空速的测量rev1研究

§2.3空速的测量计算飞机相对于空气运动的速度叫空速。测定空速的原理通过测量飞机与空气相对运动时产生的动压求得空速。单位：公里/小时（KM/H）海里/小时（NM/H）（节）（knots）本节主要内容：空速及其种类测量空速的仪表空速的换算一、空速及其种类1.仪表空速(BAS)2.修正表速(CAS)3.指示空速(IAS)4.当量空速(EAS)5.真空速(TAS)6.马赫数(M数)：M=TAS/a二、测量空速的仪表基本原理：根据动压与空速之间的函数关系，利用开口膜盒测量动压表示空速的。(一)仪表空速表测量：仪表空速(二)仪表真空速表测量：表真速(三)真空速表测量：真空速指示空速测量指示空速表测量总压与静压之差，即动压，并把它转换为标准海平面状态下（静压为101.325×103帕或760毫米汞柱，温度为15°C）的速度单位。它实质上是一个动压测量仪表，在标准海平面状态下它所指示的空速（表速）值与真实空速相吻合，非标准状态下或海平面以上，指示空速将偏离真实空速。高度愈高，偏差愈大。迎角一定时，升力和阻力的大小直接取决于动压，因此指示空速对保证安全飞行防止失速具有重大的意义，尤其是在起飞和着陆阶段。真实空速测量理论和实验证明，动压q与空速v之间有如下关系:q＝1/2ρV2(1+ε)其中ε为考虑气体压缩性所引入的修正系数，它与空速和静温有关；ρ为大气密度，与大气静压和静温密切相关。因此真实空速信号可通过测量动压、静压和静温而获得。据此设计的真实空速表因必须引入静温信号，结构较为复杂。在标准大气状态下，静温是静压的单一函数，这样就把真实空速看作只是动压和静压的函数，由此得到的真实空速称为有局部温度修正的真实空速，因为在非标准大气状态下，只能部分补偿温度的影响，测得的只是真实空速的近似值。马赫数测量马赫数是真实空速与飞机所在高度上的音速之比，后者与大气静温有关。由理论分析可知，马赫数是动、静压比值（或总、静压比值）的函数。因此马赫数表与真实空速表的基本结构相似。在接近音速飞行时，飞机的某些部位会出现局部激波，使阻力急剧增加，飞机的稳定性和操纵性变坏，甚至产生激波失速。这时的马赫数指示具有与低速飞行时的指示空速相类似的重要作用。马赫数还是超音速飞行时衡量飞机各部位气动特性的主要参数221vq2)()1(21TASqHHqTAS)1(2指示空速又称表速，是修正了仪表误差后，空速表的指示速度。该速度的常用英文缩写为IAS。飞行员在飞行中主要使用指示空速。航空器飞行手册和使用手册中，性能图表上所使用的速度也是指示空速。航空器的空速通常是通过安装在航空器上的仪器来量度校正空速是在指示空速数值经过位置误差修正后的空速表读数，其英文缩写形式为CAS。位置误差是由于安装在航空器上一定位置的总、静压管处的气流方向会随具体型号航空器和迎角而改变，影响了总、静压测量的准确度，从而导致的空速误差。校正空速（）与指示空速（）的关系为：式中是位置误差修正值，通过试飞得到并在飞行手册中给出相关的值，它与飞机迎角、襟翼位置、地面效应、风向及其他影响因素有关。校正空速多用于表示飞行试验的速度，如失速速度和起飞速度，但在飞行手册中的起飞速度仍用指示速度表示。当量空速是在校正空速数据经过具体高度的绝热压缩流修正后的空速表读数，其英文缩写形式为EAS。当量空速不仅是总、静压压差的函数，还与飞行高度的压强有关，这就要求对应每一个气压高度制作一种对应于总、静压差的当量速度刻度盘，这显然是不可能的，所以通常采用以海平面标准大气状态为基准的当量速度刻度盘，这种表的读数只有在海平面标准大气条件下才是准确的，对其他高度都需要进行修正，该修正称作附加的绝热压缩流修正。当量空速（Ve）与校正空速（Vc）的关系为：Ve=Vc-ococ为绝热压缩修正值，由公式计算或查表得到，与具体机型无关，只与飞行高度和校正空速有关。当量速度多用于表示飞机强度计算中所受载荷的速度真实空速又称真空速。表示航空器飞行时相对于周围空气的速度，其英文缩写形式为TAS。由于真空速的刻度盘是按照海平面标准大气状态标定的，随着飞行高度改变，空气密度也相应改变，速度表的指示速度就与航空器相对空气的真实空速不同了，两者关系为：其中ρ是飞行高度上的空气密度ρ0是海平面标准大气的密度VT是飞行高度上的真空速VE是当量空速（原来写的是指示空速，但是参考脚标与英文Wiki，觉得应该是当量空速）在飞机的性能计算中使用真空速(五)电动组合空速表(大气数据计算机系统的指示/显示部分)1、电动高度空速表2、电动马赫数空速表3、总温/静温、真空速显示器(四)马赫数表测量：马赫数1149.1)17(2381404/300025.22542MMMMMMMhkmTASHHHTPPT000HqTAS)1(2(六)空速表的误差1、机械误差(△Vi)2、空气动力误差(△Vq)3、方法误差(1)空气压缩性修正量误差(△V)6000米以下高度飞行，可不进行修正，6000米以上应予以修正。(2)空气密度误差(△Vp)221vq2)()1(21TASqHHqTAS)1(21149.1)17(2381404/300025.22542MMMMMMMhkmTASHHHTPPT000HqTAS)1(21、机械误差（InstrumentError)(ΔVi)是由于制造不精确和使用中磨损变形引起的。指示的少误差为正；指示的多误差为负。仪表指示的空速叫表速（BasicAirspeed)(BAS)。修正机械误差后叫修正表速(CalibratedAirspeed)(CAS)。修正表速(CAS)=表速（BAS)+(ΔVi)2、空气动力误差（PositionError)（ΔVp)是由于气流经过空速管时产生弯曲和紊乱引起的。指示的少误差为正；指示的多误差为负。修正该误差后叫指示空速(IndicatedAirspeed)(IAS)。