Введение в летно-технические характеристики ВС |
ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ |
3. ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ СКОРОСТИ
Типы скоростей, использующихся при эксплуатации воздушного судна, различны. Некоторые из них обеспечивают экипажу возможность выполнять
полет, избегая области критических режимов, в то время как другие в основном используются в целях навигации и оптимизации функциональных характеристик. В силу этого в нижеследующих разделах предлагается
рассмотреть различные типы скоростей, использующихся в авиации.
3.1. Индикаторная земная скорость (CAS)
Индикаторная земная скорость (CAS) соответствует разности между полным давлением (Pt) и статическим давлением (Ps). Эта разность называется
динамическим давлением (q). Поскольку динамическое давление не может быть измерено непосредственно, оно замеряется при помощи двух приемников воздушного давления (Рисунок A8).
q = Pt - Ps
Staticprobes
(Stby +F/O +Capt.) symmetrical on theotherside,
to avoid sidesliperrors
Pitots (Stby +Capt.) F/O on theotherside
Рисунок A8: Трубки Пито и приемники статического давления
(Перевод надписей внутри рисунка – сверху вниз: Приемники статического давления (резервный пилот+ второй
пилот+КВС), симметричное расположение с другого борта во избежание ошибок при боковом скольжении; Трубки Пито (резервный пилот+КВС) резервный пилот- с другого борта)
Для получения полного давления Pt набегающий воздушный поток
задерживается в вынесенной вперед трубке, называемой трубкой Пито (Рисунок A9), которая замеряет скоростной напор. Это измерение напора учитывает окружающее давление (статический аспект) на данной высоте
полета плюс перемещение воздушного судна (динамический аспект).
Статическое давление Ps измеряется при помощи нескольких симметричных приемников статического давления, расположенных под прямым
углом к набегающему потоку воздуха. Такое измерение представляет давление окружающей среды на данной высоте полета (статический аспект).
CAS = f (Pt-Ps) = f (q)
Полет с постоянной CAS на участке набора высоты обеспечивает такое же аэродинамическое воздействие, как и на уровне моря, и, следовательно,
позволяет устранить вариации скорости.
23
ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ |
|
Введение в летно-технические характеристики ВС |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Total pressure pick-off: Pt |
|
Static port |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ps |
Pi |
Ps0 |
Air flow
CAS |
Dynamic: q = Pt - PS |
|
Static: PS |
Рисунок A9: Техника определения CAS
(Перевод надписей внутри рисунка – слева направо и сверху вниз: Отбор полного давления Pt ; Отверстие для отбора статического давления; Поток воздуха; Динамическое давление:; Статическое давление:.)
3.2. Приборная воздушная скорость (IAS)
Приборная воздушная скорость (IAS) – это скорость, отображающаяся на указателе скорости. Независимо от условий полета, если измерения скорости
точны, то в идеале IAS должна быть равна CAS. Тем не менее, в зависимости от угла атаки воздушного судна, конфигурации закрылков, близости земной
поверхности (наличия или отсутствия эффекта земли), направления ветра и иных параметров, способных оказать влияние, могут иметь место ошибки
измерения, в основном касающиеся статического давления. Это приводит к небольшому различию между значениями CAS и IAS. Это различие именуется инструментальной поправкой или антенной ошибкой (Ki).
IAS = CAS + Ki
3.3.Истинная воздушная скорость (TAS)
Впроцессе полета воздушное судно перемещается в воздушной массе,
которая сама находится в движении относительно земли. Истинная воздушная
скорость (TAS) представляет собой скорость воздушного судна в движущейся системе отсчета, связанной с этой воздушной массой, или, проще говоря, скорость воздушного судна в воздушном потоке. Она может быть получена из
CAS, используя значение плотности воздуха (ρ) с поправкой на сжимаемость
(K).
TAS = (ρo/ρ) K CAS
3.4. Путевая скорость (GS)
Путевая скорость (GS) представляет собой скорость воздушного судна в фиксированной земной системе отсчета. Она равняется TAS с поправкой на составляющую ветра (Рисунок A10).
Путевая скорость = Истинная воздушная скорость + Составляющая ветра
24
Введение в летно-технические характеристики ВС |
ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ |
Ветер |
TAS |
GS |
DA |
GS = Путевая скорость |
|
DA = Угол сноса |
|
TAS = Истинная |
воздушная скорость |
Рисунок A10: Путевая скорость и угол сноса |
|
3.5. Число Маха
Число Маха выражает соотношение между TAS и скоростью звука.
M = TASa
Где TAS = Истинная воздушная скорость a = Скорость звука на высоте полета
Скорость звука в узлах равна:
a(kt) = 39 SAT(K)
Где SAT = Статическая температура воздуха (окружающая температура) в кельвинах
Скорость звука зависит только от температуры. Следовательно,
число Маха может быть выражено следующим образом:
M = 39 |
TAS (kt) |
273 + SAT(°C) |
При полете с данным числом Маха в тропосфере: С увеличением барометрической высоты уменьшается SAT и соответственно истинная воздушная скорость (TAS). Или:
выше меньше
25
ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ |
Введение в летно-технические характеристики ВС |
Pt и Ps, замеряемые соответственно трубкой Пито и приемниками
статического воздушного давления, также используются при определении числа Маха. Следовательно,
|
Pt −Ps |
|
|
q |
|
|
|
|
|
|
|||
P |
|
|||||
M = f |
|
= f P |
|
|||
|
s |
|
|
s |
||
Затем из числа Маха получается TAS для отображения на индикаторах
современных воздушных судов:
TAS(Kt) = 39M 273 + SAT (º C)
3.6. Изменения истинной скорости (TAS)
FL
450
400 |
|
tropopause |
|
iso Mach 0.78 |
||
|
|
|
|
|
||
350 |
|
|
|
|
|
|
300 |
Cross-over altitude |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
250 |
|
|
|
|
|
|
200 |
|
|
|
|
|
|
150 |
|
|
|
|
|
|
100 |
iso CAS 300 |
|
|
|
|
|
50 |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
200 |
250 |
300 |
350 |
400 |
450 |
TAS (kt) |
500 |
||||||
Рисунок A11: Вариации истинной воздушной скорости – профиль набора высоты на скорости 300 узлов /
M0.78
Вышеприведенный график (Рисунок) показывает вариации TAS как функцию барометрической высоты для профиля набора высоты с постоянной
CAS (300 узлов) и постоянным числом Маха (M0.78).
Высота, на которой данная CAS равна данному числу Маха называется
высотой схождения (cross-over altitude).
26