第3讲:马赫与空速表
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本章讲解驾驶舱仪表概要,并简单介绍几个基本动作。
1、驾驶舱仪表。
(1)姿态仪。该仪表用于反映飞机的姿态变化(如俯仰角度及倾斜角度)。在姿态仪中蓝色代表天,深色代表地面,中间的白线代表地平线。当飞机上仰时,姿态仪中的小飞机(橘红色)向上移动,当小飞机处于人工地平线上方时,代表飞机的仰角为正,蓝色部分的小黑线表示俯仰角度,依次为5度、10度……当飞机向左倾斜时,小飞机会相对人工地平线左倾相同角度,姿态仪最上方的橘红色
三角形指示位置即为倾斜角度(最中央白线为0度,向外依次表示5度、10度、15度、30度)。
(2)速度表。该表显示的是指示空速,指示空速是由吹入动压空的气流压强和静压孔测得静态空气压强的差值得出的,当飞机处于标准海平面气压中指示空速就等于真空速。指示空速的单位是节。此外讲解以下几个速度的不同:
1)指示空速(如上)
2)真空速:飞机相对周围气体的速度,粗略数据可由指示空速换算得来。
3)地速:飞机相对地面的速度,可由真空速加上风速得出。
4)马赫数:真空速与相应条件下音速的比值。
再来了解下速度表上各速度的标示:
1)最外圈白色范围表示进行襟翼操纵的速度范围,其中注意襟翼操纵范围的最小值也就是飞机在着陆形态下的最小可操纵速度Vso。
2)绿色部分表示在不放襟翼(或称光洁形态)时的操纵范围,其最小值就是飞机在光洁形态下的最小操纵速度Vs。
3)黄色部分表示超过正常巡航/操纵范围的速度,其与绿色部分大交点也就是正常巡航最大速度,称为Vno
4)最后的红色部分表示飞机结构设计的极限速度Vne,在所有飞行中都不应超过该速度。
最后发现忘了说一点,速度表的单位是节!
(3)高度表。飞机上主要用的是气压高度表,该高度表通过测量飞机所在高度的气压与海平面气压的差值得出高度。需要注意的是在飞行中需要依情况转换高度表修正值(海平面气压状态),例如当机场处修正海平面气压为29.83英寸汞柱时,就需转动高度表左下方的旋钮时表盘右侧的气压值窗口的示数达到29.83。在转换高度之上(美国是18000英尺,中国一般是9800英尺,若由于实际情况变化会予以通告)高度表应拨为标准海平面气压29.92英寸汞柱。在转换高度以下应拨为当地的机场气压或修正海平面气压(具体哪一个随地区和法规变化)。游戏中高度表可按B键自动拨正。
航空仪表
飞行员需要不断地了解飞机的飞行状态、发动机的工作状态和其他分系统如座舱环境系
统、电源系统等的工作状况,以便按飞行计划操纵飞机完成飞行任务;各类自动控制系统需
要检测控制信息以便实现自动控制。这些信息都是由航空仪表以及相应的传感器和显示系统
提供的。
飞机要测量的参数很多,归纳起来可以分为飞行参数、发动机参数和系统状态参数(如
座舱环境参数、飞行员生理参数、飞行员生命保障系统参数等)。相应的,航空仪表按功用
可分为飞行仪表、发动机仪表和系统状态仪表等。
同一个参数的测量原理和测量方法也很多,几乎涉及机械、电气、电子、无线电、光学
等领域,这里主要介绍一些重要参数的测量原理。
3.5.1 飞行仪表
这类仪表反映飞机运动状态和飞行参数,使驾驶员能正确地驾驶飞机。主要可分为全静压系统仪表、指示飞行姿态和航向的仪表等。 全静压系统仪表 全静压系统利用感受的全压和静压,分别输人膜盒内外,压力差促使膜盒变形,带动指针指示飞机的速度、高度等飞行参数,从而构成各种仪表。这类仪表有空速表、气压式高度表、升降速度表和大气数据中心系统等。 用来测量气流全压和静压的管子称为全静压管,因用它测量飞机相对于空气运动的速度(即空速),故又称空速管(图3.5.1)。全静压管是一根细长的管子,远远伸在飞机机头或翼尖受气流干扰最小的地方,以免所感受到的气压受到飞机的影响。全静压管正对气流的小口叫全压口,后面是全压室,这里感受的是迎面气流的全压(总压,即动压加静压)。离头部一定的距离处,沿管周开几个小孔叫静压孔,这里不是正对迎面气流,在静压室中感受的是大气的静压。 由于全静压系统仪表是利用大气压强随高度、速度的变化,使金属膜盒产生膨胀或压缩变形带动仪表指针转动,所以也称为膜盒仪表、气压仪表。 空速表。空速是指飞机在纵轴对称平面内相对于气流的运动速度。空速是重要的飞行参数之一。根据空速,飞行员可以判断作用在飞机上的空气动力的情况,从而正确地操纵飞机;根据空速,还可以进行领航计算。 空速表就是用来测量飞机空速的仪表。
飞机常用的速度,你知道几个?
