¿De dónde viene la diferencia entre la velocidad respecto al suelo calculada y la real?

Soy piloto de parapente. En la escuela aprendemos que la velocidad mínima de un parapente es de unos 38 km/h, la velocidad aerodinámica acelerada es de unos 45 km/h y la velocidad mínima es de 22 km/h, estando dentro del rango de peso del ala.

Si vuelo con un viento en contra de 25 km/h, mi velocidad respecto al suelo debería ser: 38-25 = 13 km/h.

Bueno, por mi experiencia de vuelo (1200 vuelos en total) con ese tipo de viento en contra nunca avancé a +13km/h de velocidad respecto al suelo pero mucho menos, cerca de la velocidad mínima relativa (22km/h).

¿Por qué hay una diferencia entre la velocidad respecto al suelo calculada de 13 km/h y la velocidad respecto al suelo real?

Secundo la pregunta de @ymb1; No veo cómo podría saber cuál era su componente real de viento en contra en un lugar determinado sin tener al menos un indicador de velocidad aerodinámica que le permitiera comparar la velocidad aerodinámica real calculada con la velocidad terrestre del GPS. Cuando he volado con un fuerte viento en contra que resultó en una velocidad respecto al suelo cercana a cero, siempre encontré que el viento en contra se aproximaba a mi verdadera velocidad aerodinámica.
@ymb1: En la zona de aterrizaje (playa) el Vw estaba a unos 20 km/h calculado con una estación meteorológica.
@Parapente: El viento es generalmente más fuerte en altitud que a nivel del suelo.

Respuestas (3)

Tengo un poco de experiencia en parapente. Si bien solo una pequeña fracción de la suya, creo que puedo responder a su pregunta, que se reduce a: precisión de los datos.

La velocidad de ajuste de un avión de ala fija dependería de su peso. Sin medir con precisión el peso del piloto (para su información, la medida en aviones pequeños es precisa en libras / kilogramos) y compararlo con una tabla, la velocidad que le dijeron en la escuela es solo una aproximación.

Yo (como otros en los comentarios también) cuestiono la precisión de sus datos de velocidad.

  • Para medir con precisión la velocidad aerodinámica de avance, necesitaría un tubo de Pitot que apunte en la dirección correcta .
  • O puede usar un dispositivo de medición del viento que mide la velocidad y la dirección.
  • Para medir su velocidad de avance con precisión necesitaría un GPS.
  • Para combinar los dos (velocidad del viento + velocidad respecto al suelo), necesitaría algún tipo de computadora para realizar el cálculo, ya sea en tiempo real o con datos registrados.
  • La estación terrestre solo mide la velocidad del viento a nivel del suelo. Cuando estás en el aire (aunque relativamente bajo en comparación con un avión), el viento puede ser diferente.
Sin duda, la precisión de los datos es uno de los problemas y el componente de velocidad a nivel del suelo. Pero en mi experiencia, volar hacia delante a 25 km/h o más contra el viento hace que sea realmente más difícil tener algo de Vg. Así, o los datos de parapente de los fabricantes no son reales o la fórmula Vg=Va-Vw tiene algunas limitaciones debido a muchos otros componentes. Entre otros, nuevamente en la escuela enseñan que 25 km/h de viento en contra es el límite para que podamos volar hacia adelante.
@Parapente, la única situación en la que la fórmula es incorrecta es cuando la velocidad en cuestión es comparable a la velocidad de la luz. Los fabricantes de aeronaves usan pruebas de laboratorio detalladas (o simulaciones por computadora hoy en día) para generar un gráfico detallado en el que simplemente puede ingresar el peso en un eje y obtendrá la velocidad exacta en el otro. Por lo tanto, los datos que está obteniendo son inexactos, es la explicación más probable.
Es inexacto porque el viento medido a nivel del suelo suele ser muy diferente a medida que te alejas de la superficie.

Depende de la diferencia entre la velocidad del viento pronosticada para los vientos en altura frente a la velocidad real a esa altitud en un momento dado.

También depende de hacer correctamente los cálculos de los vientos en altura y de tener en cuenta tanto la velocidad del viento como el ángulo en relación con la dirección del vuelo. Tome los vientos en un ángulo de 60°, nuestro componente de viento en contra solo será la mitad de la velocidad total del viento, etc.

Luego están los errores de instalación y calibración. No sé qué tiene un parapente para detectar la velocidad del aire, pero un sistema estático de Pitot primitivo de algún tipo sería una suposición razonable. No sé qué tipo de error puede estar asociado con eso también.

Conozco el valor de mi velocidad trimada del fabricante del parapente 37-39 km/h. Luego vuelo contra el viento, sin frenos, sin cambio de posición, 50 m por encima del área de aterrizaje en la que el Vw está a 18-20 km/h. Luego, alguien calcula mi trayectoria de sombra desde el punto A hasta el punto B, 100 m en línea recta. Según la teoría, debería tener un Vg de 38-20 = 18 km/h. Según lo que medimos, tenía un Vg de 8-10 km/h. La diferencia es bastante importante para un parapente. Hicimos algunas otras pruebas en condiciones de viento y el resultado es que Vg es menor que Vg=Va-Vw. Incluso en condiciones de calma, la Vg nunca es igual a la Va.
La velocidad y la dirección del viento pueden ser significativamente diferentes en tierra frente a 50 metros en el aire. Cuando el aire está cerca del suelo, está sujeto a la fricción del suelo. El viento suele ser más fuerte a medida que asciende, lo que se correlacionaría con sus medidas.
Tienes razón, pero incluso volando con viento cero muy temprano en la mañana, la Vg no es igual a la Va calculada con el mismo método. Creo que una de las razones hay que buscarla en que no tenemos un motor para ajustar el empuje (solo nuestro cuerpo) y en la vida real la fuerza/tipología del viento nunca es ideal, laminar y uniforme.
Sin viento en tierra no significa que no haya viento en altitud. Recuerdo hablar en un día tranquilo y cuando hice la transición a un vuelo lento a 2000', en realidad estaba volando hacia atrás en relación con el suelo, lo que significaba que tenía un viento en contra de 45 nudos.

La velocidad respecto al suelo real no es en sí misma un número útil (o determinista) durante el vuelo. Es útil como concepto.

Obtiene su velocidad de avance medida de sus instrumentos / sensores. Le darán una lectura lo más precisa posible. Sin embargo, esto no es suficiente para la mayoría de los vuelos. Incluso en 2017, nuestros datos siguen siendo defectuosos.

En ingeniería, la diferencia entre algo real y medido se llama error . En este caso, Groundspeed tiene un error al usar instrumentos. Los errores generalmente vienen en rangos. Por ejemplo, en parapente, puede ver una velocidad de avance medida de 12 mph, con un error de +/-1, lo que significa que la velocidad de avance real puede estar entre 11 y 13 mph. El error también puede tener dos parámetros como su rango. Por ejemplo, es posible que vaya a 12 mph y tenga un error de +2/-0, lo que significa que la velocidad real está entre 12 y 14 mph. por lo general, uno de los parámetros en un error de dos parámetros será cero. Si ambos son valores distintos de cero y no iguales, entrará en distribuciones de probabilidad y otras matemáticas por el estilo.

¿De dónde viene la diferencia entre la velocidad respecto al suelo calculada y la real?
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