Strumenti di volo di base
La velocità di un aereo viene misurata in nodi o miglia all'ora su un indicatore della velocità all'interno dell'abitacolo dell'aeromobile. L'indicatore della velocità relativa è uno degli strumenti di base dell'aeromobile ed è importante per i piloti poiché l'aderenza a velocità operative sicure è imperativa. Ogni aeroplano ha le proprie velocità specificate di cui il pilota deve essere a conoscenza. I piloti devono conoscere le velocità con cui un aereo decollerà, atterrerà, si fermerà e in caso contrario opererà in sicurezza durante le diverse fasi del volo.
L'indicatore della velocità dell'aria funziona confrontando la pressione dinamica (pressione dell'aria ram) e la pressione statica. Questo articolo riguarda gli strumenti convenzionali velocità rispetto ai più recenti sistemi computerizzati trovati su velivoli tecnologicamente avanzati . Le indicazioni della velocità relativa sui moderni display di volo primari computerizzati mostrano una velocità diversa da quella descritta in questo articolo e sono calcolate utilizzando la moderna tecnologia dei sensori. La velocità può anche essere ottenuta da un'unità GPS su un aereo equipaggiato.
Come funziona
L'indicatore della velocità è parte del sistema di Pitot-statico, un sistema di pressione differenziale che misura sia la pressione dinamica dell'aria dal tubo di Pitot sia la pressione statica da una porta statica. All'interno dell'involucro dello strumento c'è un diaframma sigillato che riceve sia pressione statica che dinamica dal tubo di Pitot.
La pressione statica viene misurata anche dall'interno dell'involucro ma all'esterno del diaframma. Le pressioni statiche all'interno e all'esterno del diaframma si annullano a vicenda, lasciando una misurazione della pressione dinamica totale o della pressione dell'aria ram.
Mentre l'aeroplano accelera, la pressione dinamica dal tubo di Pitot aumenta, facendo espandere il diaframma. Attraverso il collegamento meccanico, questa misura dell'aumento della velocità è mostrata nell'ago dell'indicatore di velocità.
Tipi di velocità
- Velocità indicata : IAS è la velocità in aria rilevata direttamente dall'indicatore della velocità.
- Velocità calibrata : CAS è la velocità effettiva dell'aereo attraverso l'aria, dopo essere stata regolata per errori di posizione e di strumento. La velocità calibrata (in confronto alla velocità indicata) può essere trovata nel manuale operativo del velivolo.
- True Airspeed : TAS è calibrato (o equivalente) velocità relativa regolata per pressione e temperatura non standard.
- Velocità equivalente : EAS è calibrato per la velocità relativa agli errori di compressibilità.
- Velocità al suolo: la velocità effettiva dell'aeroplano sul terreno, misurata in nodi o miglia all'ora. La velocità al suolo è la vera velocità corretta per gli effetti del vento ed è utile quando si pianifica il volo .
- Numero Mach : il numero Mach è la vera velocità relativa di un aereo in quanto è paragonata alla velocità del suono. La velocità del suono è nota come Mach 1.0. I velivoli ad alta velocità hanno misuratori Mach invece di indicatori di velocità.
Marcature e limitazioni
I piccoli velivoli monomotore utilizzano marcature della velocità relativa con codice colore per aiutare il pilota a operare in modo sicuro ed efficiente. Questi segni sono utili perché descrivono velocità di velivoli cruciali, note come velocità V.
- Arco bianco : l'arco bianco sugli indicatori della velocità rappresenta il normale intervallo operativo del lembo. All'interno dell'arco bianco è possibile utilizzare le alette complete. La parte superiore dell'arco bianco indica la massima velocità con cui i flap possono essere estesi durante il volo, e il funzionamento a velocità esterne all'arco bianco con alette abbassate può essere pericoloso.
- Arco verde : l'arco verde su un indicatore della velocità relativa rappresenta il normale raggio d'azione dell'aeroplano.
- Arco giallo : l'arco giallo è un intervallo ammonitore di velocità. Si consiglia ai piloti di operare solo con l'arco giallo in aria calma. Volare a velocità nel range di attenzione durante la turbolenza può essere pericoloso.
- Linea rossa : nella parte superiore dell'arco giallo c'è una linea rossa che rappresenta la velocità massima consentita per l'aereo.
Errori di indicazione della velocità
Un indicatore della velocità relativa sarà inefficace se c'è un blocco del tubo di Pitot o della porta statica o entrambi. Un blocco è più comunemente il risultato di insetti, acqua o ghiaccio.
Se il tubo di Pitot e il suo foro di drenaggio si bloccano, l'indicatore della velocità dell'aria si comporta come un altimetro, mostrando un aumento della velocità quando l'aereo sale ad un'altitudine più elevata e una diminuzione della velocità durante una discesa.
Se il tubo di Pitot si blocca e il foro di drenaggio rimane aperto, la pressione dell'aria del pistone si spurga attraverso il foro di drenaggio, lasciando solo la pressione statica nel tubo di Pitot. La nuova pressione statica nel tubo di Pitot sarebbe equivalente alla pressione statica proveniente dalla porta statica e l'indicatore della velocità relativa dovrebbe essere "0".
Se la porta statica viene bloccata (ma non il tubo di Pitot), l'indicatore della velocità dell'aria funzionerà, ma sarà impreciso. Poiché l'aria statica rimane intrappolata all'interno dell'involucro all'altitudine in cui lo strumento ha smesso di funzionare, una salita causerà una velocità inferiore al normale. Quando si vola al di sotto dell'altitudine alla quale si è verificato il blocco, l'indicatore della velocità dell'aria leggerà più in alto del normale.
Operazione di emergenza
Alcuni aeroplani sono dotati di elementi di riscaldamento del tubo di Pitot. Il calore di Pitot viene utilizzato come misura preventiva per impedire che il ghiaccio si formi sul tubo di Pitot e si attiva quando si vola in climi freddi.
Molti piccoli velivoli sono dotati di una fonte statica alternativa che può essere attivata tirando una leva nella cabina di guida nel caso in cui una porta statica si blocchi. La nuova pressione statica alternativa è una pressione più bassa rispetto alla pressione ambientale esterna durante il volo, il che si traduce in indicazioni dello strumento leggermente imprecise, ma fornisce un'indicazione abbastanza buona da mantenere un controllo aereo positivo.