L'anémomètre.

En faisant la différence entre la pression atmosphérique et la pression dynamique (voir article sur le tube Pitot http://my-airliner.blogspot.com/2009/06/comment-sont-mesurees-les-vitesses-dans.html), l'anémomètre indique la vitesse de l’avion. C'est un manomètre différentiel.
Dans le tube de Pitot, et en fonction de la différence entre la pression dynamique et la pression atmosphérique, une capsule étanche se déforme. La déformation de cette capsule (due à la pression totale) est transmise à une aiguille qui se déplace devant le cadran de l'anémomètre où figurent des vitesses. Sur les avions modernes, l’électronique remplace ces éléments mécaniques.

La vitesse obtenue est une vitesse conventionnelle (Vc), c'est à dire qu'elle correspond à une pression de 1013,25 hPa et une température de 15 °C. Du fait des erreurs de mesures possible, on fait une distinction entre la vitesse conventionnelle et la vitesse indiquée (Vi). En aviation légère on confond ces 2 vitesses car leur valeur est très proche.

Différentes vitesses caractéristiques

La vitesse indiquée (Vi ou IAS Indicated air speed)
C'est la vitesse lue directement sur l'instrument. Elle n'est pas corrigée en fonction des variations de densité de l’atmosphère et de la température.

La vitesse corrigée (CAS)
Elle est obtenue à partir de la Vitesse indiquée, en tenant compte des erreurs de la sonde. Outre les erreurs dues aux instruments de mesure, les conditions de mesures sont à prendre en compte aussi. Par exemple, plus l’angle d’incidence est élevé, plus la vitesse lue sera erronée (la sonde n'est plus dans l'axe du vent).

La vitesse propre ou vitesse vraie (Vp ou TAS: True Air Speed)
C'est une vitesse corrigée. On peut obtenir la Vp ou TAS par la lecture du tableau des performances du manuel de vol de l'avion utilisé. La Vp correspond à la vitesse effective de l'avion dans l'air et dépend de la vitesse indiquée de l'aéronef (Vi) de l'altitude de vol et de la température.
Avec l’altitude, la pression statique diminue : la vitesse indiquée Vi devient inférieure à la vitesse propre de l'avion. On applique alors une majoration de la vitesse indiquée de 1% par tranche de 600 pieds d’altitude.
La température diminue aussi avec l’altitude. On admet que la température décroît de 2°F par tranche de 1000 pieds d’altitude (0.65°C par 100 m). On majore la Vi de 1% par tranche de 5°C de plus que la température réelle par rapport à la température standard à l’altitude de l’avion.

La vitesse sol (VS ou GS Ground Speed)
La vitesse Sol Vs ou GS correspond à la TAS plus la vitesse du vent rencontré:
Vi + correction altitude ± correction température = Vp ± correction vent = Vs.

Applications
On ne mesure pas la vitesse d’un avion pour le plaisir ou seulement pour respecter la loi. Certaines vitesses sont importantes pour des phases de vol particulières. Ces valeurs déterminées par le fabricant sont importantes:
VS1: vitesse de décrochage en lisse (Velocity Stall 1).
VS0: vitesse de décrochage en configuration atterrissage à la masse maximale (Velocity Stall 0).
VNO: vitesse à ne pas dépasser en en atmosphère agitée (Velocity Normal Operating).
VNE: vitesse qui ne doit jamais être atteinte dans la vie de l'avion (Velocity Never Exceed).
VSO: vitesse de décrochage volets et trains sortis (configuration atterrissage). La VSO permet de calculer la vitesse d'approche en configuration atterrissage : 1.3 * VSO.
VFE: vitesse maximale d'utilisation des volets (Velocity Flaps Extended).
VLE: vitesse maximale d'utilisation train sorti (Velocity Landing Gear Extended).
VLO: vitesse limite de manoeuvre du train d'atterrissage (Velocity Landing Gear Operating).
VFO: vitesse limite de manœuvre des volets (Velocity Flaps Operating).
1.3 VS: vitesse d'approche communément préconisée ; la marge de 30%, par rapport à la VS configuration adoptée est reconnue suffisante pour conduire une approche où les évolutions seront raisonnables.
1.4 VS: vitesse supérieure de 30 % à la vitesse de décrochage sous facteur de charge (en virage, tant que l'inclinaison est inférieure ou égale à 37°) Remarque : cette inclinaison et cette marge sont les mêmes pour tous les avions).

