指示空速

更新时间:2024-07-22 15:12

根据飞行器测量得到的动压,并按海平面标准大气条件下(760毫米水银柱,气温零上15度)飞行速度与动压的关系而表示的速度值。

中文名称:指示空速

英文名称:indicated airspeed

缩写形式为(IAS),用符号Vi表示。

其他名称:表速

分类: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).

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).

真空速:飞机与空气的相对速度

地速: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:真空速和音速的比值.

表速和真速的数值是不同的,主要原因是飞机空速管并不能测出飞机的飞行速度,而只能测量出q=0.5*ro*v*v(其中ro是空气密度,v是飞机相对于空气的速度),然后用q除以密度ro再除以0.5,将结果开方(通过电路或机构实现)即可得到飞行速度。但除以密度时只能用海平面的密度值,而空气密度随着高度升高在减小,所以表速(仪表显示的速度)就和真速不一致,比真速要小,高度越高,差别越大。

在无风的状态下,真速和地速是一致的;有风的情况下,真速和地速是不一致的,真速和风速之和(矢量和)等于地速。注意这种情况仅适用于平飞,如果你是在爬升或者下降状态,无风时地速不等于真速,种情况下地速只等于飞机真速的水平分量。

定义:

详细解释:

飞行中的动压与飞行安全有着非常重要的关系。例如,飞机的升力就与动压成正比。在“动压”这一词条中,

Pd = ρ*V*V*1/2,  其中:ρ为大气密度,V为飞行速度(真空速)

这是在不考虑空气压缩性时情况。

当按海平面标准大气条件下(760毫米水银柱,气温零上15摄氏度)时,其密度为Pd ,这样,

式中的Pd是动压。由此得到的速度就是指示空速。

它实际表示的是飞行器空气动力的大小,是关乎飞行安全的最重要的飞行数据之一。所以飞机上专门有一块仪表(或组合仪表中的一个),用来指示它,所以指示空速又称为表速。

下图就是一个典型的组合空速表,其中的粗指针指示的就是指示空速,而细指针指示真空速。

作用条件

上图是空速管的剖面示意图,如图所示:当飞机向前飞行时,前方的空气从空速管前方的开口流入空速管内,并且撞击空速管底部的压力传感器。飞机的速度越快,空气撞击空速管的压力也就越大。因此根据压力的不同就可以判断飞机当前的空速。所以事实上早期的空速计是一个精密压力表,将表盘上的压力单位改为速度单位,相当不准确。而现代航空器,空速值通过电脑换算,大大提高准确率。

但是有一个问题,由于飞机的巡航高度通常在海拔5000米以上。而你知道,一般来说海拔越高的环境空气越稀薄,也就是说每个单位体积内所含有的空气越少。这样就导致了随着飞机的爬升,空气逐渐稀薄,在与空气的相对速度不变的情况下,撞击空速管的空气变少,因此撞击空速管的压力也就降低。而这导致了空速管测量到的空速偏低。这种情况下即使飞机本身与空气的相对速度很快,但是空速计的指示仍然较低,与实际空速存在一定偏差。因此人们把这个速度叫做飞机的指示空速,通常用节表示。

就字面意思而言,所谓指示空速就是空速计所指示出的空速,并不是飞机实际的空速。

测量原理

指示空速是根据空速与动压的关系,利用开口膜盒测量动压来表示空速的。下图是指示空速表的基本原理图。飞机上安装一个空速管,用以感受飞机在飞行时气流产生的动压和大气的静压,分别用导管与空速表的全压和静压管接头相连。空速表内有一个开口膜盒,其内腔通全压,表壳通静压。膜盒内外压力差反应动压的大小。在静压和气温一定的条件下,动压的大小完全取决于空速。指示空速表就是根据海平面标准大气压条件下,空速与动压的关系设计制造的。

真空速与动压的关系为

式中

——真空速

——动压

——飞机所在高度上的空气密度

——h高度上的空气压缩修正量

指示空速与动压的关系式:

式中

——指示空速

——海平面标准大气条件下的空气密度

——海平面标准大气条件下空气压缩行修正量

指示空速与真空速的关系为

基于上式,可以由指示空速求出真空速。由指示空速小于真空速,高度越高,误差越大。

这种误差叫做指示空速的方法误差,对于指示空速表只能通过计算加以修正;而对于真空速表是利用测量静差、气温和动压的大小来自动修正指示出真空速。

所属学科:

航空科技(一级学科) ;飞行、飞行试验与测试技术(二级学科)

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