指示空速(IAS)=修正表速（CAS)+ΔVp3、空气压缩性修正量误差(CompressibilityError)(ΔVε）是由于空气压缩性修正系数变化引起的。该误差使指示的比实际的大，均为负值。修正该误差后，叫当量空速（EquivalentAirspeed)(EAS)。当量空速(EAS)=指示空速（IAS)+ΔVε空气压缩性修正量误差表标准大气300Km/h4005006007008004000m-2-4-6-10-16-236000-3-6-11-18-27-398000-4-9-17-28-41-5310000-6-13-24-40-56-8012000-9-19-39-56-78-984、空气密度误差（DensityError)(ΔVd)是由于飞行高度上的空气密度与标准海平面空气密度不一致引起的。通常指示的比实际的小，误差为正。修正该误差后的空速叫真空速（TrueAirspeed）。该误差可以根据相应公式，利用计算器进行修正。（高度单位为米）628.25.0)0000226.01()288273(QNEHHtEASTAS例题：1、H=5000fttH=－10oEAS=130kt求TAS=?2、H=8000fttH=＋10oTAS=184kt求EAS=?例题：1、H=5000fttH=－10oEAS=130kt求TAS=136kt2、H=8000fttH=＋10oTAS=184kt求EAS=160kt空速计算题：PressHeight(HQNE)TempIASTAS4000ft+10o1356500-01o1601500+25o12510000-10o1408000zero1707000+05o150空速计算题：PressHeight(HQNE)TempIASTAS4000ft+10o135(144)6500-01o160(175)1500+25o125(131)10000-10o140(161)8000zero170(192)7000+05o150(168)(三）测量空速的仪表1、仪表空速表是根据海平面标准大气条件下动压与空速的关系，通过开口膜盒感受动压，使指针指示空速的。测出的是仪表空速。2、仪表真空速表（组合型空速表）是在前者的基础上，增加了一个真空膜盒，补偿高度引起的空气密度误差。该表既能用粗针指示仪表空速，又能用细针指示近似的真空速。3、真空速表是在前者的基础上，又增加了同感温器相连的开口膜盒，补偿由于温度变化引起的空气密度误差。指示的是真空速。4、马赫数指示器（M数表）指示的是马赫数，即飞机真空速与飞行高度上音速的比值。HHtMTAStTASaTASM2732027320四、速度、距离、时间换算（一）尺算1、原理按比例关系进行计算。2、方法（1）时间以分为单位（2）时间以秒为单位计算时，应注意计算器刻度的比例关系。四、速度、距离、时间换算（一）尺算1、原理按比例关系进行计算。2、方法（1）时间以分为单位（2）时间以秒为单位计算时，应注意计算器刻度的比例关系。（1）时间以分为单位V150210180240300350T10′70′20′10′6′S25245602450356′（2）时间以秒为单位V240360300430380205T15″24″30″25″17″70″S12.42.531.84（二）心算例题：1、V＝190节，求12分钟的飞过距离。2、V＝210节，求飞行63海里所需时间。3、V＝190节，求七分钟的飞过距离。4、V＝230节，求飞行50海里所需时间。5、7分钟飞了27海里，求速度。1、六分钟距离法六分钟飞过的距离是一小时的十分之一，以此为基准进行推算。2、分段求和法将时间分为六分钟的整倍数和一、二分钟的零头，进行推算。计算器的其它计算一、单位换算1、海里、公里、英里换算2、米、英尺换算3、公斤、磅换算二、燃料或润滑油体积与重量换算三、燃油消耗量与时间（里程）换算四、密度高度计算三、空速的换算(一)表速与真空速的换算BASCASIASEASTAS机械误差和空气动力学误差一般不修正，小型低速飞机对空气压缩性误差一般也不修正，故只修正空气密度误差。１、尺算方法进行计算尺计算时，H是标准气压高，tH是该高度上的静温。例：BAS370KM/h，飞行高度5000米，空中温度为－30°，求TAS是多少？TAS＝465KM/h2、心算方法在中、低空，通常高度每升高1000米，TAS比IAS约增加5％。(二)表真速与真空速的换算例：EAS＝450KM/h，飞行高度HQNE4000米，空中温度是－30℃，求真空速是多少？TAS＝435KM/h真空膜盒支点静压开口膜盒全压(三)马赫数与真空速的换算1、换算关系2、尺型例：M数指示为0.4，飞行高度HQNE为5000米，空中温度为－30℃，求TAS为多少？TAS＝450KM/h课堂练习IASTASIAS(BAS)HQNEtHTAS1405400-202001800+21902100+11202700-41804500-152109000-40184218212136230342MTASHQNEtHMTAS(Km/h)5000-300.44000-150.58000-400.810000-450.7450580882762结束电动高度空速表返回人有了知识，就会具备各种分析能力，明辨是非的能力。所以我们要勤恳读书，广泛阅读，古人说“书中自有黄金屋。”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，培养逻辑思维能力；通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，培养文学情趣；通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。有许多书籍还能培养我们的道德情操，给我们巨大的精神力量，鼓舞我们前进。XIAMENAIRLINESTRAININGCENTER