Il faut retenir que l'avion ne peut voler ni trop lentement sous peine de décrochage, ni trop vite sous peine de déformations ou ruptures.
Des marges sont donc prévues pour ne pas s’approcher dangereusement des valeurs critiques Elles sont matérialisées sur le cadran par différentes couleurs (image extraite d'un simulateur de vol):

Arc vert : zone d'utilisation normale limitée par la VS1 et la VNO.
Arc jaune : zone interdite en atmosphère turbulente, limitée par la VNO et la VNE qui est indiquée par un trait rouge.
Arc blanc : zone d'utilisation normale en configuration atterrissage entre la VS0 et la VFE. Détail de l'anémomètre sur le tableau de bord d'un ATR 42.

Detail of an anemometer in a ATR 42 panel.

The anemometer. By measurement and difference between atmospheric pressure and dynamic pressure (see article on the Pitot tube http://my-airliner.blogspot.com/2009/06/comment-sont-mesurees-les-vitesses-dans.html) the anemometer indicates the speed of the aircraft. It is a differential manometer. In the Pitot tube, and depending on the difference between the dynamic pressure and atmospheric pressure, a sealed capsule deforms. The deformation of the capsul (due to total pressure) is transmitted to a needle that moves on the face of the anemometer dial. That shows speeds. On modern aircraft, electronics replaces the mechanical parts. The speed showed is a conventional speed (Vc), it corresponds to a pressure of 1013.25 hPa and a temperature of 15°C. Because of possible measurement errors, we do a distinction between the conventional speed and airspeed (Vi). For light airplane, these two speed are the same, because their value is nearly the same.

Different speed characteristics

The indicated airspeed (IAS)

This is the speed read directly on the instrument. It is not adjusted for variations in atmospheric density and temperature.

The Corrected air speed (CAS)

It is obtained from the appropriate speed, taking into account the errors of the measurement tool. Besides the errors due to measuring instruments, measurement conditions are also taken into account. For example, the angle of incidence, higher it is, higher the read speed will be wrong (the probe is not in line with the wind).

The true airspeed (TAS)

This is a speed corrected. You can obtain the TAS by reading the scoreboard flight manual aircraft used. The TAS corresponds to the speed of the aircraft in the air and depends on the indicated airspeed of the aircraft (IAS) of the flight altitude and temperature. With altitude, static pressure decreases: the airspeed IAS falls below the true airspeed of the aircraft. We apply an increase in airspeed of 1% per 600 feet of altitude. The temperature also decreases with altitude. It is assumed that temperature decreases by 2°f for 1000 feet altitude (0.65°C for 100m). We add IAS of 1% for every 5°C higher than the standards temperature.

The ground speed (GS)

GS correspond to the TAS added with wind speed encountered: IAS + altitude correction ± temperature = TAS± wind correction = GS

Applications

We do not measure the speed of an aircraft for pleasure or just for compliance. Some speeds are important for specific phases of flight. These values determined by the manufacturer are important:

VS1: stall speed smooth (Velocity Stall 1).

VS0: stall speed in landing configuration at maximum gross weight (Velocity Stall 0).

WNV: speed does not exceed in turbulent atmosphere (Wind Normal operating Velocity).

VNE: speed should never be reached in the life of the aircraft (Velocity Never Exceed).

VSO: stall speed flaps and landing gear (landing configuration). The VSO can calculate the approach speed in landing configuration: 1.3 * VSO.

VFE: speed of use of flaps (Velocity Flaps Extended).

ELVs: maximum operating speed landing gear extended (Extended Landing Gear Velocity). VLO: speed limit manoeuvre landing gear (Velocity Landing Gear Operating).

VFO: speed limit manoeuvring flaps (Velocity Flaps Operating).

1.3 VS: speed of approach commonly advocated; margin of 30% compared to the VS configuration adopted is found sufficient to conduct an approach in which changes are reasonable. VS

1.4: top speed of 30% to stall speed under load factor (in turn, as the slope is less than or equal to 37°) Note: this inclination, and this margin are the same for all aircraft).

We must remember that the airplane can not fly too slowly (risk to loose aerodynamic lift) or too fast under penalty of deformations or fractures. Margins are set for not coming dangerously close to critical values. It is materialized on the dial by different colors (picture from Flight simulator):

green Arc: normal use limited by the VS1 and the VNO.

Yellow Arc: prohibited zone in turbulent atmosphere, limited by the VNO and VNE is indicated by a red line.

white Arc: normal speed in landing configuration between VS0 and VFE.