带你了解飞机上的各种速度
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飞机上有好多种速度,大家听到这些速度的时候,云里雾里的。本文带大家了解飞机的各种速度的定义,理清各种速度的关系。
飞机的速度:飞机相对于空气或者地面等参照物的运动速度,比如空速和地速等。
飞机上最主要的速度是相对于空气的速度,俗称空速。飞行员根据空速数值了解飞机的飞行状态。飞机上的空速是如何计算出来的呢,根据空气动力学的伯努利定律,空速和动压有关。
以上公式是考虑空气未被压缩的情况,实际情况复杂的多,空气压缩后空气的密度和温度都要升高,所以以上公式需要加补偿系数。
飞机上的动压又是如何得到的呢。根据另一个公式:全压=静压+动压,如果得到全压和静压的数据,那么就能得到动压。全压是气体或者液体全受阻得到的压力,飞机上是利用皮托管来采集全压。而静压是大气环境压力,利用静压口来采集。得到了全压和静压数据,那么就能得到动压,进而计算出空速。
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飞机上还有其他几种速度,首先是地速,地速是飞机重心相对于地平面的速度,地速不等于空速,但地速是空速和风速的矢量和。地速是靠惯性导航系统和全球定位系统(GPS)系统来计算。
而雷达测速用来测量目标与飞机的相对速度,利用多普勒效应原理来计算:当目标向雷达天线靠近时,反射信号频率将高于发射机频率;反之,当目标远离天线而去时,反射信号频率将低于发射机频率。如此即可借由频率的改变数值,计算出目标与雷达的相对速度,气象雷达就是用它来探测风切变的。
另外还有一种是飞机的升降速度,这个主要是计算飞机重心沿地垂线的速度分量,是空速的垂直分量。
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经常听到指示空速(IAS)、修正空速(CAS)和真空速(TAS)。这又有什么区别呢?大家拿笔记一下以下知识点:
指示空速(IAS)-表速,未经任何补偿,直接通过动压得到的空速,与作用在机翼和控制面上的气动力直接相关,IAS对于确定飞机气动性能和结构限制非常有用;
计算空速 -补偿了静压源误差(实测静压和实际静压之间的差异被称为静压源误差)后的指示空速,用于进行下一步的校准和计算;
修正空速(CAS)- 是修正过安装误差和仪表误差的表速。虽然生产商尽量降低此类误差,但不可能消除全部,越在低速时误差越大。在巡航和高速飞行时,表速和修正空速几乎相等;
当量空速(EAS)-CAS经校准空速管探头的压缩误差后得到的数据;
真空速(TAS)-补偿了空气密度和压缩性变化所引起误差后的计算空速。在标准大气压条件下指示空速等于真空速。每上升1000ft高度,在指示空速上增加2%也可以计算出TAS的合理估值。
飞机上的备用高度空速表的速度就是指示空速(表速),在主飞行显示器(PFD)上的空速是计算空速,而真空速可以用于马赫数的计算。马赫数=真空速对当地音速的比值,马赫数也是表征速度的一种参数,飞行员也会参考这个参数。现代民用飞机的飞行速度都小于1倍音速,是亚音速飞机,除了停产的协和号飞机。
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另外经常听飞行员说的决断速度V1、抬轮速度VR和最大速度又是什么速度呢?其实这些都是计算空速,飞行员在飞行时用这些速度做参考,以下三张图片给出了飞机的起飞、巡航和着陆时各种参考速度。
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以上就是飞机的各种速度的介绍,实际应用时可不要混淆哦!
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供稿人:林学攀
参考资料:《大气数据系统》-赵淑荣 罗云林
《波音737AMM手册》
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