Истинная воздушная скорость

Механический указатель истинной воздушной скорости для самолета. Пилот устанавливает барометрическую высоту и температуру воздуха в верхнем окне с помощью ручки; стрелка указывает истинную воздушную скорость в нижнем левом окне. Здесь скорость отображается как в узлах (узлов), так и в милях в час (миль / ч).

истинная воздушная скорость (TAS ; также KTAS, для истинной воздушной скорости в узлах) самолета - это скорость самолета относительно воздушной массы, через которую он летающий. Истинная воздушная скорость - важная информация для точной навигации самолета. Традиционно он измеряется с помощью аналогового индикатора TAS, но по мере того, как Глобальная система позиционирования стала доступной для гражданского использования, важность таких аналоговых инструментов снизилась. Поскольку указанная воздушная скорость является лучшим индикатором используемой мощности и доступной подъемной силы, истинная воздушная скорость не используется для управления воздушным судном во время руления, взлета, набора высоты, снижения, захода на посадку или посадки; для этих целей используется указанная воздушная скорость - IAS или KIAS (узлы, обозначенные воздушной скоростью). Однако, поскольку указанная воздушная скорость показывает только истинную скорость в воздухе при стандартном давлении и температуре на уровне моря, для целей навигации на крейсерской высоте в менее плотном воздухе необходим прибор TAS. Измеритель IAS очень близок к TAS на меньшей высоте и на более низкой скорости. На реактивных авиалайнерах счетчик TAS обычно скрывается на скорости ниже 200 узлов (370 км / ч). Ни один из них не обеспечивает точную скорость над землей, поскольку не учитываются приземные ветры или ветры на высоте.

Содержание

• 1 Характеристики
• 2 Ошибки определения воздушной скорости
• 3 Использование в навигационных расчетах
• 4 Расчет истинной воздушной скорости
  • 4.1 Низкоскоростной полет
  • 4.2 Высокоскоростной полет
• 5 См. Также
• 6 Ссылки
  • 6.1 Библиография
• 7 Внешние ссылки

Характеристики

TAS является истинным показателем летно-технических характеристик самолета в крейсерском режиме, следовательно, это скорость, указанная в характеристиках самолета. руководства, сравнения характеристик, отчеты пилотов и все ситуации, когда необходимо измерить крейсерские характеристики или характеристики выносливости. Это скорость, которая обычно указывается в плане полета, также используется при планировании полета, прежде чем учитывать влияние ветра.

Ошибки определения воздушной скорости

Индикатор воздушной скорости (ASI), направляемый набегающим воздухом в трубку Пито и неподвижным воздухом в барометрический статический порт, показывает так называемую указанную воздушную скорость (IAS). На перепад давления влияет плотность воздуха. Соотношение между двумя измерениями зависит от температуры и давления в соответствии с законом идеального газа.

На уровне моря в Международной стандартной атмосфере (ISA) и на низких скоростях, когда воздух сжимаемость незначительна (т. е. при постоянной плотности воздуха), IAS соответствует TAS. Когда плотность или температура воздуха вокруг самолета отличается от стандартных условий на уровне моря, IAS больше не будет соответствовать TAS, поэтому он больше не будет отражать характеристики самолета. ASI будет показывать меньше, чем TAS, когда плотность воздуха уменьшается из-за изменения высоты или температуры воздуха. По этой причине TAS нельзя измерить напрямую. В полете его можно рассчитать либо с помощью полетного калькулятора E6B, либо его эквивалента.

Для низких скоростей требуются следующие данные: статическая температура воздуха, барометрическая высота и IAS (или CAS для большей точности). Выше приблизительно 100 узлов (190 км / ч) ошибка сжимаемости значительно возрастает, и TAS необходимо рассчитывать по скорости Маха. Mach учитывает приведенные выше данные, включая коэффициент сжимаемости. В современных авиационных приборах используется компьютер с воздушными данными для выполнения этого расчета в реальном времени и отображения показаний TAS непосредственно на электронной системе пилотажных приборов.

Поскольку колебания температуры имеют меньшее влияние, ошибку ASI можно приблизительно оценить как указывает примерно на 2% меньше, чем TAS на 1000 футов (300 м) высоты над уровнем моря. Например, самолет, летящий на высоте 15 000 футов (4600 м) в атмосфере международного стандарта с IAS 100 узлов (190 км / ч), на самом деле летит со скоростью 126 узлов (233 км / ч) TAS.

Использование в навигационных расчетах

Чтобы поддерживать желаемый наземный путь во время полета в движущейся воздушной массе, пилот самолета должен знать скорость ветра, направление ветра, и истинная воздушная скорость для определения необходимого курса. См. Также треугольник ветра.

Расчет истинной воздушной скорости

Полет на малых скоростях

На малых скоростях и высотах IAS и CAS близки к эквивалентной воздушной скорости ( EAS). TAS можно рассчитать как функцию EAS и плотности воздуха:

$TAS\; =\; EAS\; \rho \; 0\; \rho ,\; \{\backslash \; displaystyle\; \backslash \; mathrm\; \{TAS\}\; =\; \backslash \; mathrm\; \{EAS\}\; \{\backslash \; sqrt\; \{\backslash \; frac\; \{\backslash \; rho\; \_\; \{0\}\; \}\; \{\backslash \; rho\}\}\},\}$

где

$TAS\; \{\backslash \; displaystyle\; \backslash \; mathrm\; \{TAS\}\}$- истинная воздушная скорость,

$EAS\; \{\backslash \; displaystyle\; \backslash \; mathrm\; \{EAS\}\}$- эквивалент воздушной скорости,

$\rho \; 0\; \{\backslash \; displaystyle\; \backslash \; rho\; \_\; \{0\}\}$- плотность воздуха на уровне моря в Международной стандартной атмосфере (15 ° C и 1013,25 гектопаскалей, что соответствует плотности 1,225 кг / м),

$\rho \; \{\backslash \; displaystyle\; \backslash \; rho\}$- плотность воздуха, в котором летит самолет.

