Entenda IAS, CAS, TAS, GS e as principais V-speeds

Quando olhamos para o velocímetro de um avião e vemos, por exemplo, 90 nós, parece natural concluir que aquela é simplesmente a velocidade da aeronave.

Na aviação, porém, a pergunta “qual é a velocidade do avião?” não tem uma única resposta.

Podemos estar falando da velocidade indicada no instrumento, da velocidade efetiva da aeronave em relação à massa de ar, da velocidade em relação ao solo ou ainda de uma velocidade específica utilizada para decolar, subir, aproximar ou respeitar uma limitação estrutural.

É daí que surgem siglas como IAS, CAS, TAS e GS, além das famosas V-speeds: VR, VX, VY, VA, VNE, VFE e muitas outras.

Entender essas velocidades é fundamental não apenas para quem está estudando para a banca da ANAC, mas principalmente para compreender o desempenho da aeronave e tomar decisões corretas durante o voo.

Antes de tudo: nós e pés por minuto

Na aviação, a velocidade horizontal é normalmente expressa em nós, representados por kt.

Um nó corresponde a uma milha náutica por hora:

1 kt = 1 NM/h = 1,852 km/h

Portanto, uma aeronave voando a 100 kt percorre, em relação à referência considerada, aproximadamente 185 km em uma hora.

Já a velocidade vertical — razão de subida ou descida — é normalmente expressa em pés por minuto, ou ft/min.

Uma subida de 500 ft/min, por exemplo, significa que a aeronave ganha aproximadamente 500 pés de altitude a cada minuto.

Mas antes de falarmos das velocidades específicas utilizadas durante o voo, precisamos entender uma diferença fundamental: velocidade em relação a quê?

IAS — Indicated Airspeed

A IAS (Indicated Airspeed), ou velocidade indicada, é aquela que o piloto vê diretamente no velocímetro (airspeed indicator).

Em uma aeronave convencional, essa indicação é obtida a partir da diferença entre a pressão total, captada pelo tubo de Pitot, e a pressão estática, captada pelas tomadas estáticas.

Essa diferença corresponde à pressão dinâmica produzida pelo movimento da aeronave através do ar.

Em termos práticos, a IAS é a velocidade com a qual o piloto mais trabalha durante o voo.

É nela que normalmente são baseadas diversas velocidades operacionais e limitações apresentadas no manual de voo da aeronave.

Quando o piloto diz:

“Vou fazer a aproximação a 65 kt.”

Normalmente está falando de 65 KIAS — Knots Indicated Airspeed.

A IAS é especialmente importante para decolagem, subida, aproximação, pouso, prevenção de estol e observação das limitações estruturais da aeronave.

CAS — Calibrated Airspeed

O sistema Pitot-estático não é perfeito.

A posição das tomadas de pressão, o fluxo de ar ao redor da fuselagem e pequenas imprecisões dos instrumentos podem fazer com que a velocidade apresentada ao piloto não corresponda exatamente ao valor aerodinâmico que se deseja medir.

Por isso existe a CAS (Calibrated Airspeed), ou velocidade calibrada.

De maneira simplificada:

CAS = IAS corrigida dos erros de instrumento e de posição.

Essas correções são determinadas pelo fabricante e podem aparecer nas tabelas do manual de voo da aeronave.

Em algumas condições, especialmente em aeronaves leves e em determinadas faixas de velocidade, a diferença entre IAS e CAS pode ser pequena. Ainda assim, são conceitos diferentes.

TAS — True Airspeed

Agora chegamos a uma distinção muito importante.

A TAS (True Airspeed), ou velocidade verdadeira, representa a velocidade real da aeronave em relação à massa de ar na qual ela está voando.

Por que ela pode ser diferente da IAS?

Porque a densidade do ar varia principalmente com altitude, pressão e temperatura.

À medida que uma aeronave sobe, a densidade do ar geralmente diminui. Para produzir determinada pressão dinâmica, ela precisa se deslocar mais rapidamente através daquela massa de ar menos densa.

Consequentemente, em altitude:

para uma mesma IAS, a TAS tende a ser maior.

Imagine, de forma meramente ilustrativa, que uma aeronave mantenha 100 KIAS em altitude e sua TAS seja 115 kt.

O velocímetro continua indicando aproximadamente 100 kt, mas a aeronave está efetivamente atravessando a massa de ar a cerca de 115 kt.

Essa diferença é particularmente importante no planejamento de voo e na navegação.

