¿Por qué los aviones son más lentos en altitudes más altas?

En muchos simuladores de vuelo, he notado que los aviones tienden a volverse más lentos a medida que aumenta la altitud. Por ejemplo, puedo alcanzar los 1100 nudos justo por encima del nivel del mar en el simulador de vuelo de Google Earth (F16), pero solo unos 400 nudos a 11 km con el mismo avión.

Casi, pero no del todo, un duplicado de Aviation.stackexchange.com/questions/5121/… .

Respuestas (3)

Esto se debe a que lo que está viendo es el indicador IAS (Velocidad del aire indicada). Esto representa la cantidad de aire relativa que fluye por encima y por debajo de las alas del avión. Esto es lo que crea sustentación y permite que el avión vuele. Por eso este instrumento es tan importante y pertenece a los principales instrumentos de vuelo.

Esto no debe confundirse con GS (Ground Speed), que puede ser detectado por el IRS (Sistema de referencia intertial) o por el GPS. Ground Speed ​​no es relevante para pilotar un avión, pero sigue siendo útil, por ejemplo, para determinar la ETA (hora estimada de llegada) y para estimar el combustible durante el vuelo.

El indicador IAS indica una velocidad más baja porque cuanto más se sube, menos aire hay. Entonces, incluso el aire fluye más rápido, la sensación de presión global es menor.

Entonces, en realidad los aviones no son más lentos en altitudes más altas . Son más rápidos (al menos la mayoría de los aviones cuya envolvente de vuelo los obliga a volar más rápido cuando están más altos, de lo contrario se detendrían, porque tendrían que aumentar demasiado su ángulo de ataque para contrarrestar la falta de aire que fluye por encima y por debajo de las alas). ). Pero cuando alcanzan su velocidad Mach objetivo, su velocidad disminuirá lentamente a medida que la temperatura del aire exterior disminuya hasta el final del ascenso.

Perdón por la imagen en francés... Pero como puede ver, la envolvente de vuelo de un avión lo obliga a volar más rápido mientras asciende.

Sobre de vuelo de avión

 


 

Diferentes velocidades

Hay diferentes velocidades en un avión, y puede ser bastante confuso.

  1. IAS (Velocidad aérea indicada) es lo que los instrumentos detectan directamente. Se calcula restando la presión estática (los puertos estáticos se colocan en el fuselaje, verticalmente al flujo de aire relativo) de la presión total (los tubos de Pitot se colocan paralelos al flujo de aire relativo. Esto da una presión dinámica medida que luego se muestra en nudos, km /h o mp/h. Esta velocidad se muestra en la mayoría de los aviones de aviación general como la principal indicación de velocidad (pero en realidad no es una velocidad sino más bien una "sensación de presión del aire").

  2. CAS (Calibrated Airspeed) es lo mismo que IAS, pero sin errores de instrumentos. Da una velocidad relacionada con la presión dinámica real que siente la aeronave. Esta velocidad se muestra en la mayoría de los aviones comerciales como la principal indicación de velocidad (para piloto y piloto automático).

  3. TAS (True Airspeed) es lo mismo que CAS cuando está a 15 °C, 0 % de humedad, 1013,25 hPa (29,92 inHg) (ISA, Atmósfera estándar internacional). Esta vez es literalmente la velocidad del aire (speed of the air): es la velocidad real a la que el aire relativo fluye alrededor de la aeronave . Tiene en cuenta el hecho de que la densidad del aire no es siempre la misma. Esta velocidad se utiliza cuando se mide o se refiere al rendimiento de una aeronave durante el crucero, por ejemplo. También se utiliza durante la planificación del vuelo antes de tener en cuenta el viento.

  4. GS (Velocidad sobre el terreno)es la velocidad de la aeronave relativa a la superficie de la Tierra (el equivalente a la velocidad mostrada en un automóvil). En un avión, no podemos usar la velocidad de las ruedas para medirla porque estamos en el aire, por lo que necesitamos GPS o IRS para hacer esto. Si no hay viento afuera, TAS y GS son lo mismo. Si hay viento de cola de 30 nudos, GS es 30 nudos más alto que TAS. Esta velocidad se utiliza para saber cuándo llegarás a tu aeropuerto de destino, y saber si tendrás suficiente combustible (porque se tiene en cuenta el viento). Esta velocidad también se utiliza cuando la aeronave está en tierra (en rodaje, o más generalmente a velocidades bajas cuando las ruedas están en tierra). Las aerolíneas o los aeropuertos fijan limitaciones de velocidad al rodar. La única forma de saber si respeta los límites es mirar la velocidad de avance. Además, el indicador de velocidad aerodinámica normalmente no

Entonces, ¿por qué la indicación principal de velocidad aerodinámica (IAS o CAS) es la velocidad incorrecta (no la velocidad real) del aire que fluye alrededor de la aeronave? Esto se debe a que esta velocidad aerodinámica incorrecta representa en realidad la sensación de presión real alrededor de las alas que es responsable de la sustentación.. Es este parámetro el que necesitamos como piloto y se usa en los manuales de las aeronaves para describir las velocidades V. Es perfecto que IAS y CAS no se corrijan con altitud y temperatura, porque si sabemos que nuestro avión entra en pérdida a 120kts por ejemplo, no nos tendrá que importar la altitud ni la temperatura. Nuestro avión entrará en pérdida a esa misma velocidad independientemente de la altitud y la temperatura. Si usáramos TAS, la velocidad de pérdida cambiaría constantemente y sería más difícil mantener la aeronave en buenas condiciones de vuelo y seguras.

Velocidades en la aviación: conversión de la velocidad aerodinámica indicada a la velocidad respecto al suelo

 

Aquí es donde puede encontrar estas velocidades en la cabina del Boeing 737 NG:

Indicaciones de velocidad en el 737NG

Acabo de editar la respuesta para agregar una parte sobre las diferentes velocidades utilizadas en la aviación.
En su figura, el eje horizontal es el número de Mach, con el pico en 0.85 . A medida que la temperatura del aire cae con la altitud, la verdadera velocidad del aire correspondiente a Mach 0.85 cae también.
@Fox En el gráfico de pasar de TAS a GS, considere reemplazar "Eliminar viento" con "Agregar viento" o "Tener viento en cuenta".
@Fox Hice el ajuste que Terry sugirió en el gráfico inferior (principalmente porque personalmente nunca me ha gustado "eliminar viento"). Su gráfico original permanece aquí si no le gusta el cambio :)
@voretaq7: ¡gracias, es más claro así! Además, acabo de agregar una imagen que muestra dónde encontrar estas velocidades en un B737 NG. Estoy considerando agregar velocidades Mach y EAS en la lista, pero no sé si es una buena idea.
@RossMillikan Acabo de editar la respuesta para corregir el error que mencionaste. ¡Gracias!
Nunca escuché "Hora estimada de llegada (EAT)", creo que "Hora estimada de llegada (ETA)" es más común. ¿Quizás solo soy yo? ¿Qué hay de "Tiempo de Alimento Estimado"? ;)
@falstro ¡Gracias, corregí el error!
Ni siquiera estoy seguro de que haya sido un error. Hay muchas abreviaturas por ahí. Incluso creo que hay un tiempo de aproximación esperado/estimado (el momento en que espera comenzar la aproximación), que no estaría muy lejos :)
No tengo experiencia con la aviación, pero estoy pensando en la forma en que la tierra es redonda frente a la forma en que un auto de carreras tiene menos distancia para recorrer el borde interior de una curva. ¿No afectaría esto también a la velocidad con respecto al suelo, ya que el avión tiene que volar más arriba por encima de las nubes (el borde exterior del viraje) para dar la vuelta al mundo que si estuviera cerca del suelo (el borde interior del viraje)? doblar)?
@ jt0dd Me interesaría mucho este tema.

Lo que realmente ves en la cabina es Indicated AirSpeed ​​(IAS). El indicador de velocidad del aire en realidad mide la presión dinámica (que depende de la velocidad y la densidad del aire). El instrumento asume que la densidad es de 1,225 kg/metro cúbico, independientemente de la altitud. En la vida real esto no sucede. A medida que sube, la densidad disminuye y también lo hace la presión dinámica. El instrumento siente que la presión dinámica disminuye y, dado que "sabe" que la densidad es constante, le mostrará que la velocidad del aire está disminuyendo.

Durante el ascenso hay un punto donde se continúa el ascenso manteniendo un número de Mach fijo. Este punto durante el ascenso se llama la altitud de cruce.

M=TAS/a

  • M: número de Mach
  • TAS: velocidad aerodinámica real
  • a: velocidad del sonido

Dado que la velocidad del sonido disminuye con la disminución de OAT, el TAS también debe disminuir para mantener constante el número de Mach. Sin embargo, aunque el TAS está disminuyendo, el avión no lo está.

ingrese la descripción de la imagen aquí
( pprune.org )

¿Cuál es la fuente del gráfico (muy útil), por favor?
Me alegro de que el gráfico haya resultado útil. Encontré la imagen a través del siguiente enlace: quora.com/What-is-a-crossover-altitude