adevărată și viteza față de sol) Viteza indicată (IAS) = reprezintă indicația directă citită pe vitezometru (AS I), necorectată pentru variațiile densității atomosferice, eroril e de instalare sau erori ale instrumentului. IAS scade pe măsură ce se urcă, deoarece pe măsură ce densitatea aerului scade odată cu creșterea altitudinii, un număr mai mic de molecule de aer vor intra în tubul Pitot. Acest efect este cel mai notabil la aeronavele performante ce operează la altitidini mari. De exemplu, la altitudinea de croazieră, vitezometrul de pe Boeing 737 poate indica în jur de 280 kt când viteza adevărată este mai mare de 400 kt.
Piloții folosesc viteza indicată pentru a calcula performanța cea mai bună a aeronavei (vitezele de decolare, urcare, apropiere și aterizare se bazează pe IAS) Viteza calibrată (CAS) = reprezintă viteza indicată corectată pentru erori de presiune și instrumente (la anumite viteze și cu o anumită configurație a flapsurilor, erorile de presiune și instrument pot însuma câțiva kt). Această eroare are valoarea cea mai ridicată la viteze mici. La croazieră și la viteze mari, viteza indicată și cea calibrată sunt aproximativ la fel. A se face referire la graficul de calibrare a vitezelor pentru a se corecta posibilele erori de viteză.
Viteza echivalentă (EAS) = reprezintă viteza la nivelul mării ce va produce aceeași presiune dinamică incompresibilă ca viteza adevarată la altitudinea la care zboară aeronava. O aeronavă aflată în zbor orizontal se află sub efectul compresibilității. Totodată, viteza calibrată este o funcție dependentă de compresibilitatea presiunii de impact. EAS, pe de altă parte, este o măsură a vitezei care este o funcție a presiunii dinamice incompresibile. Analiza structurală se bazează adeseori pe presiunea dinamică incompresibilă, astfel încât viteza echivalentă este o unealtă utilă în testarea structurală.
La nivelul mării, într-o zi cu condiții ISA, CAS și EAS sunt egale, dar numai și numai în aceste condiții. Viteza adevărată (TAS) = reprezintă CAS corectată pentru altitidune și tempera turi nonstandard. Aceasta este viteza reală a averonavei prin aer. Deoarcere densitatea aerului scade cu creșterea altitudinii, o aeronavă va trebuie să zboare mai repede la altitudini mari în vederea obținerii aceleiași diferențe de presiune dintre cea to tală la tubul Pitot și cea statică. Drept urmare, pentru un CAS dat, TAS crește pe măsura creșterii altitudinii sau pentru un TAS dat, CAS scade odată cu creșterea altitudinii.
Vitezometru indică TAS numai la nivelul mării în condiții standard, astfel că TAS trebuie calculate funcție de IAS, altitudinea curentă și temperatură. Se poate estima TAS adaugând 2% din IAS pentru fiecare 1000 ft urcați. Piloții utilizează TAS în calculele de navigație și atunci când completează planurile de zbor. Viteza față de so l (GS) = reprezintă viteza adevărată a aeronavei față de sol. Aceasta este viteza adevărată a aeronavei ajustată funcție de vânt. Viteza față de sol scade în valoare în condițiile unui vânt de față și crește în condițiile unui vânt de coadă. Pe scurt:
CAS = IAS + corecții ale erorilor de presiune EAS = CAS + corecții ale erorilor de compresibilitate TAS = EAS + corecții ale erorilor de densitate TAS = CAS + corecții ale erorilor de compresibilitate + corecții ale erorilor de densitate Viteza indicată și viteza adevărată vor avea aceeași valoare atunci când vor exista condițiile ISA (International Standard Atmosphere) la MSL((Mean Sea Level = nivelul mediu al mării)). De obicei acest lucru nu se întâmplă. Așadar piloții trebuie să facă anumite calcule simple (mentale sau cu ajutorul comp. de navigație) pentru a determina valoarea TAS. Fig. 7.1.
Vitezometru cu scara de corecție a TAS Cuvântul ‘viteză’ (airspeed) are mai multe sensuri în aviație: Performanța aeronavei este raportată la viteza indicată (IAS) Navigația și planificarea zborului depind de viteza reală a aeronavei, TAS, viteza vântului WV și viteza față de sol GS. Pentru a afla valoarea presiunii dinamice putem lua presiunea totală și din ea să scădem presiunea statică. Această operațiune se face folosind un grafic, având presiunea totală de la tubul Pitot pe o coordonată, și presiunea statică pe cealaltă coordonată.
Capsula manometrică în sistemul indicatorului vitezei aerului (ASI = airspeed indicator) se poziționează conform diferenței dintre presiunea totală și cea statică (mai exact, a presiunii dinamice). Un ac indicator atașat capsulei manometrice printr-un angrenaj mecanic se mișcă în jurul indicatorului vitezei pe măsură ce capsula manometrică reacționează la aceste variații de presiune. Dacă presupunem că densitatea aerului (ρ) rămâne constantă la nivelul mediu al mării (ceea ce nu se întâmplă), scala în jurul căreia se mișcă acul indicator poate fi gradată în unități de viteză.
