大气数据仪表

1大气数据仪表大气数据仪表.....................................................................................................................11.国际标准大气.............................................................................................................22.气压式高度表.............................................................................................................33.升降速度表.................................................................................................................84.空速表.........................................................................................................................95.马赫数表...................................................................................................................136.全静压系统...............................................................................................................137.温度及迎角传感器...................................................................................................158.大气数据计算机.......................................................................................................1521.国际标准大气1.1.大气基本特点构成对流层、平流层、中间层、电离层、散逸层飞机运行高度范围：对流层及平流层底部对流层特点：高度升高，温度和密度逐渐降低，度越高对流层越薄，低纬度对流层大约10-12km，中纬度10km，高纬度8-10km平流层特点：温度恒定，大约为-56.5°C1.2.国际标准大气ISA国际民航组织根据北半球中纬度地区大气平均特点，订出大气状态数值（平均情况，实际天气很少和标准大气相符）3标准大气中气压值为29.92inhg的气压面成为标准海平面温度15°C气压高度较低时，高度升高11米，气压大约下降1mmHg用来估算气压式高度表拨正值误差造成的高度误差标准大气高度升高1000m，气温降低6.5°C2.气压式高度表2.1.功能高、高度、高度层之间的关系4QFE高度用来测量高，QNH高度用来测高度，QNE高度用来测飞行高度层，只有标准大气情况下测量值与实际值相符（QFEQNEQNH是气压值，QFE高是高度值）低空时主要用QNH高度或QFE高度，用来保证超障余度航线高度时主要用QNE高度保持航空器间足够的垂直间隔因此飞机爬升到航线高度或从航线高度下降到进场高度时需要调基准面测飞机到地面的垂直距离不是气压式高度表的功能（是无线电高度表的）2.2.原理5大气压强随高度升高而减小，根据标准大气中压强与高度一一对应的关系，高度表测出压强大小，就可以表示高度的高低，这种高度称为气压高度。本质上，气压式高度表反映的是所在高度气压与选定基准面气压的压力差，把气压差以高度形式显示出来只有标准大气情况下，气压高度表指示准确，否则有误差气压信息来源：静压孔传统机械式气压高度表依靠真空膜盒（不灵敏，但自主能力强，不需要外界能源，停电也能用，一般小飞机备用气压高度表就是此种），电子式依靠气压传感器（灵敏，但自主能力差）局限性：高度越高，大气压力随高度变化越小（垂直气压梯度小），致使其灵敏度低。其次是气压式高度表存在误差，主要包括气温误差和气压误差2.3.认读跟手表指针类似，越短指针数量级越大，最小单位100ft614900ft，气压基准面为29.9inHg如果指针带倒三角箭头的话，该指针为万英尺位6500ft，条纹窗出现通常代表高度10000ft以下高度表拨正值范围大约28.00-31.00inHg高原机场可能超过拨正范围，因此使用零点高度机场公布各个时间段的零点高度，用QNE值2.4.