Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Principleflight.doc
Скачиваний:
850
Добавлен:
19.02.2016
Размер:
2.94 Mб
Скачать

Температура (т).

Температура измеряется в градусах. Используются три шкалы отсчета температуры: Цельсия (C), Кельвина (K) и Фаренгейта (F).

Плотность ().

Плотность измеряется в килограммах на метр кубический (kg/m3).

Плотность воздуха зависит от давления, температуры и влажности.

Плотность, давление и температура воздуха связаны уравнением состояния идеального газа. Из него следует, что плотность прямо пропорциональна давлению и обратно пропорциональна температуре.   р / Т;

Повышение влажности воздуха уменьшает плотность воздуха, поскольку плотность водяного пара составляет 5/8 от плотности сухого воздуха. Таким образом, кубический метр сухого воздуха будет весить больше, чем влажного, при тех же давлении и температуре.

Стандартная атмосфера (ISA).

С целью обеспечения расчетов летных характеристик самолетов и градуировки приборов в ИКАО приняты стандартные значения параметров атмосферы по высоте – стандартная атмосфера (ISA).

На уровне моря – температура t0 = 15С, давление p0 = 1013,25 hPa, плотность 0 = 1,225 kg/m3.

Температура равномерно понижается на 1,98С на каждую 1000 футов до высоты 36090 футов (11000 метров) и далее сохраняется постоянной –56,5С.

С увеличением высоты плотность воздуха уменьшается, потому что влияние на плотность уменьшения давления преобладает над влиянием понижения температуры.

Скоростной напор (q или Q).

Движущаяся масса воздуха обладает кинетической энергией (KE = ½ m V2) и будет оказывать силу на любой объект, расположенный у неё на пути.

Если воздух попадёт в замкнутое пространство и будет остановлен, то его кинетическая энергия полностью перейдет в энергию давления, это и будет скоростной напор.

Q = ½  V2 (N/m2)

Если быть более точным, то полученное давление будет суммой скоростного напора и статического давления, поскольку статическое давление присутствует всегда. Данная сумма называется полным давлением.

Скоростной напор является общей составляющей всех аэродинамических сил, действующих на самолет, и определяет нагрузки, испытываемые конструкцией самолета от набегающего потока воздуха.

Измерение скоростного напора.

Все аэродинамические силы зависят от скоростного напора, поэтому знание его величины очень важно для пилотирования самолета.

Для измерения скоростного напора используют два приёмника – полного (трубка Пито) и статического давления. Затем подают оба давления в замкнутое пространство, разделённое диафрагмой. Таким образом, на диафрагму действует разница поступающих давлений, которая соответствует скоростному напору.

Данный прибор проградуирован в единицах скорости полёта, но он будет индицировать скорость самолета только при стандартной плотности воздуха на уровне моря (1,225 kg/m3).

Во всех остальных случаях показания прибора будут отличаться от истинной (относительно воздуха) скорости самолета. Индицируемая скорость называется приборной скоростью, и она имеет первостепенное значение для пилотирования.

Взаимосвязь между воздушными скоростями.

Приборная скорость (Indicated speed; IAS) – величина, полученная при измерении скоростного напора в приборе (ASI) (см. рисунок выше).

Индикаторная земная скорость (Calibrated speed; CAS).

Изменение углов атаки и скольжения в полете меняет картину обтекания самолета. Это может неблагоприятно сказываться на точность восприятия давлений датчиками (особенно приёмниками статического давления).

Также сам прибор может обладать погрешностями. Эти ошибки устраняют введением соответствующих поправок. Таким образом, индикаторная земная скорость это приборная скорость с учетом аэродинамической и инструментальной погрешности.

Индикаторная скорость (Equivalent speed; EAS).

Воздух – сжимаемая среда. Поэтому воздух сжатый внутри приёмника полного давления будет иметь повышенную плотность. Особенно это проявляется на больших скоростях полёта и ведёт к погрешностям индикации. Индикаторную скорость получают из индикаторной земной скорости путём введения поправки на сжимаемость.

Истинная скорость (True speed; TAS; V).

Скорость относительно воздуха. Все скорости, рассмотренные ранее, фактически скоростями не являются, а представляют собой величину скоростного напора набегающего потока. Истинную скорость получают из индикаторной путём введения поправки на различие фактической плотности окружающего воздуха от стандартной.

TAS = EAS / , где  = /0 - относительная плотность воздуха.

Скорость звука (а). Звук – это «слабые» волны давления, которые распространяются в атмосфере сферически от своего источника. Скорость распространения звука пропорциональна корню квадратному из абсолютной (по шкале Кельвина) температуры воздуха. Скорость звука у земли в стандартной атмосфере равна 340 м/с (660 узлов).

Число Маха (М).

Отношение истинной скорости полета к местной скорости звука называется числом Маха.

M = TAS / a

Критическое число Маха (MCRIT).

Это такое число Маха, когда скорость воздушного потока возле какой либо части самолета (обычно возле точки максимальной толщины профиля крыла) впервые достигает скорости звука.

Погрешности и поправки.

Ещё раз отметим, что индикатор приборной скорости является манометром, измеряющим перепад давлений. Он проградуирован в единицах скорости из условий стандартной плотности воздуха.

В работе этого прибора бывают следующие погрешности:

- Инструментальная погрешность (Instrument error).

Эта ошибка может возникнуть из-за несовершенства конструкции или погрешностей изготовления прибора. В наше время подобные погрешности очень малы, и их можно проигнорировать. На тех самолетах, где инструментальную погрешность надо учитывать, соответствующие поправки внесены в таблицу индикаторной земной скорости (calibrated).

- Аэродинамическая погрешность (Position error; Pressure error).

Эта погрешность может проявляться в неправильном измерении статического и полного давлений. На давление, воспринимаемое приёмником статического давления, оказывает влияние место его установки на фюзеляже, выпуск механизации крыла, близость земли и т.п. Поэтому принятое давление может отличаться от статического давления невозмущённого потока.

Погрешности в измерении полного давления могут возникнуть, если поток будет набегать на приёмник полного давления не прямо, а под углом (при изменении угла атаки самолёта).

- Поправка на сжимаемость (Compressibility error).

При полете на больших числах М, скоростной напор не определяется выражением

Q = ½  V2, а увеличивается за счёт сжимаемости. Таким образом, если не вводить поправку, то прибор будет показывать ошибку в сторону увеличения.

Скорости «V».

При пилотировании самолета используются большое количество контрольных (опорных) скоростей, таких как Vs, V1, V r, V2 и так далее. Всё это индикаторные земные (Calibrated) скорости, потому что они относятся к пилотированию самолёта на малых скоростях. Тем не менее, все требуемые поправки внесены, и данные скорости представляются в руководстве по летной эксплуатации для пилотов, как приборные (IAS).

Vmo – максимально допустимая в эксплуатации скорость, является индикаторной (EAS), поскольку это большая скорость. Но в руководстве по летной эксплуатации она также приведена, как приборная (IAS).

В качестве итога можно сделать следующее замечание: Самолету, взлетающему с аэродрома при низком атмосферном давлении и/или высокой температуре воздуха и/или высокой влажности, потребуется развить более высокую скорость относительно воздуха (TAS), чтобы достичь требуемого уровня скоростного напора (IAS).

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]