Indicadores de velocidade do ar
O indicador de velocidade no ar é outro instrumento de voo primário que também é um medidor de pressão diferencial. A pressão do ar de impacto do tubo pitot da aeronave é direcionada para um diafragma em uma caixa de instrumento analógico de velocidade. A pressão estática do ar da(s) ventilação(ões) estática(s) da aeronave é direcionada para a caixa ao redor do diafragma. À medida que a velocidade da aeronave varia, a pressão do ar de impacto varia, expandindo ou contraindo o diafragma. A ligação anexada ao diafragma faz com que um ponteiro se mova sobre a face do instrumento, que é calibrada em nós ou milhas por hora (mph).
A relação entre a pressão do ar do ram e a pressão do ar estática produz a indicação conhecida como velocidade do ar indicada. Tal como acontece com o altímetro, existem outros fatores que devem ser considerados na medição da velocidade do ar em todas as fases do voo. Isso pode causar leituras imprecisas ou indicações que não são úteis para o piloto em uma determinada situação. Nos indicadores de velocidade do ar analógicos, os fatores são frequentemente compensados com mecanismos engenhosos dentro da caixa e na face do mostrador do instrumento. Os instrumentos de voo digitais podem ter cálculos realizados no ADC para que a indicação precisa desejada seja exibida.
Embora a relação entre a pressão do ar ram e a pressão do ar estática seja a base para a maioria das indicações de velocidade no ar, ela pode ser mais precisa. A velocidade do ar calibrada leva em conta erros devido ao erro de posição dos captadores estáticos do pitot. Ele também corrige a natureza não linear do diferencial de pressão estática do pitot quando é exibido em uma escala linear. Os indicadores analógicos de velocidade do ar vêm com um gráfico de correção que permite a referência cruzada da velocidade indicada com a velocidade calibrada para várias condições de voo. Essas diferenças são geralmente muito pequenas e muitas vezes são ignoradas. Os instrumentos digitais têm essas correções realizadas no ADC.
Mais importante, a velocidade no ar indicada não leva em consideração as diferenças de temperatura e pressão do ar necessárias para indicar a velocidade no ar real. Esses fatores afetam muito a indicação de velocidade no ar. A velocidade no ar verdadeira, portanto, é a mesma que a velocidade no ar indicada quando existem condições diurnas padrão. Mas quando a temperatura ou a pressão atmosférica varia, a relação entre a pressão do ar ram e a pressão estática se altera. Os instrumentos analógicos de velocidade do ar geralmente incluem dispositivos de compensação de temperatura bimetálicos que podem alterar o movimento de ligação entre o diafragma e o movimento do ponteiro. Também pode haver um aneróide dentro da caixa do indicador de velocidade no ar que pode compensar pressões fora do padrão. Alternativamente, existem indicadores reais de velocidade no ar que permitem que o piloto defina as variáveis de temperatura e pressão manualmente com botões externos no mostrador do instrumento.
Os sistemas de instrumentos de voo digitais realizam todos os cálculos para a velocidade real no ADC. O ar ram do tubo pitot e o ar estático da(s) ventilação(ões) estática(s) são executados na parte de detecção do computador. As informações de temperatura também são inseridas. Essas informações podem ser manipuladas e os cálculos realizados para que um valor real de velocidade no ar possa ser enviado digitalmente ao cockpit para exibição. Consulte a Figura para a exibição de informações de velocidade no visor de voo primário em uma aeronave leve. Observe que, semelhante à sua posição na configuração T padrão de um cockpit analógico, a indicação de velocidade no ar fica à esquerda da exibição do horizonte artificial.
As complicações continuam ao considerar as indicações de velocidade no ar e as limitações operacionais. É muito importante evitar que as aeronaves de alta velocidade viajem mais rápido do que a velocidade do som se não forem projetadas para isso. Mesmo quando uma aeronave se aproxima da velocidade do som, certas partes da fuselagem podem sofrer fluxos de ar que a excedem. O problema com isso é que perto da velocidade do som, ondas de choque podem se desenvolver que podem afetar os controles de voo e, em alguns casos, podem literalmente destruir a aeronave se não for projetada para fluxo de ar supersônico. Uma complicação adicional é que a velocidade do som muda com a altitude e a temperatura. Portanto, uma velocidade real segura ao nível do mar pode colocar a aeronave em perigo em altitude devido à menor velocidade do som.
Para se proteger contra esses perigos, os pilotos monitoram a velocidade do ar de perto. Uma velocidade máxima permitida é estabelecida para a aeronave durante os testes de voo de certificação. Essa velocidade é conhecida como número de Mach crítico ou Mcrit. Mach é um termo para a velocidade do som. O número crítico de Mach é expresso como um decimal de Mach, como 0,8 Mach. Isso significa 8/10 da velocidade do som, independentemente da velocidade real do som em qualquer altitude específica.
Muitas aeronaves de alto desempenho são equipadas com um Machmeter para monitorar o Mcrit. O Machmeter é essencialmente um instrumento de velocidade do ar que é calibrado em relação ao Mach no mostrador. Existem várias escalas para aeronaves subsônicas e supersônicas. Além do arranjo de diafragma de ar ram/ar estático, os Machmeters também contêm um diafragma de detecção de altitude. Ele ajusta a entrada para o ponteiro para que as mudanças na velocidade do som devido à altitude sejam incorporadas à indicação. Este instrumento dois em um contém mecanismos separados para exibir a velocidade no ar e o número Mach. Um ponteiro branco padrão é usado para indicar a velocidade do ar em nós contra uma escala. Um ponteiro listrado vermelho e branco é acionado independentemente e é lido em relação à escala do número Mach para monitorar a velocidade máxima permitida.