误差（气压高度表本质上反映的是气压差）气压基准面误差（基准面气压变化或者调错拨正值）7拨正值理解误差误把QNH当QFE平均海平面以上的机场容易飞低平均海平面以下的盆地机场容易飞高本质上飞机此时是要降落在机场所在的修正海平面上基准面气压值降低（比如从高压区飞到低压区），多指；增高少指；从高压区飞到低压区，基准面气压值降低，相当于高度表选定的基准面的位置下降，因此飞机容易飞低，高度表多指，反之亦然气压拨正值调小了，容易飞高；调大了，容易飞低比如QNH是29inHg，误调成了30inHg，则高度表选定的基准面比机场的修正海平面位置低，高度表指示相同的气压差时飞机飞得更低气温误差（气压垂直递减率跟标准大气不一致，而气压式高度表的气压差高度对应关系是在标准大气情况的。）大气实际气温高于标准温度，高度表将出现少指误差，反之，出现多指误差8温度越高，气压垂直递减率越小，即相同的气压差对应的高度差更大，因此出现少指误差，即飞机飞得高，指示的高度（气压差）小。3.升降速度表3.1.升降速度表基本原理利用静压源，飞机平飞时，表壳内部气压等于飞机外部气压，膜盒内外所受的压力相等，膜盒不膨胀也不收缩，指针指零（表示平飞）。飞机上升时，飞机外部气压随着飞行高度不断升高而不断减小，膜盒和表壳中的空气同时向外流动。由于膜盒跟外部连通的导管内径较大，对空气流动的9阻碍作用很小，因此可以认为膜盒内的气压同外部气压一齐变化，二者始终相等。然而，表壳跟外部连通的毛细管内径很小，对空气流动的阻碍作用很大，故表壳内部气压要比飞机外部气压减小得慢一些，从而大于飞机外部气压。于是，在膜盒内外（毛细管两端）形成压力差。在此压力差作用下，膜盒收缩，通过传动机构，使指针向上指示，表示飞机上升。3.2.识读大约400ft/min下降3.3.误差延迟误差飞机由升降改为平飞时，在毛细管的阻碍作用下，需要一定时间表壳内外压力差才会逐渐减小到零，指针逐渐回零。4.空速表4.1.功能：测空气动压，根据标准海平面大气密度计算空速（表速）优点：无论高度温度如何变化，重量不变时只要表速相等，俯仰姿态就不变，便于掌握驾驶规律4.2.原理：利用全压与静压之差得到动压换算表速10动压与表速的关系表速是根据标准海平面大气密度修正的如果所在高度空气密度小于标准海平面，则表速小于真空速4.3.认读120kt11白色弧线：带襟翼飞行的速度范围低速端Vs0高速端VFe绿色弧线：净构型飞行的速度范围低速端Vs1高速端Vno最大结构巡航速度黄色弧线：飞机在平稳气流中的高速运行范围低速端Vno高速端VNe红白条纹指针：飞机所在高度的音速4.4.误差12仪表机械误差密度误差（气压式高度表是根据标准海平面空气密度修正的，只要飞机所在高度空气密度不符合标准海平面空气密度，则产生误差）高度误差，高度越高，空气密度越小，相同表速（动压）对应的真空速越大温度误差，温度越高，空气密度越小，相同表速对应的真空速越大因此可以根据所在高度的空气温度将表速修正成真空速（未来领航课会学习）4.5.误差修正小飞机通常只修正密度误差（根据高度和温度），大飞机会考虑空气压缩性误差空气压缩性误差6000米以下不修正，6000米以上进行修正飞机在标准大气条件下，依然有密度误差，标准海平面处误差为零，越高少指越严重心算口诀：高度每升高1000米，TAS比IAS增大约5%135.马赫数表5.1.原理：利用动压和静压计算马赫数：真空速/所在高度的音速飞机超过某一临界马赫数后，飞机的安全性会变化，因此需要观察并避免达到过高的马赫数5.2.音速公式影响音速的因子比较多，总的来说，在对流层随着高度升高音速减小。6.全静压系统6.1.全静压探头的位置特点全压孔（皮托管）在迎风面静压孔一般在机身侧面6.2.全压孔/静压孔堵塞时对大气数据仪表的影响14如果全压孔积冰堵塞，排水口没堵塞，则全压孔测的是静压高度表和升降速度表指示正确，空速表指示为零（静压-静压）如果飞行过程中发现空速表指示归零，可以尝试打开皮托管加热，将全压孔积冰融化如果全压孔和排水孔都积冰堵塞，或者根本没有排水孔的皮托管，则全压孔测的是堵塞前的全压由于高度表和升降速度表不用全压，因此没有影响如果飞机保持气压高度不变飞行，无论加减速，空速表指示均不变（为堵塞前的表速）如果飞机爬升，静压减小，全压减静压值增大，指示空速增大，跟实际飞机是否加速无关，反之亦然如果进入积冰天气，发现飞机升高就指示加速，降低就指示减速，应打开皮托管加热，此时空速表不可靠15如果静压孔堵塞，则静压孔测量的是堵塞前的静压（比如停机时虫子爬进静压孔，静压孔不像皮托管有防止虫子怕入的套）无论飞机爬升还是下降，高度表和升降速度表指示飞机高度不变，升降速度为零飞机爬升时，静压孔测的静压大于实际静压，因此测的动压偏小，表速偏小如果发现爬升时高度表指示不变，升降速度表为零，并且空速减小的话，应判定静压孔堵塞，可以切换到备用静压孔（小飞机的静压孔一般没有加热除冰装置，大飞机才有）6.3.了解某些机型左右座驾驶员看到大气数据仪表指示读数有差异的原因——左右座各用一套独立探头7.温度及迎角传感器7.1.温度传感器的基本原理利用热敏元件测量温度（总温）TAT总温反映了外界静止温度和相对气流动能所转换的动温根据表速（动压）修正动温得到实际外界温度静温SAT7.2.迎角传感器风标式锥型迎角传感器大型飞机可以根据迎角传感器修正迎角对全压探头的影响，小飞机忽略8.大气数据计算机168.1.通过全压和静压、总温和迎角，计算大气数据一般而言，大型飞机测量静压和总压不再利用真空膜盒或者开口膜盒，直接利用电子式气压传感器，更加灵敏，但是需要依靠电气系统