空速表的真实空速测量

空速表的真实空速测量,第1张

理论和实验证明,动压q与空速v之间有如下关系:q=1/2ρV2(1+ε) ,其中ε为考虑气体压缩性所引入的修正系数,它与空速和静温有关;ρ为大气密度,与大气静压和静温密切相关。因此真实空速信号可通过测量动压、静压和静温而获得。据此设计的真实空速表因必须引入静温信号,结构较为复杂。在标准大气状态下,静温是静压的单一函数,这样就把真实空速看作只是动压和静压的函数,由此得到的真实空速称为有局部温度修正的真实空速,因为在非标准大气状态下,只能部分补偿温度的影响,测得的只是真实空速的近似值。根据这一原理设计的真实空速表,结构比较简单,得到了广泛的应用。真实空速信号主要用于领航计算和火控系统中。

飞机的高度表示有两种方式

一种是海拔高度,这是用膜式气压计来计算的,即利用一个高度真空的小金属盒子感知气压的变化,并换算成海拔高度

还有一种是和地面的相对高度,这种高度表示一般在起降或在山地飞行时候很有用,还有攻击机或巡航导弹超低空突防时候,需要使用地形跟踪系统。其原理为向地面发射无线电波并测定返回时间,之后除以速度便得知相对距离

空速是利用空速管探测的,这根管子也叫皮托管,是利用机内的静流体与机外流体的相对压力差算出速度差,从而计算航速(也就是所谓的“表速”)。因为机内的参考静流体是和飞机一起运动的,所以它的速度等于航速,机外的流体若是视为静止,那么测量压力差以后,根据伯努利定律即可算出流体之间的相对速度值。在低空,表速与地速差别较小,可用表速来说明飞机速度;而在高空,由于空气稀薄,表速指示远小于实际地速,一般以马赫数来表示巡航速度。

至于地速,飞机上有机载地速计。根据几个不同的镜头测到同一物体的时间差以及自身在此期间飞过的距离,可以很快的“计算”出它相对于地面的飞行速度。据说这是仿生学的成就之一。但是地速一般是靠塔台的雷达来读的

指示空速表利用开口膜盒等敏感元件,通过测量空速管处的总压与静压的压差,并把它转换为标准海平面状态下(静压为101325×103帕或760毫米汞柱,温度为15°C)的速度单位,间接测出空速。它实质上是一个动压测量仪表,在标准海平面状态下它所指示的空速(表速)值与真实空速相吻合,非标准状态下或海平面以上,指示空速将偏离真实空速。高度愈高,偏差愈大。迎角一定时,升力和阻力的大小直接取决于动压,因此指示空速对保证安全飞行防止失速具有重大的意义,尤其是在起飞和着陆阶段。

那要看是什么种类,例如V1导弹的制导系统严格来说与V2没太大区别都是惯性制导,制导组件是分别是陀螺方位仪组件(用于测量导弹的飞行方向并使导弹保持航向),空速计组件(用于测量控制导弹的飞行速度),机械计时器组件(用于测量导弹的飞行距离),高度计组件(用于测量控制导弹的飞行高度),油路切断器组件(用于切断导弹发动机的供油,使导弹失去动力落地)。X-4是有限遥控制导。也就是由飞行员用一副遥控器通过导弹后面的一根电线来控制导弹飞向目标。反坦克导弹是有线制导,防空导弹和反舰导弹当时是无线电制导。当然了只都是当时纳粹德国发明的,现在都改用GPS或者是激光镭射制导等等了。

空速管。

在飞机的机头或机翼上一般都会有一根细长的方向朝着飞机的正前方管子。这就是空速管。它主要是用来测量飞机速度的,同时还兼具其他多种功能。

空速管测量飞机速度的原理是这样的,当飞机向前飞行时,气流便冲进空速管,在管子末端的感应器会感受到气流的冲击力量,即动压。飞机飞得越快,动压就越大。如果将空气静止时的压力即静压和动压相比就可以知道冲进来的空气有多快,也就是飞机飞得有多快。比较两种压力的工具是一个用上下两片很薄的金属片制成的表面带波纹的空心圆形盒子,称为膜盒。这盒子是密封的,但有一根管子与空速管相连。如果飞机速度快,动压便增大,膜盒内压力增加,膜盒会鼓起来。用一个由小杠杆和齿轮等组成的装置可以将膜盒的变形测量出来并用指针显示,这就是最简单的飞机空速表。

现代的空速管除了正前方开孔外,还在管的四周开有很多小孔,并用另一根管子通到空速表内来测量静止大气压力,这一压力称静压。空速表内膜盒的变形大小就是由膜盒外的静压与膜盒内动压的差别决定的。

空速管测量出来的静压还可以用来作为高度表的计算参数。如果膜盒完全密封,里面的压力始终保持相当于地面空气的压力。这样当飞机飞到空中,高度增加,空速管测得的静压下降,膜盒便会鼓起来,测量膜盒的变形即可测得飞机高度。这种高度表称为气压式高度表。

利用空速管测得的静压还可以制成"升降速度表",即测量飞机高度变化快慢(爬升率)。表内也有一个膜盒,不过膜盒内的压力不是根据空速管测得的动压而是通过专门一根在出口处开有一小孔的管子测得的。这根管子上的小孔大小是特别设计的,用来限制膜盒内气压变化的快慢。如果飞机上升很快,膜盒内的气压受小孔的制约不能很快下降,而膜盒外的气压由于有直通空速管上的静压孔,可以很快达到相当于外面大气的压力,于是膜盒鼓起来。测量膜盒的变形大小即可算出飞机上升的快慢。飞机下降时,情况正相反。膜盒外压力急速增加,而膜盒内的气压只能缓慢升高,于是膜盒下陷,带动指针,显示负爬升率,即下降速率。飞机平飞后,膜盒内外气压逐渐相等,膜盒恢复正常形状,升降速度表指示为零。

空速管是飞机上极为重要的测量工具。它的安装位置一定要在飞机外面气流较少受到飞机影响的区域,一般在机头正前方,垂尾或翼尖前方。同时为了保险起见,一架飞机通常安装2副以上空速管。有的飞机在机身两侧有2根小的空速管。美国隐身战斗机F-117在机头最前方安装了4根全向大气数据探管,因此该机不但可以测大气动压、静压,而且还可以测量飞机的侧滑角和迎角。有的飞机上的空速管外侧还装有几片小叶片,也可以起到类似作用;垂直安装的用来测量飞机侧滑角,水平安装的叶片可测量飞机迎角。

空速管测量出来的速度并非是飞机真正相对于地面的速度,而只是相对于大气的速度,所以称为空速。如果有风,飞机相对地面的速度(称地速)还应加上风速(顺风飞行)或减去风速(逆风飞行)。另外空速管测速原理利用到动压,而动压和大气密度有关。同样的相对气流速度,如果大气密度低,动压便小,空速表中的膜盒变形就校所以相同的空速,在高空指示值比在低空校这种空速一般称为"表速"。现代的空速表上都有两根指针,一根比较细,一根比较宽。宽的指针指示"表速",而细的一根指示的是经过各种修正的相当于地面大气压力时的空速,称为 "实速"。

为了防止空速管前端小孔在飞行中结冰堵塞,一般飞机上的空速管都有电加温装置。

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