El error de posición es uno de los errores que afectan a los sistemas de medición de la velocidad aerodinámica y la altitud de una aeronave . [1] [2] No es práctico ni necesario que una aeronave tenga un sistema indicador de velocidad aerodinámica y un sistema indicador de altitud que sean exactamente precisos. Es tolerable una pequeña cantidad de error. Es causado por la ubicación del respiradero estático que suministra presión de aire al indicador de velocidad aerodinámica y al altímetro; no existe ninguna posición en una aeronave donde, en todos los ángulos de ataque, la presión estática sea siempre igual a la presión atmosférica.
Todos los aviones están equipados con un pequeño orificio en la superficie de la aeronave llamado puerto estático. La presión del aire en las proximidades del puerto estático se transmite por un conducto al altímetro y al indicador de velocidad aerodinámica . Este puerto estático y el conducto constituyen el sistema estático del avión. El objetivo del sistema estático es detectar la presión del aire a la altitud a la que vuela el avión. En un sistema estático ideal, la presión del aire que se suministra al altímetro y al indicador de velocidad aerodinámica es igual a la presión del aire a la altitud a la que vuela el avión.
A medida que el aire fluye más allá de una aeronave en vuelo, las líneas de corriente se ven afectadas por la presencia de la aeronave, y la velocidad del aire en relación con la aeronave es diferente en diferentes posiciones en la superficie exterior de la aeronave. Como consecuencia del principio de Bernoulli , las diferentes velocidades del aire dan como resultado diferentes presiones en diferentes posiciones en la superficie de la aeronave. [3] La posición ideal para un puerto estático es una posición donde la presión del aire local en vuelo siempre es igual a la presión remota de la aeronave, sin embargo, no hay ninguna posición en una aeronave donde exista esta situación ideal para todos los ángulos de ataque . Al decidir la posición de un puerto estático, los diseñadores de aeronaves intentan encontrar una posición donde el error entre la presión estática y la presión de corriente libre sea mínimo en todo el rango operativo del ángulo de ataque de la aeronave. El error residual en cualquier ángulo de ataque dado se denomina error de posición . [4]
El error de posición afecta la velocidad aerodinámica indicada y la altitud indicada . Los fabricantes de aeronaves utilizan el manual de vuelo de la aeronave para publicar detalles del error en la velocidad aerodinámica indicada y la altitud indicada en todo el rango de velocidades operativas. En muchas aeronaves, el efecto del error de posición en la velocidad aerodinámica se muestra como la diferencia entre la velocidad aerodinámica indicada y la velocidad aerodinámica calibrada . En algunas aeronaves de baja velocidad, el error de posición se muestra como la diferencia entre la velocidad aerodinámica indicada y la velocidad aerodinámica equivalente .
El principio de Bernoulli establece que la presión total (o presión de estancamiento ) es constante a lo largo de una línea de corriente. [5] No hay variación en la presión de estancamiento, independientemente de la posición en la línea de corriente donde se mida. No hay ningún error de posición asociado con la presión de estancamiento.
El tubo de Pitot suministra presión al indicador de velocidad del aire . La presión de Pitot es igual a la presión de estancamiento siempre que el tubo de Pitot esté alineado con el flujo de aire local, se encuentre fuera de la capa límite y fuera de la estela de la hélice. La presión de Pitot puede sufrir errores de alineación, pero no es vulnerable a errores de posición.
Las normas de diseño de aeronaves especifican una cantidad máxima de error del sistema Pitot-estático . El error en la altitud indicada no debe ser excesivo porque es importante que los pilotos conozcan su altitud con una precisión razonable a los efectos de la separación del tráfico. Las Regulaciones Federales de Aviación de los EE. UU. , Parte 23, [6] §23.1325(e) incluyen el siguiente requisito para el sistema de presión estática:
El error en la velocidad aerodinámica indicada tampoco debe ser excesivo. La Parte 23, §23.1323(b) incluye el siguiente requisito para el sistema indicador de velocidad aerodinámica:
Para cumplir con una norma de diseño de aeronaves que especifica un error máximo permisible en el sistema de indicación de velocidad aerodinámica, es necesario medir el error de posición en una aeronave representativa. Existen muchos métodos diferentes para medir el error de posición. Algunos de los métodos más comunes son: