giovedì 14 maggio 2020

Differenza Velocità Vera e Indicata

La velocità vera all'aria (True Air Speed) è la velocità con cui il tuo aereo si sta effettivamente muovendo nell'aria. Ma dal momento che non puoi effettivamente vedere le molecole d'aria, è più facile pensarlo come la velocità con il quale il tuo aereo si sta muovendo rispetto le nuvole alla tua altitudine.
true-airspeed-clouds

Perché la velocità effettiva è diversa dalla velocità indicata?
Spesso, la tua TAS e la velocità indicata (IAS) sono diverse. Questo perché l'indicatore di velocità non misura la velocità, ma misura una pressione.

dynamic-pressure

L'indicatore della velocità dell'aria (Anemometro) si può considerare accurato a livello del mare in condizioni standard. Ma non appena inizia a cambiare la densità dell'aria, con una temperatura o una pressione non standard, o quando si inizia a salire, l'anemometro non indica più la velocità in modo preciso.

Questo perché l'anemometro indicherà una velocità inferiore rispetto alla velocità reale (TAS) proprio al diminuire della densità, in base all'altitudine e alle variazioni della temperatura dell'aria. Per questo motivo, non è possibile misurare direttamente la velocità reale, ma è possibile calcolarla con un regolo.

La TAS è la velocità che il tuo aereo sta effettivamente attraversando, viene utilizzata come base per i calcoli delle prestazioni della crociera.

performance-calculations


Come si ottiene dalla velocità indicata per la vera velocità?
Innanzitutto, bisogna ottenere la velocità calibrata (CAS), la quale tiene conto dell'errore di posizionamento del pitot a diversi assetti e configurazioni. Questa la si ottiene da semplici grafici sul manuale di volo dell'aereo.
In secondo luogo, è necessario calcolare la densità dell'aria rispetto alla velocità calibrata. Quando si tiene conto della densità dell'aria, si ottiene una velocità vera all'aria (TAS).

È possibile utilizzare un regolo (E6B, CR, ecc.) per eseguire il calcolo, ma è anche possibile utilizzare i grafici delle prestazioni nel Manuale di Volo. Questo funziona ben al di sotto di 100 nodi, ma al di sopra la compressibilità dell'aria diventa un fattore.

e6b

Diciamo che a  basse velocità, le molecole dell'aria  sostanzialmente si allontanano quando il tuo aereo le attraversa. Ma sopra i 100 nodi, l'aria davanti al tuo aereo già  inizia un pochino a comprimersi e questo può rendere inaccurata la tua velocità calibrata (CAS).

Quando si calcola la compressibilità nella velocità calibrata, si ottiene una velocità equivalente (EAS). Ma c'è un problema con questo. Una velocità equivalente non è facile da calcolare nella cabina di pilotaggio, come puoi vedere nello schema seguente.

equivalent-airspeed-correction-chart

Quando si è più veloce di circa 100 nodi, bisognerebbe calcolare il numero di Mach, che determina la compressibilità. Quindi, tramite sempre il regolo lo si  converte in una  velocità vera (TAS).

Per dimostrare la differenza, volando una salita costante a 125 KIAS dall'aeroporto a 6700 ft   al livello di volo 240, la differenza di velocità indicata e vera risulta la seguente:
  • 6.700'     @ 125 KIAS: 142 KTAS
  • 9.000 '    @ 125 KIAS: 147 KTAS
  • 10.300 '  @ 125 KIAS: 150 KTAS
  • 15.000 '  @ 125 KIAS: 160 KTAS
  • 18.500 '  @ 125 KIAS: 170 KTAS
  • 24.000 '  @ 125 KIAS: 187 KTAS
Si può vedere che abbiamo  un aumento di 45 nodi di velocità reale a una salita costante di 125 nodi indicata.

Durante le salite con il Pilatus da ground a FL140, mantenendo una velocità costante di salita di 80 KIAS, dopo i 3000 ft si cominciava ad apprezzare già una prima differenza di 3 nodi, a 7000 ft già di 11 nodi, a 12000 ft di 21 nodi (IAS 78 kts e TAS 99 kts), e così a salire. A bordo portavamo una tabella plastificata, che finivamo quasi ad imparare a memoria, che ci permetteva di apprezzare il vento facendo la differenza tra TAS e GS, motivo per cui la TAS era importante.

In pratica  velocità vera (TAS) aumenta quando l'aria diventa rarefatta. Dalle scuole di volo utilizzo sempre la seguente regola pratica, derivante dal fatto che in media, la TAS aumenta di circa il 2% per 1.000 'di aumento di altitudine, ma il cambiamento effettivo dipende anche  dalla temperatura e dalla pressione:

TAS = IAS + ( Flight Level  /  2 )

Per velocità tra i 200 e 300 kts (si aggiungono 5 nodi ogni 1000 piedi):

TAS = IAS + ( 5kts / 1000' )

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