Indicador de velocidade vertical de aeronaves (VSI): como funciona?

Você já se perguntou "como funciona um VSI?" Sim, e é por isso que estamos aqui para ajudá-lo a encontrar a resposta para essa pergunta também.

O indicador de velocidade no ar informa ao piloto sua velocidade horizontal, e o altímetro informa aos pilotos sua altitude atual, mas como um piloto sabe a que rapidez essa altitude está mudando? Para isso você precisa consultar o indicador de velocidade vertical (VSI) da sua aeronave.

Vamos começar!

O que é um indicador de velocidade vertical de uma aeronave?

O indicador de velocidade vertical (VSI) é um dos seis pacotes de instrumentos que estão na cabine. Ele exibe a taxa de subida ou descida de uma aeronave em centenas de pés por minuto (nos Estados Unidos).

O VSI coleta suas medições através do sistema pitot-estático . Você também pode ouvir o indicador de velocidade vertical denominado variômetro, indicador de velocidade vertical (VVI) ou indicador de taxa de subida.

O VSI fornece informações sobre a taxa de subida ou descida em pés por minuto ou metros por minuto, enquanto o indicador de velocidade mede a velocidade da aeronave em relação ao ar circundante em nós ou quilômetros por hora.

Trabalhando em conjunto, eles ajudam os pilotos a manter o controle preciso durante o vôo nivelado, garantindo que possam monitorar as mudanças de altitude com precisão usando dados do tubo pitot, que detecta a pressão dinâmica do ar para calcular a velocidade no ar.

Principais componentes de um indicador de velocidade vertical

Quando você o divide, um indicador de velocidade vertical é construído de forma simples e seu funcionamento é fácil de entender. Existem apenas seis componentes principais que trabalham juntos para gerar uma leitura de velocidade vertical.

Porta de pressão estática

A porta de pressão estática é uma abertura embutida colocada na parte externa da aeronave em uma área de fluxo de ar relativamente imperturbado. Ele coleta o ar ambiente de fora da aeronave e o canaliza para a linha estática.

Linha Estática

A linha estática é o tubo oco que conecta a porta de pressão estática à caixa e ao diafragma do indicador de velocidade vertical.

Caso

A caixa é a carcaça que contém os demais componentes do indicador de velocidade vertical. A caixa é conectada à linha estática através de uma conexão com vazamento calibrado.

Vazamento Calibrado

O vazamento calibrado é um tipo especial de conexão entre a caixa e a linha estática que evita que a pressão dentro da caixa mude imediatamente quando o ar flui para dentro da caixa.

Diafragma

O diafragma é um recipiente metálico flexível localizado dentro da caixa e conectado diretamente à linha estática. Hastes e engrenagens também conectam o diafragma à agulha na face do medidor de exibição da cabine do indicador de velocidade vertical.

Face

A face é a parte frontal do indicador de velocidade vertical que é visível na cabine e para a qual o piloto olha para obter uma leitura de velocidade vertical. A agulha na face do VSI é conectada ao diafragma por meio de engrenagens e hastes.

Como funciona um indicador de velocidade vertical?

Um indicador de velocidade vertical funciona usando o sistema pitot-estático. O ar externo é coletado através das portas de pressão estática e flui através da linha estática para a caixa e o diafragma. O ar flui para dentro da caixa através da porta com vazamento calibrado enquanto o diafragma recebe ar diretamente da linha estática.

Quando a aeronave sobe, a pressão estática fora da aeronave diminui. Este ar de pressão mais baixa flui através da linha estática e a pressão no diafragma diminui.

Como o vazamento calibrado retarda a mudança de pressão dentro da caixa, a caixa inicialmente estará a uma pressão mais alta que o diafragma. O diafragma desaba sobre si mesmo como um acordeão devido ao diferencial de pressão. Este movimento gira as hastes e engrenagens, movendo a agulha na face do instrumento VSI.

O inverso acontece quando o avião desce. À medida que a pressão estática externa aumenta e penetra no diafragma e na caixa, o diafragma terá uma pressão mais alta que a caixa. Ele irá expandir e mover a agulha facial na direção oposta.

Diferença entre IVSI e VSI

Um IVSI é um indicador instantâneo de velocidade vertical. Tal como o indicador de velocidade vertical padrão, o IVSI também informa os pilotos sobre a sua taxa de subida ou descida, no entanto, o IVSI é construído para obter uma leitura mais livre de atrasos nos indicadores de velocidade.

Em um VSI, há um atraso de seis a nove segundos desde o momento em que a aeronave muda de altitude até que o diferencial de pressão entre a caixa do VSI e o diagrama faça com que a agulha na face do instrumento do VSI se mova.

Um IVSI diminui esse tempo usando um par de bombas acionadas por acelerômetro junto com o diafragma para uma leitura quase em tempo real, o que ajuda os pilotos a evitar “perseguir a agulha”.

Para saber mais sobre o pitot-estático e outros sistemas básicos de aeronaves, leia Aircraft Systems for Pilots de Dale De Remer.