飞机上所用的常用速度有4种:指示空速(IAS),真空速(TAS),地速(GS),马赫数(Mach).
指示空速(IAS):飞机和空气相对的速度,也是空速表上显示的速度,有时简称为'表速''空速'。
真空速(TAS):经气压换算成海平面高度的指示空速。
地速(GS):飞机相对地面的速度。可以通过地面导航台、GPS等测得。
马赫数(Mach):真空速和音速的比值。
飞行中各种速度的定义
VS Stalling speed 失速速度
VS1 特定构型下的失速速度 VS0 着陆形态下的失速速度
VREF Reference landingspeed 基准着陆速度通常是1.3*VS0
V1 Takeoff decisionspeed 起飞决断速度
V2 Takeoff climbspeed 起飞爬升速度,(起飞安全速度)
VAPP Final approachspeed 最后进近速度(进近速度)
VEF Engine failurespeed 发动机失效速度
VFE Maximum flap extended speed 最大带襟翼飞行速度
VLE Landing gear extended speed 起落架放出后的最大速度
VLO Landing gear operating speed 起落架操作速度,允许收放起落架的最大速度
VLOF Lift Off speed 离地速度
基础知识 飞行中的 空速 IndicatedAirspeed(IAS):这个是空速计测量出来外部动态气压
(aerodynamicpressure)显示的速度值,只和压力有关,是最
不准的也是最常用的。
CalibratedAiespeed(CAS):修正速度。人工修整了IAS误差,可以从飞行员手册上读出来,基本作用是来判定速度是否超过法定限制,特别是在低速下。
然后是一个公式:
V^2=2*q/p(q是空速计测出的动态空气压力,p是空气密度)。
不同高度的空气密度是不同的,所以以海平面空气密度p0为标准就得出EquivalentAirspeed(EAS):当量空速。因为这里p0是固定的,所以EAS大小只
和动态气压有关。飞机机体结构强度限度基本上只受到空气压力的影响,所以
关于飞机机体强度限度的速度值是用EAS。
最后是最精确的TrueAirspeed(TAS):
TAS^2=2*((q*T)/(p*T0))=EAS^2*(p0/p)*(T/T0)。这里T是温度(单位K,
273加摄氏温度),p0和T0是海平面的空气密度和标准温度(1013.24hPa、
288.15K),这个公式实际意思就是用飞机周围实际的空气密度和温度来代替EAS中使用的默认标准值。
根据这个公式,在飞机爬升的时候,空气密度p变小,TAS增加;周围温度
下降,TAS下降。一般用每增加1000英尺,IAS多增加2%就是TAS来估算。
最后,在海平面的时候,根据公式显然TAS=EAS=CAS。
举例如下:
海平面:TAS=EAS=CAS=332,IAS=33320000英尺高度:EAS=325,CAS=335,
IAS=333,TAS=445!
马赫数:就是TAS和音速的比值,因为音速仅仅和温度有关,所以M数类似
EAS,主要是空气动力方面的参数。
M=TAS/(39*开方(273+SAT)),SAT是指周围静止空气的温度。
根据公式V^2=2*q/p(q是空速计测出的动态空气压力,p是空气密度),变