SEMS y PRESIÓN ATMOSFÉRICA

De acuerdo con las dos nuevas leyes físicas la Aeroelasticidad la podemos definir como el “estudio de la acción del aire sobre los cuerpos (ó estructuras) y del efecto elástico que produce sobre los mismos, estén estos en reposo ó en movimiento”. Dicho efecto elástico dependerá de la fuerza del aire, la cual a su vez es directamente proporcional a la presión atmosférica; presión la cual al igual que su densidad varía con la altura.

Dos medidas fundamentales en la navegación aérea son la velocidad y la altitud. Ambos desplazamientos se obtienen a partir de la medida de la presión atmosférica (Pa) por medio de barómetros o instrumentos aneroides. Estos basan sus medidas en el efecto elástico producido por la presión atmosférica sobre las cápsulas ó válvulas aneroides, también conocidas como wafers ó diafragmas según figuras siguientes.

ALTÍMETRO INDICADOR DE VELOCIDAD

Images: Federal Aviation Administration

ALTÍMETRO

Fig. 1 Fig. 2

Wafer

Connection for Static Atmospheric Pressure

-Pa

-Pa

Atmospheric pressure in flight

+Pa

+PaAtmospheric pressure on runway or sea level

INDICADOR DE VELOCIDAD

Static connection

Pitot tubeWafer

Airflow

Fig. 3

DIBUJOS SIMPLIFICADOS DEL FUNDAMENTO FÍSICO DE LOS MEDIDORES ANEROIDES EN LAS AERONAVES: ALTÍMETROS E INDICADORES DE VELOCIDAD.

En el caso del altímetro, la medida de la altitud de la aeronave la da la propia medida de la presión atmosférica por conversión directa de la deformación elástica del wafer; mientras que en el caso de la medida de la velocidad, esta se obtiene por la relación entre la presión atmosférica y la presión aerodinámica ó presión dinámica del aire a través de la sonda ó tubo pitot (Pitot tube).

De la misma forma que para cada carga y velocidad dada existe una única envolvente elástica de vuelo (EE), también existirá una única envolvente elástica de vuelo para la altitud, en función de dicha carga y velocidad dada.

Por interrelación de medidas ó tomando la medida de la elasticidad de cada uno de los wafers como medida de referencia, podríamos convertir a la propia aeronave en su totalidad en indicador de la velocidad y de la altitud, con una precisión tan exacta como segura, según distribución de sistemas integrados de sensores (SEMS sensors and WAFERS sensors) en Fig. 4). De esta forma obtendríamos una redundancia en la seguridad directamente proporcional al número de sensores ó indicadores utilizados.

En la siguiente Fig. 4 se expone un ejemplo orientativo de la aplicación.

ELASTICITY’S INTEGRATED SENSORS SYSTEMS

WHOLE AIRPLANE ELASTICITY SENSORS NETWORK

Fig. 4

= Elasticity’s Integrated Sensors Systems (SEMS sensors and WAFER sensors)

Miguel Cabral Martín