Aceasta are ca rezultat un indicator al vitezei aerului care afișează viteza reala numai în condiții ISA la MSL, mai exact atunci când densitatea aerului este 1.225 kg/m3. Dacă densitatea aerului (ρ) este exact 1.225 k g/m3, atunci vitezometrul va afișa o viteză egală cu a vitezei reale a aeronavei prin aer (TAS). Fig. 7.2. Principiul de funcționare al vitezometrului Relația dintre TAS și IAS Aeronava rar va zbura într-o masă de aer care are aceeași densitate respectând condițiile ISA MSL (1.225 kg/m³). În mod normal, o aeronavă care zboară la altitudine va întâlni o densitate a aerului semnificativ mai mică decât aceasta deoarece densitatea aerului (ρ) scade odată cu altitudinea.
Aceasta se va întâmpla și în cazul unei creșteri de temperatură. Viteza indicată (chiar dacă a fost rectificată pentru a indica viteza corectată) va trebui să fie din nou rectificată pentru erori de densitate dacă pilotul știe viteza exactă a aeronavei în aer. Densitatea aerului variază din două motive: Temperatura Aerul rece este mai dens, aerul cald este mai puțin dens, așadar într-o zi caldă o aeronavă va trebui să se deplaseze mai rapid prin aer pentru ca același număr de molecule pe secundă să lovească tubul Pitot și același IAS va fi indicat.
TAS care variază odată cu temperatura este unul din motivele pentru care, într-o zi călduroasă, o aeronavă are nevoie de distanțe mai lungi pentru decolări și aterizări. Fig. 7.3.IAS constant: TAS variaza cu temperatura Presiunea Cu cât este mai mare altitudinea (mai exact, cu cât este mai mică presiunea aerului) cu atât numărul de molecule este mai scăzut. Pentru două aeronave cu același TAS, aeronava aflată la o altitudine superioară, va avea un IAS mai mic deoarece întâlnește mai puține molecule de aer pe secundă decât aeronava de la un nivel inferior. Fig. 7.4.
Același TAS: în aer mai puțin dens aeronava are un IAS mai mic Așadar, la altitudini mari IAS va fi mai mică decât TAS deoarece aeronava va zbura prin aerul mai rarefiat cu o viteză cu mult peste cea indicată de ASI (vitezometru). Ce se întâmplă când urcăm cu IAS constant? Pe măsură ce o aeronavă câștigă în altitudine, densitatea aerului (ρ) scade. Dacă adoptăm tehnica clasică de a menține un IAS constant (o presiune dinamică constantă 1 2 ∙ 𝜌 ∙ 𝑉2⁄ ), scăderea densității aerului se face printr-o creștere a vitezei TAS. Cu cât urcăm mai sus, când zburăm la un IAS constant, cu atât TAS este mai mare. Fig. 7.5. Să presupunem că viteza recomandată de urcare pentru avionul dvs. este 100 kt IAS.
Folosind calculatorul, vom găsi valori pentru TAS ca în figura următoare, pentru o urcare la 100 IAS kt de la MSL la 20.000 ft. (se iau în considerare condițiile standard ale atmosferei, unde temperatura descrește cu 2ºC la fiecare 1.000 ft urcați) Fig.7.6 Notă: La 5.000 ft, TAS depășește IAS cu aprox. 8%. La 10.000 ft, TAS depășește IAS cu aprox. 17%. Există cifre la îndemână de reținut pentru calcule mentale aproximative atunci când piloții experimentați vorbesc de vitezele la care avioanele lor pot ajunge. Dacă zburați la 5.000 ft cu IAS 180 kt pe vitezometru, atunci TAS dvs. va fi aproximativ cu 8% mai mare (8% din 180 = 14), adică 194 kt TAS.
Situația la nivelul mediu al mării dacă temperatura variază: Presiune de altitudine 0 ft Temperatura IAS TAS ISA+20 = +35ºC 100 kt 104 kt Aer mai puțin dens ISA+10 = +25ºC 100 kt 102 kt ISA = +15ºC 100 kt 100 kt ISA-10 = +5ºC 100 kt 98 kt ISA-20 = -5ºC 100 kt 96 kt Aer mai dens Cu cât aerul este mai puțin dens, cu atât mai mare este TAS, în comparație cu IAS. Situația la presiunea de altitudine 10.000 ft, dacă temperatura variază:
Presiune de altitudine 10.000 ft Temperatura IAS TAS ISA+20 = +15ºC 100 kt 121 kt Aer mai putin dens ISA+10 = +5ºC 100 kt 119 kt ISA = -5ºC 100 kt 117 kt ISA-10 = -15ºC 100 kt 115 kt ISA-20 = -25ºC 100 kt 113 kt Aer mai dens Viteza față de fileurile de aer este importantă pentru navigație și planificarea zborului deoarece TAS este viteza reală a avionului prin masa de aer.