GS — Ground Speed

Se a TAS representa a velocidade da aeronave em relação ao ar, a GS (Ground Speed), ou velocidade em relação ao solo, representa a velocidade com que a aeronave efetivamente se desloca sobre a superfície terrestre.

É aqui que entra o vento.

De forma simplificada, considerando vento exatamente de proa ou de cauda:

GS = TAS ± componente do vento

Imagine uma aeronave com:

TAS = 110 kt

Com vento de proa de 20 kt, sua GS será aproximadamente:

110 − 20 = 90 kt

Com vento de cauda de 20 kt:

110 + 20 = 130 kt

A aeronave continua atravessando a massa de ar a 110 kt nos dois casos. O que mudou foi o movimento dessa própria massa de ar em relação ao solo.

Por isso a GS é essencial para calcular tempo de voo, estimado de chegada e consumo de combustível.

Quando o vento possui componente lateral, a situação envolve também correção de deriva e cálculo vetorial, não uma simples soma ou subtração.

Uma maneira simples de visualizar IAS, TAS e GS

Imagine um barco navegando em um rio.

A velocidade do barco em relação à água pode ser comparada, conceitualmente, à TAS.

Mas a própria água está se movimentando em relação à margem. Portanto, a velocidade com que o barco avança em relação à margem será diferente.

Na aeronave acontece algo semelhante:

TAS → aeronave em relação à massa de ar

GS → aeronave em relação ao solo

Já a IAS é uma indicação baseada na pressão dinâmica sentida pela aeronave e apresentada ao piloto pelo sistema Pitot-estático.

Essa distinção ajuda a entender por que um avião pode manter praticamente a mesma IAS durante dois voos e, ainda assim, chegar ao destino em tempos bastante diferentes.

Mach — velocidade em relação ao som

Em aeronaves de maior desempenho também encontramos o número de Mach (M).

Mach não é propriamente uma unidade de velocidade como km/h ou kt. Ele representa uma razão entre a velocidade da aeronave e a velocidade local do som.

Assim:

Mach 1 = velocidade local do som

Mach 0,80 = 80% da velocidade local do som

A velocidade do som varia principalmente com a temperatura do ar, portanto Mach 1 não corresponde sempre ao mesmo valor em nós.

Para o aluno de Piloto Privado voando aeronaves leves, o número de Mach tem pouca aplicação operacional no dia a dia, mas torna-se extremamente importante em aeronaves de alta performance e no voo em grandes altitudes.

Velocidade vertical — VS

Além do deslocamento horizontal, precisamos saber com que rapidez a aeronave está ganhando ou perdendo altitude.

A velocidade vertical ou razão vertical é normalmente apresentada em ft/min.

Por exemplo:

+500 ft/min → subida

−500 ft/min → descida

Ela pode ser observada no VSI (Vertical Speed Indicator), conhecido em português como indicador de velocidade vertical ou variômetro.

É importante não confundir essa sigla VS com a V-speed VS, relacionada à velocidade de estol. O contexto deixa claro de qual delas estamos falando.

E o que são as V-speeds?

Depois de entender as diferentes maneiras de medir velocidade, chegamos às famosas V-speeds.

São velocidades utilizadas como referência para diferentes condições e fases de operação da aeronave.

O “V” vem do francês vitesse, que significa velocidade.

Uma coisa é fundamental:

as V-speeds não são universais.

Os valores dependem da aeronave e, em muitos casos, também de fatores como peso, configuração, altitude e condições operacionais.

Portanto, saber que VX significa velocidade de melhor ângulo de subida é importante, mas isso não significa que VX tenha o mesmo valor em um Cessna 152, um Montaer MC-01 ou qualquer outra aeronave.

O valor correto deve ser consultado no manual de voo, AFM/POH e demais documentos aplicáveis à aeronave.

O material utilizado como referência para este artigo divide as principais V-speeds em velocidades de decolagem, subida, limitações estruturais, flap e trem de pouso, estol e outras referências operacionais.

Velocidades de decolagem

V1 — velocidade de decisão

A V1 é uma velocidade utilizada principalmente em aeronaves multimotoras de transporte e operações em que são calculadas velocidades específicas de decolagem.

De forma simplificada, está relacionada à decisão entre interromper ou prosseguir a decolagem diante de determinadas falhas.

É comum ouvir que “antes da V1 você para e depois da V1 você decola”, mas essa frase é apenas uma simplificação operacional. A definição e utilização exatas de V1 envolvem critérios de desempenho e certificação.

Para o piloto de aeronaves leves, o conceito é importante, embora V1 normalmente não faça parte da operação cotidiana de um monomotor básico de instrução.