Высокая -скорость полета

TAS может быть рассчитана как функция числа Маха и статической температуры воздуха:

$TAS\; =\; a\; 0\; MTT\; 0,\; \{\backslash \; displaystyle\; \backslash \; mathrm\; \{TAS\}\; =\; \{\; a\_\; \{0\}\}\; M\; \{\backslash \; sqrt\; \{T\; \backslash \; over\; T\_\; \{0\}\}\},\}$

где

$a\; 0\; \{\backslash \; displaystyle\; \{a\_\; \{0\}\}\}$- скорость звук на стандартном уровне моря (661,47 узла (1225,04 км / ч; 340,29 м / с)),

$M\; \{\backslash \; displaystyle\; M\}$- Число Маха,

$T\; \{\backslash \; displaystyle\; T\}$- статическая температура воздуха в кельвинах,

$T\; 0\; \{\backslash \; displaystyle\; T\_\; \{0\}\}$- температура при стандартный уровень моря (288,15 K).

Для ручного расчета TAS в узлах, когда известны число Маха и статическая температура воздуха, выражение можно упростить до

$TAS\; =\; 39\; MT\; \{\backslash \; displaystyle\; \backslash \; mathrm\; \{TAS\}\; =\; 39M\; \{\backslash \; sqrt\; \{T\}\}\}$

(помня, что температура в кельвинах).

Комбинирование вышеуказанного с выражением для числа Маха дает выражение для TAS как функции ударного давления, статического давления и статической температуры воздуха (действительно для дозвукового потока):

$TAS\; =\; a\; 0\; 5\; TT\; 0\; [(qc\; P\; +\; 1)\; 2\; 7\; -\; 1],\; \{\backslash \; displaystyle\; \backslash \; mathrm\; \{TAS\}\; =\; a\_\; \{0\}\; \{\backslash \; sqrt\; \{\{\backslash \; frac\; \{5T\}\; \{T\_\; \{0\}\}\}\; \backslash \; left\; [\backslash \; left\; (\{\backslash \; frac\; \{q\_\; \{c\}\}\; \{P\}\}\; +\; 1\; \backslash \; right)\; ^\; \{\backslash \; frac\; \{2\}\; \{7\}\}\; -\; 1\; \backslash \; right]\}\},\}$

где:

$qc\; \{\backslash \; displaystyle\; q\_\; \{c\}\}$- давление удара,

$P\; \{\backslash \; displaystyle\; P\}$- статическое давление.

Системы электронных летных приборов ( EFIS) содержат компьютер данных о воздухе с входными данными о давлении удара, статическом давлении и общей температуре воздуха. Чтобы вычислить TAS, компьютер данных о воздухе должен преобразовать общую температуру воздуха в статическую температуру воздуха. Это также функция числа Маха:

$T\; =\; T\; t\; 1\; +\; 0,2\; M\; 2,\; \{\backslash \; displaystyle\; T\; =\; \{\backslash \; frac\; \{T\; \_\; \{\backslash \; text\; \{t\}\}\}\; \{1\; +\; 0,2M\; ^\; \{2\}\}\; \},\}$

где

$T\; t\; =\; \{\backslash \; displaystyle\; T\; \_\; \{\backslash \; text\; \{t\}\}\; =\}$общая температура воздуха.

В простом самолете, без компьютера данных о воздухе или Махметр, истинная воздушная скорость может быть рассчитана как функция калиброванной воздушной скорости и местной плотности воздуха (или статической температуры воздуха и барометрической высоты, которые определяют плотность). Некоторые индикаторы воздушной скорости содержат механизм линейки для выполнения этого расчета. В противном случае это может быть выполнено с использованием этого апплета или такого устройства, как E6B (портативная круговая линейка ).

См. Также

• Акронимы и сокращения в авионике
• Рекомендации ИКАО по использованию Международной системы единиц
• Воздушная скорость
• Индикатор воздушной скорости
• Калиброванная воздушная скорость
• Эквивалентная воздушная скорость
• Пилотажные приборы
• Планирование полета
• Расчетная воздушная скорость

Ссылки

Библиография

• Аэронавигация. Управление ВВС. 1 декабря 1989 г. AFM 51-40.
• Клэнси, Л.Дж. (1975), Аэродинамика, Глава 3. Pitman Publishing Limited, Лондон. ISBN 0-273-01120-0
• Кермод, А.К., Механика полета, Глава 2. (Восьмое издание, 1972 г.), Pitman Publishing Limited, Лондон. ISBN 0-273-31623-0
• Грейси, Уильям (1980), «Измерение скорости и высоты самолета» (11 МБ), НАСА Справочная публикация 1046.

Внешние ссылки

• Калькулятор для бесплатных окон, который преобразует различные воздушные скорости (истинные / эквивалентные / откалиброванные) в соответствии с соответствующими атмосферными (стандартными и нестандартными!) Условиями.
• Android-приложение для преобразования воздушной скорости в различные атмосферные условия
• Истинная, Эквивалентная и Откалиброванная воздушная скорость на MathPages
• Конвертер воздушной скорости Newbyte
• avc.obsment.com - Калькулятор истинной воздушной скорости.
• Расчет истинной воздушной скорости, Маха, Пито Давление воздуха при ударе в трубке и др. на luizmonteiro.com