): Es la velocidad indicada directamente por el velocímetro e indica la velocidad del avión en referencia al viento que lo rodea. Como puede adivinarse este valor estará influenciado por las condiciones del aire que rodea el aparato, presión, temperatura, densidad, velocidad del viento, etc. lo que provocara errores en la medición. Además debe sumarse los errores constructivos del instrumento y de instalación del mismo.

Por ejemplo la IAS disminuirá a medida que se gana altura, debido a la disminución de densidad del aire, menos moléculas entraran en la toma estática provocando dicho error. Esto se hace notorio en aviones de alto rendimiento, por Ej. Un 747 volando a su altitud de crucero tendrá un IAS de 280 KNT mientras que respecto de tierra es de mas de 400 KNT.

Las maniobras de despegue, ascenso, crucero, descenso, aproximación y aterrizaje están siempre basadas en la velocidad IAS.

VELOCIDAD AERODINÁMICA CALIBRADA (CAS): Es la velocidad IAS a la que se le aplica un factor de corrección para compensar los errores de montaje e instalación.

En general el error es muy pequeño, especialmente en configuraciones de despegue y aterrizaje por lo que a fines de cálculos y estimas se pueden ambas velocidades indistintamente.

VELOCIDAD AERODINÁMICA EQUIVALENTE (EAS): Es la velocidad CAS corregida por compresibilidad adiabática en los puertos estáticos a la altitud de vuelo correspondiente.

VELOCIDAD AERODINÁMICA REAL (TAS): Es la velocidad real del avión y se obtiene a partir de realizar correcciones en la EAS por error introducido debido a las variaciones de densidad de la atmósfera.

En Flight simulator permite cambiar la configuración de los instrumentos para que muestren esta velocidad.

Solo a nivel del mar en condiciones optimas (1013 Hpa y 15º C) la IAS y la TAS coinciden, por ende le indicación del velocímetro coincide con la TAS.

No obstante, se puede obtener la velocidad TAS a partir de la velocidad IAS, aplicándole a esta ultima los factores de corrección correspondientes.

Varia según la función:

TAS = EAS / s

donde

s = r1 / r0
s - Densidad relativa del aire, r1 - Densidad real del aire, r0 - densidad ideal del aire.

Para obtener la TAS deberá tener en cuenta la IAS, altitud y temperatura del aire; En forma practica digamos que en general obtendrá la TAS sumándole un 2% a la IAS por cada 1000 pies de altura (305 m.).

Esta velocidad por estar referida a tierra, se la utiliza en la preparación de los planes de vuelo y en los cálculos de navegación.

VELOCIDAD SOBRE EL SUELO (GS): Esta velocidad es la velocidad TAS con la corrección por error que introduce el viento.

NÚMERO MACH: Es la relación entre la velocidad del avión y la velocidad del sonido, cuando se vuela a grandes altitudes y altas velocidades el velocímetro se ve sujeto a grandes errores, no siendo confiables las lecturas de velocidades aerodinámicas (IAS), utilizándose entonces el valor en numero MACH, cuyo calculo lo realiza un microprocesador automáticamente y responde a:

M = TAS / a
donde a - velocidad del sonido en el aire.

La velocidad del sonido varia con la densidad del medio que lo transporta, en el aire a nivel del mar y 25º C la velocidad del sonido es 661kt (1226 Km/H), pudiendo calcularse sus variaciones según :

siendo Q la temperatura relativa del aire y se calcula como :

Q = Temperatura real del aire / Temperatura ideal del aire

En la figura 1 se muestra el esquema de velocidades y que errores agregarles para obtenerlas en una forma mas clara.

Figura 1: Velocidades y errores.

Existen limitaciones reglamentarias para las velocidades de vuelo, por Ej. Por debajo de los 10000 pies el limite es de 250 KNT de velocidad IAS o TAS, en ambos casos se cumple con la normativa. Es obligación del piloto conocer estos limites y respetarlos.

 

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