VR — velocidade de rotação

VR (Rotation Speed) é a velocidade na qual o piloto inicia a rotação da aeronave para estabelecer a atitude necessária para a decolagem.

É importante perceber que VR não significa necessariamente o instante exato em que as rodas deixam o solo.

É a velocidade para iniciar a rotação.

V2 — velocidade de segurança de decolagem

A V2 (Takeoff Safety Speed) está associada principalmente a aeronaves multimotoras e representa uma referência importante de segurança e desempenho após a decolagem, inclusive considerando a condição de falha de motor prevista pela certificação.

Assim como V1, é um conceito muito mais presente na operação de aeronaves multimotoras e de transporte do que nos monomotores leves utilizados na instrução inicial.

Velocidades de subida

Duas das V-speeds mais importantes para qualquer aluno de PPA são VX e VY.

VX — melhor ângulo de subida

VX é a velocidade de melhor ângulo de subida.

Ela permite obter o maior ganho de altitude para uma determinada distância horizontal percorrida.

Imagine que exista um obstáculo após a pista.

Nesse caso, interessa ganhar bastante altitude antes de chegar até ele.

É aí que VX se torna particularmente relevante.

VX → maior altitude na menor distância horizontal.

VY — melhor razão de subida

VY é a velocidade de melhor razão de subida.

Ela permite obter o maior ganho de altitude em determinado intervalo de tempo.

Portanto:

VX → melhor ganho de altitude por distância

VY → melhor ganho de altitude por tempo

Essa diferença aparentemente pequena é uma das distinções mais importantes para quem começa a estudar performance de aeronaves.

Limitações estruturais e de manobra

VA — velocidade de manobra

A VA (Design Maneuvering Speed) é frequentemente chamada simplesmente de velocidade de manobra.

Ela está relacionada aos limites estruturais da aeronave diante de comandos e cargas aerodinâmicas.

Existe, porém, um detalhe fundamental:

VA varia com o peso da aeronave.

Quanto menor o peso, menor tende a ser a velocidade de manobra correspondente.

Além disso, VA não deve ser interpretada como uma “velocidade mágica” abaixo da qual qualquer movimento de comando ou turbulência será automaticamente seguro. O conceito possui condições específicas de certificação e deve ser entendido de acordo com o manual da aeronave.

VNO — velocidade máxima estrutural de cruzeiro

A VNO (Maximum Structural Cruising Speed) representa o limite superior da faixa normal de operação.

Em velocímetros analógicos tradicionais, ela corresponde ao final do arco verde e início do arco amarelo.

Acima da VNO, a operação deve ocorrer apenas com cautela e em ar calmo, conforme as limitações aplicáveis à aeronave.

VNE — velocidade nunca exceder

A VNE (Never Exceed Speed) é uma das limitações mais importantes da aeronave.

Como o próprio nome diz:

VNE = velocidade que nunca deve ser excedida.

Nos velocímetros convencionais, é indicada pela linha radial vermelha.

Ultrapassar essa velocidade pode expor a aeronave a cargas e fenômenos aerodinâmicos além daqueles para os quais foi certificada, com risco de dano ou falha estrutural.

Velocidades relacionadas aos flaps

VFE — velocidade máxima com flaps estendidos

A VFE (Maximum Flap Extended Speed) representa a velocidade máxima permitida com determinada configuração de flap.

Acima dela, as cargas aerodinâmicas podem exceder os limites do sistema.

Um detalhe importante é que algumas aeronaves possuem diferentes VFE para diferentes posições de flap.

Portanto, mais uma vez, não basta decorar a sigla: é necessário conhecer o manual da aeronave que está sendo voada.

Nos velocímetros analógicos, o arco branco normalmente representa a faixa de operação dos flaps.

Velocidades relacionadas ao trem de pouso

Essas velocidades se aplicam naturalmente às aeronaves com trem retrátil.

VLE — Maximum Landing Gear Extended Speed

É a velocidade máxima permitida para voar com o trem de pouso estendido.

VLO — Landing Gear Operating Speed

É a velocidade máxima permitida para operar o mecanismo do trem, ou seja, estendê-lo ou recolhê-lo.

VLE e VLO podem ter valores diferentes.

Uma aeronave pode, por exemplo, permitir determinada velocidade com o trem já baixado, mas exigir uma velocidade menor durante o processo de extensão ou recolhimento.

Velocidades de estol

Aqui temos uma das partes mais importantes — e frequentemente mal interpretadas — das V-speeds.

VS — velocidade de estol

VS representa uma velocidade de estol definida para determinadas condições.

