Has hecho una serie de suposiciones incorrectas en la pregunta, lo que hace que tus cálculos sean incorrectos.
En primer lugar, la velocidad a la que vuela un avión varía durante las diferentes partes del vuelo. Será más lenta poco después del despegue y a medida que el avión asciende a su altitud de crucero, y luego más lenta cuando inicia su descenso y llega al aterrizaje.
En segundo lugar, la distancia de vuelo nunca será la misma que la distancia entre los dos aeropuertos. La distancia del "gran círculo" (básicamente "línea recta", teniendo en cuenta que el mundo es aproximadamente redondo) entre Boston y Miami es de 1.258 millas. Si elegimos un vuelo A321 al azar de Boston a Miami, el vuelo AA747 de hoy, la distancia total recorrida fue en realidad de unas 1.397 millas, incluyendo los giros después del despegue y antes del aterrizaje.
Para poner estos dos conceptos en términos con los que estamos más familiarizados, la distancia en línea recta entre el aeropuerto SFO y el aeropuerto LAX es de 337 millas, con gran parte de la carretera con límites de velocidad de 70 mph. Por tanto, podríamos concluir que el viaje durará algo menos de 5 horas (337/70). Sin embargo, si introducimos esta ruta en Google Maps, la distancia es de 378 millas y más de 5 horas y media, ya que las carreteras no son rectas y no conduciremos a 70 mph durante todo el trayecto.
Otra suposición que has hecho es la frase "ignorando el viento". Las velocidades de crucero de los aviones se expresan en términos de "velocidad del aire", que es la velocidad relativa al aire que los rodea. Un vuelo a (digamos) 500 millas/hora cubrirá realmente el terreno más rápido si tiene viento de cola que si tiene viento de cara. Por ejemplo, si el avión vuela a 500 millas/hora y tiene un viento de cola de 100 millas/hora, la velocidad sobre el terreno será de unas 600 millas/hora (esto es una simplificación excesiva, pero lo suficientemente cercana para que quede claro).
Existen numerosos sitios web que hacen un seguimiento de los aviones comerciales mientras están en vuelo y muestran sus velocidades en tierra (es decir, incluyendo el impacto de los vientos) a lo largo del tiempo. El mejor de ellos es probablemente FlightAware .
FlightAware sólo pone a disposición los datos durante unas dos semanas sin una cuenta, pero si estás leyendo esto antes de principios de julio de 2021 puedes ver el detalles para el vuelo que mencioné anteriormente (incluyendo sus trazados de pista y velocidad).
Esa página muestra la velocidad en tierra de la aeronave a lo largo del tiempo como:
El "track log" muestra que el vuelo pasó bastante tiempo por encima de la velocidad de crucero estándar para un A321 (como has mencionado, 450 nudos, o 518 millas/hora):
Si saltamos a Viento.com podemos hacernos una idea de por qué podría hacer esto. Ajustando la hora a la de ese vuelo, y observando los vientos a 34.000 pies podemos ver que los vientos soplaban más o menos en la misma dirección que el avión. En otras palabras, tenía viento de cola y por lo tanto en esta ocasión fue capaz de alcanzar una velocidad en tierra superior a la velocidad de crucero. FlightAware no informa de la velocidad real del avión, pero lo más probable es que estuviera alrededor (o por debajo) de la velocidad de crucero normal declarada para el A321.
Por si todo esto no fuera suficiente, hay otros múltiples criterios que pueden afectar a la velocidad real a la que vuelan los pilotos. La velocidad de crucero más económica varía en función de la altitud, del peso del avión y de otros criterios, por lo que puede variar incluso en un mismo vuelo según la altitud y el aligeramiento del avión debido al consumo de combustible. Además, las aeronaves pueden reducir o acelerar su velocidad debido a factores como el control del tráfico aéreo para mantener un espacio adecuado, o para intentar que un avión que se retrasa vuelva a cumplir el horario.
En cuanto a tu pregunta sobre el uso de un GPS, aparte de mirar en sitios como FlightAware, sí, efectivamente lo he hecho. De hecho, he medido un Boeing 747-400 de Singapore Airlines con un GPS viajando a 1297 km/hora (806 mph). Esto es más rápido que la velocidad del sonido, y está claro que el B747 no es un avión supersónico, por lo que lo primero que se podría pensar es que esto no era exacto - la verdad es que era extremadamente exacto (¡el entretenimiento a bordo informó de una velocidad 2km/hora diferente!).
La razón por la que pudimos viajar tan rápido se debe a lo que he mencionado anteriormente: la combinación de la velocidad del suelo (lo que mide el GPS), la velocidad del aire (lo que realmente importa) y el viento de cola. En este caso teníamos un viento de cola de unos 300 km/h, por lo que, aunque nuestra velocidad en tierra era de casi 1.300 km/h, nuestra velocidad real en el aire era sólo de unos 1.000 km/h (620 millas), ligeramente por encima de la velocidad de crucero normal de un 747-400, pero muy por debajo de la velocidad del sonido y dentro del rango de velocidad normal de un 747. (En este caso viajábamos por encima de la velocidad de crucero normal debido a una emergencia médica a bordo que hizo que los pilotos quisieran llegar a su destino lo antes posible).