3.3. Измерение атмосферного давления

Наблюдение за атмосферным давлением на аэродроме производится на основном пункте наблюдения. Для измерения давления применяют чашечный барометр, высота столба ртути в котором измеряется в миллиметрах; барометр-анероид, а также датчики давления автоматических станций. В сводки погоды на аэродроме включаются значения:

- давление на уровне порога ВПП (QFE) в гПа или мм рт. ст.;

- давление, приведенное к среднему уровню моря для стандартной атмосферы (QNH) в гПа.

3.4. Измерение скорости и направления ветра

Для измерения характеристик ветра у поверхности земли используют такие приборы, как флюгер, анемометр, анеморумбометр. Это современные дистанционные электромеханические и оптико-электронно-механические приборы, датчики которых устанавливают на высоте 9-12 метров над поверхностью земли на расстоянии 200-300 метров от концов ВПП в сторону середины ВПП. Схема расположения приборов для измерения ветра приведена на рис.1.

В сводки погоды включают значения направления и скорости ветра, определенные по приборам, расположенным у конца ВПП рабочего курса посадки.

Ветер на высоте круга измеряют с помощью шар-пилота. Для уточнения скорости и направления ветра на высоте круга используют данные о ветре по сообщениям экипажей.

3.5. Измерение температуры и влажности воздуха

В сводки погоды по аэродрому включаются данные о температуре и влажности воздуха.

Для измерения температуры применяются термометры. По принципу действия термометры подразделяют на:

- жидкостные (ртутные и спиртовые);

- металлические (термометры сопротивления, биметаллические пластинки и спирали);

- полупроводниковые (термисторы).

Влажность воздуха измеряют приборами, называемыми гигрометрами и психрометрами.

Гигрометры бывают волосные и пленочные в зависимости от датчика. Они измеряют относительную влажность.

Психрометрический метод измерения влажности основан на принципе измерения температуры воздуха сухим и смоченным термометрами. Характеристики влажности рассчитываются по специальным психрометрическим таблицам.

Прогностическая работа

3. ОСНОВЫ АВИАЦИИ

3.1. Основы аэродинамики и динамики полета воздушных судов

Основные понятия и законы аэродинамики воздушных судов.

Аэродинамика наука о законах движения воздуха и о механическом взаимодействии между воздушными потоками и телами, которые в нем нахо­дятся.

Под потоком понимается масса воздуха, движущаяся относительно какого-либо тела. Так как механическое взаимодействие между воздухом и телом ос­тается одинаковым независимо от того, что перемещается: воздух, тело или воздух и тело одновременно, то в аэродинамике часто используется принцип обращения движения. Он предполагает, что тело (самолет) в воздухе остается неподвижным, а поток обтекает его со скоростью, равной скорости полета, но направленной в противоположную сторону.

Основная задача, которая, решается аэродинамикой в интересах авиации, заключается в определении сил и моментов, действующих на самолет при раз­личных условиях полета. Эти силы возникают за счет воздействия самолета или отдельных его частей на воздушный поток, изменяя как характеристики самой среды (воздуха), так и характеристики движения.

Основными характеристиками, которые определяют физическое состояние воздуха, являются: давление, температура, плотность и его сжимаемость. Остальные характеристики воздуха являются производными от вышеперечисленных и определяются математически.

К основным законам аэродинамики относят уравнение состояния воздуха, уравнение неразрывности, уравнение (закон) Бернулли.

Уравнение состояния воздуха. Между давлением воздуха (р), его плотно­стью (ρ) и температурой (Т) существует зависимость:

pV = RT, (1/1)

где V - удельный объем воздуха, а R - газовая постоянная. По двум известным величинам всегда можно определить состояние воздуха.

Уравнение неразрывности. Это уравнение показывает, что в трубке пе­ременного сечения (рис. 1.1) при установившемся движении секундный расход воздуха постоянен во всех сечениях трубки. Сле­довательно,

(ρSV) ₁ = (ρSV) _2, (1.2)

где р - плотность воздуха, S - площадь сечения трубки и V - скорость возду­ха в сечении.

Рис. 1.1. Схема движения воздуха в трубке переменного сечения.

Если распространить равенство на весь установившейся поток, то выраже­ние (1.2) можно записать в виде:

ρSV = const (1.3)

Это и есть общий вид уравнения неразрывности: секундная масса воздуха, проходящего через любое сечение установившегося потока, есть величина по­стоянная.

Таким образом, установлено, что большему сечению соответствует меньшая скорость потока, и наоборот.

Уравнение (закон) Бернулли. Для пояснения этого закона вернемся к рис. 1.1. Из рисунка видно, что S ₁ > S₂, а следовательно, V_{1 <} V₂, В установившемся потоке увеличение скорости возможно только в том слу­чае, если статическое давление на уровне первого сечения (р₁) будет больше статического давления на уровне второго сечения (р₂), т.е. р_{1 >} р₂.

По законам аэродинамики полное давление на уровне любого произволь­ного сечения складывается из двух частей: статического давления (р) - атмо­сферного давления на высоте полета и так называемого скоростного напора, который называется еще динамическим давлением и который равен ρV ²/2.

В самом общем виде закон Бернулли можно записать следующим образом:

р + ρV ²/2 = = const. ( 1 .4)

Это означает, что большей скорости потока соответствует меньшее статическое давление, и наоборот.

Уравнение Бернулли позволяет объяснить физические процессы, приво­дящие к образованию аэродинамических сил на крыле самолета и несущем винте вертолета.