¿Datos del altímetro barométrico durante altas fuerzas g verticales?

Estoy contemplando que bajo una alta aceleración vertical (como el límite máximo de 2,5 g para aviones comerciales), esa presión atmosférica hidrostática no sería un modelo completo. Wikipedia establece para la presión atmosférica:

En la mayoría de las circunstancias, la presión atmosférica se aproxima mucho a la presión hidrostática causada por el peso del aire sobre el punto de medición.

La derivación de la fórmula barométrica supone presión hidrostática:

Y suponiendo que toda la presión es hidrostática :

  dP=-ρgdz

Me parece que sin la corrección de las fuerzas g, un altímetro barométrico con aceleración vertical podría indicar altitudes no corregidas que son más bajas o más altas (según el diseño del altímetro) que la altitud real, incluso si se hubieran corregido todos los demás factores.

¿Es este un entendimiento correcto y las computadoras de datos aéreos (ADC) que se describen a continuación hacen estas correcciones? En caso afirmativo, ¿alguien puede proporcionar una fórmula aproximada o un modelo matemático para altitudes cercanas al nivel del suelo?

Otra respuesta de Aviation Stackexchange dice :

Sin embargo , la altitud también se utiliza con fines de separación del tráfico y, para este fin, no se corrige ni QNH ni QNE. Esto puede parecer contrario a la intuición, pero siempre que su altímetro muestre el mismo error que cualquier tráfico en conflicto, puede estar separado de manera segura, por lo tanto: La altitud que se muestra en el altímetro no se corrige en absoluto (excepto por calibración para posibles interferencias aerodinámicas). , como compresibilidad, efectos venturi, etc.).

En aeronaves técnicamente sofisticadas, la entrada de altitud barométrica se utiliza para la navegación vertical. Dado que la navegación vertical se ocupa de la altitud real de la aeronave, la computadora de datos aéreos (ADC) de la aeronave calculará una altitud real en función de la información disponible (ya sea a través de sensores o a través de la entrada del piloto). Sin embargo, la altitud real, como se indicó, no se muestra en los instrumentos de vuelo primarios de los pilotos.

Respuestas (1)

en la fórmula d PAG = ρ gramo d z , gramo es el campo gravitatorio local que atrae al fluido (la atmósfera). El valor aparente de gramo dentro del avión no es relevante.

Entonces, además de asegurarse de que el sensor en sí no se vea afectado por los cambios en el peso aparente, no hay necesidad de corregir las aceleraciones del barómetro.

Y sí, tengo la intención de preguntar si los sensores están diseñados de tal manera que su "peso aparente" (o, de manera más general, su masa sobre la que actúa cualquier fuerza dirigida) no es un factor apreciable en sus mediciones informadas.

Tengo entendido que no, no lo es. Los altímetros ya tienen un error de medición en vuelo nivelado y tienen un retraso cuando cambia la altitud. Los errores adicionales debidos al peso aparente tendrían que exceder aquellos para ser preocupantes.

La "aceleración vertical" es bastante pequeña para casi todo lo que no es un caza militar. Pero un avión podría sacar fácilmente 3g en un giro nivelado, y desearía que su altímetro siguiera siendo preciso.

Obviamente, es posible diseñar un instrumento que sea más susceptible a tal inexactitud (como hacer que el recipiente a presión se equilibre contra un peso para indicar la altitud), pero eso no debería ser un problema para un instrumento normal.

Los aneroides en un barómetro de diafragma se pueden orientar de modo que las fuerzas hacia abajo no tengan efecto en la lectura. Además, cuanto más pequeños y livianos sean los discos, menor será la aceleración que afectará la lectura.

Encontré muchos artículos sobre varias correcciones para lecturas de altímetro barométrico basadas en temperatura y diferentes perfiles atmosféricos, pero ninguno sobre correcciones de carga g. Eso me sugiere que no es necesaria ninguna corrección para los instrumentos estándar. Tal vez alguien pueda encontrar datos de rendimiento publicados para un instrumento instalado que lo indique explícitamente. La falta de información que encontré parece razonable, pero no completamente satisfactoria.

No recuerdo mucho sobre la física de fluidos. ¿Por qué no han aumentado las fuerzas de los dispositivos físicos del barómetro sobre el fluido? Quizás no estoy entendiendo lo suficientemente bien cómo dichos dispositivos miden la presión. Supongo que estaba asumiendo que son como un globo lleno de gas, por lo que la presión relativa de la atmósfera fuera de dicho globo resiste la expansión del globo por la presión dentro del globo. El aumento de la presión en un lado del globo se compensaría con una disminución en el otro lado. ¿Los altímetros no se verían necesariamente afectados por tal asimetría?
Para aclarar aún más, entiendo (al menos ahora) que la presión hidrostática es un efecto macro del fluido atmosférico (gas) que está en gran parte en reposo (y la gravedad de la tierra en gran parte en reposo) en relación con el movimiento del altímetro. Entonces, las fuerzas g no pueden afectar la presión hidrostática macro. No dejé en claro en mi pregunta que estoy contemplando si hay fuerzas generadas dentro del barómetro bajo condiciones dinámicas que deben corregirse. Supongo que, idealmente, el barómetro no debería verse afectado por tales fuerzas, pero ¿es realmente así?
Y sí, tengo la intención de preguntar si los sensores están diseñados de tal manera que su "peso aparente" (o, de manera más general, su masa sobre la que actúa cualquier fuerza dirigida) no es un factor apreciable en sus mediciones informadas. Y específicamente, por ejemplo, para altímetros diseñados para aeronaves que (en uso normal) no deben experimentar fuerzas G significativas de aceleración hacia arriba.
Gracias por tus ediciones y compartir tus conocimientos.