Velocidad aérea calibrada

Velocidad del aire corregida por error de instrumento y posición.

En aviación , la velocidad aérea calibrada ( CAS ) es la velocidad aérea indicada corregida por error instrumental y de posición .

Cuando se vuela al nivel del mar en condiciones de atmósfera estándar internacional (15 °C, 1013 hPa, 0% de humedad), la velocidad aérea calibrada es la misma que la velocidad aérea equivalente (EAS) y la velocidad aérea verdadera (TAS). Si no hay viento, también es lo mismo que la velocidad sobre el terreno (GS). Bajo cualquier otra condición, el CAS puede diferir del TAS y GS de la aeronave.

La velocidad aérea calibrada en nudos generalmente se abrevia como KCAS , mientras que la velocidad aérea indicada se abrevia como KIAS .

En algunas aplicaciones, en particular en el uso británico, se utiliza la expresión velocidad aérea rectificada en lugar de velocidad aérea calibrada. ^[1]

Aplicaciones prácticas de CAS

CAS tiene dos aplicaciones principales en la aviación:

• para la navegación, CAS se calcula tradicionalmente como uno de los pasos entre la velocidad indicada y la velocidad verdadera;
• Para el control de aeronaves, CAS (y EAS) son los principales puntos de referencia, ya que describen la presión dinámica que actúa sobre las superficies de las aeronaves independientemente de la densidad, altitud, viento y otras condiciones. Los diseñadores de aviones utilizan EAS como referencia, pero EAS no se puede mostrar correctamente en diferentes altitudes mediante un simple indicador de velocidad aérea (una sola cápsula). Por lo tanto, CAS es un estándar para calibrar el indicador de velocidad del aire de modo que CAS sea igual a EAS a la presión al nivel del mar y se aproxima a EAS a altitudes más altas.

Con el uso generalizado del GPS y otros sistemas de navegación avanzados en las cabinas, la primera aplicación está perdiendo importancia rápidamente: los pilotos pueden leer la velocidad terrestre (y a menudo la velocidad aérea real) directamente, sin calcular la velocidad aérea calibrada como paso intermedio. Sin embargo, la segunda aplicación sigue siendo crítica: por ejemplo, con el mismo peso, una aeronave rotará y ascenderá aproximadamente a la misma velocidad calibrada en cualquier elevación, aunque la velocidad real y la velocidad terrestre puedan diferir significativamente. Estas velocidades V generalmente se dan como IAS en lugar de CAS, de modo que un piloto pueda leerlas directamente desde el indicador de velocidad aérea.

Cálculo a partir de la presión de impacto.

Dado que la cápsula del indicador de velocidad responde a la presión del impacto , ^[2] CAS se define como una función únicamente de la presión del impacto. La presión estática y la temperatura aparecen como coeficientes fijos definidos por convención como valores estándar del nivel del mar. Sucede que la velocidad del sonido es una función directa de la temperatura, por lo que en lugar de una temperatura estándar, podemos definir una velocidad estándar del sonido.

Para velocidades subsónicas , CAS se calcula como:

${\displaystyle CAS=a_{0}{\sqrt {5\left[\left({\frac {q_{c}}{P_{0}}}+1\right)^{\frac {2}{7}}-1\right]}}}$

dónde:

• ${\displaystyle q_{c}}$= presión de impacto
• ${\displaystyle P_{0}}$= presión estándar al nivel del mar
• ${\displaystyle {a_{0}}}$es la velocidad estándar del sonido a 15 °C

Para velocidades supersónicas , donde se forma un choque normal frente a la sonda Pitot, se aplica la fórmula de Rayleigh:

${\displaystyle CAS=a_{0}\left[\left({\frac {q_{c}}{P_{0}}}+1\right)\times \left(7\left({\frac {CAS}{a_{0}}}\right)^{2}-1\right)^{2.5}/\left(6^{2.5}\times 1.2^{3.5}\right)\right]^{(1/7)}}$

La fórmula supersónica debe resolverse de forma iterativa, asumiendo un valor inicial igual a . ${\displaystyle CAS}$ ${\displaystyle a_{0}}$

Estas fórmulas funcionan en cualquier unidad siempre que se seleccionen los valores apropiados . Por ejemplo, = 1013,25 hPa, = 1225 km/h (661,45 kn). Se supone que la relación de calores específicos del aire es 1,4. ${\displaystyle P_{0}}$ ${\displaystyle a_{0}}$ ${\displaystyle P_{0}}$ ${\displaystyle a_{0}}$

Luego, estas fórmulas se pueden usar para calibrar un indicador de velocidad del aire cuando la presión de impacto ( ) se mide usando un manómetro de agua o un manómetro preciso. Si se utiliza un manómetro de agua para medir milímetros de agua, la presión de referencia ( ) se puede ingresar como 10333 mm . ${\displaystyle q_{c}}$ ${\displaystyle P_{0}}$ ${\displaystyle H_{2}0}$

En altitudes más altas, CAS se puede corregir por error de compresibilidad para obtener una velocidad aérea equivalente (EAS). En la práctica, el error de compresibilidad es insignificante por debajo de unos 3.000 m (10.000 pies) y 370 km/h (200 kn).

Ver también

• Siglas y abreviaturas en aviónica.
• Recomendaciones de la OACI sobre el uso del Sistema Internacional de Unidades
• Velocidad aérea equivalente
• Instrumentos de vuelo
• Velocidad indicada
• verdadera velocidad aérea

Referencias

1. Clancy, LJ (1975) Aerodinámica , págs. 31, 32. Pitman Publishing Limited, Londres. ISBN  0 273 01120 0
2. Algunos autores en el campo de los flujos compresibles utilizan el término presión dinámica o presión dinámica compresible en lugar de presión de impacto.

Bibliografía

• Blake, Walt (2009). Métodos de rendimiento del transporte a reacción . Seattle : aviones comerciales Boeing.
• Gracey, William (1980), "Medición de la velocidad y altitud de las aeronaves" (12 MB), p. 15, Publicación de referencia 1046 de la NASA.

enlaces externos

• Una calculadora gratuita de Windows que convierte entre varias velocidades del aire (verdadera/equivalente/calibrada) según las condiciones atmosféricas apropiadas (¡estándar y no estándar!)
• Una calculadora gratuita para Android que convierte varias velocidades del aire según las características atmosféricas.
• Convertidor de velocidad del aire Newbyte
• Calculadora de velocidad aérea calibrada en JavaScript de True Airspeed y otras variables en luizmonteiro.com