Mas é importante abandonar uma ideia muito comum entre alunos iniciantes:

o avião não estola simplesmente porque ficou “abaixo da velocidade de estol”.

O estol ocorre quando a asa ultrapassa seu ângulo de ataque crítico.

A velocidade de estol publicada é, portanto, a velocidade associada ao atingimento desse ângulo crítico nas condições especificadas.

Peso, fator de carga, configuração e outros fatores alteram a velocidade na qual o ângulo crítico será atingido.

Por isso, uma aeronave pode estolar a velocidades muito superiores àquela VS publicada, por exemplo durante uma curva com fator de carga elevado.

VS0 — estol em configuração de pouso

A VS0 corresponde à velocidade de estol — ou velocidade mínima de voo estabilizado, conforme a definição de certificação aplicável — na configuração de pouso.

Normalmente envolve flap na configuração prevista para pouso e, quando aplicável, trem baixado.

Nos velocímetros analógicos, a VS0 está associada ao limite inferior do arco branco.

VS1 — estol em configuração especificada

A VS1 corresponde à velocidade de estol ou mínima velocidade de voo estabilizado em uma configuração especificada.

É frequentemente associada, no estudo básico, à configuração “limpa”, mas é mais correto verificar qual configuração é definida pelo fabricante para aquela aeronave.

Outras V-speeds importantes

VMCA — velocidade mínima de controle no ar

A VMCA (Minimum Control Speed Air) é especialmente importante em aeronaves multimotoras.

Está relacionada à velocidade mínima na qual é possível manter o controle direcional da aeronave no ar diante da inoperância do motor crítico, nas condições definidas para sua determinação.

Em muitos aviões multimotores, ela é indicada no velocímetro por uma linha radial vermelha.

VMU — velocidade mínima para deixar o solo

A VMU (Minimum Unstick Speed) representa a menor velocidade na qual a aeronave consegue deixar o solo durante a decolagem nas condições consideradas.

É um parâmetro mais ligado à certificação e ao desempenho de decolagem do que uma velocidade que o piloto de um avião leve normalmente acompanha diretamente durante cada decolagem.

VREF — velocidade de referência para pouso

A VREF (Reference Landing Speed) é uma velocidade de referência utilizada na fase de aproximação/pouso, particularmente em operações de aeronaves de maior porte.

Seu cálculo e aplicação dependem da aeronave e das condições operacionais.

Afinal, qual velocidade o piloto deve observar?

A resposta depende do que ele está tentando saber.

Se quer controlar a aeronave durante decolagem, subida, aproximação ou pouso, normalmente estará muito interessado na IAS e nas V-speeds correspondentes.

Se está planejando a navegação, precisa conhecer a TAS.

Se quer saber quanto tempo levará para chegar ao destino, precisa considerar a GS.

Se está voando uma aeronave de alta performance, o Mach pode se tornar uma referência essencial.

E se precisa determinar se pode estender os flaps, operar o trem, realizar determinada manobra ou continuar acelerando, deverá consultar as V-speeds e limitações específicas daquela aeronave.

Podemos resumir a lógica desta forma:

Mais importante que decorar: entender

Quando começamos a estudar aviação, a quantidade de siglas pode dar a impressão de que aprender velocidades significa decorar uma grande tabela.

Mas existe uma lógica por trás delas.

IAS, CAS, TAS e GS dizem de que maneira estamos medindo ou referenciando a velocidade.

As V-speeds dizem quais velocidades possuem significado operacional ou representam limitações para aquela aeronave.

Quando essa diferença fica clara, as siglas deixam de parecer uma coleção de códigos e começam a formar um sistema bastante coerente.

E existe uma regra que vale mais do que qualquer tabela encontrada na internet:

as velocidades utilizadas no voo devem ser aquelas estabelecidas para a aeronave específica, conforme seu manual de voo e os procedimentos operacionais aplicáveis.

Conte com a Headwind

Acreditamos que aprender aviação vai muito além da sala de aula. Por isso, desenvolvemos materiais pensados para facilitar a rotina de estudo e acompanhar o aluno durante toda a formação.

Se você está se preparando para a prova da ANAC ou deseja revisar conteúdos antes dos voos, vale a pena conhecer nossos resumos, fichas de consulta rápida, cartas de navegação e outros materiais desenvolvidos por pilotos para pilotos em formação. Afinal, bons voos começam com uma boa preparação.

Você pode adquirir um resumo visual impresso deste conteúdo ou baixar gratuitamente em nossa loja virtual.