空速管及空速测量
经常做飞机旅行的人有时会有疑问:同一个目的地,为何来回距离一样,但是飞行时间却相差很多,尤其在国际航班上表现更为明显。例如从上海浦东国际机场出发飞美国洛杉矶,机票订票时显示行程大概12个小时。但是实际乘坐飞机时会发现去程上海浦东飞了11小时45分钟到了洛杉矶,但是从洛杉矶返程上海却飞了14小时15分钟,去程和返程竟然差了2个半小时。上海浦东和美国洛杉矶两地的飞行距离都一样,为何时间差了这么多?有些人说是因为地球自转的原因,如果是地球自转关系,那么飞机不用飞,在天空中悬停1天,不就是环绕地球一周了。也有人说是飞机速度不一样,还有人说是地球万有引力关系,众说纷纭,迷雾重重。究竟真相如何?其实飞机飞行时间长短跟地球自转没有直接关系,不过地球自转跟另一个因素有关系:飞机的速度(空速)。飞机的飞行时速不仅仅是飞机速度,包括两个速度的矢量,空速和地速。
空速(CAS,IAS,校准空速/指示空速):飞行器事实上在空气中移动的速度。简单的说就是飞行器相对于空气的运动速度,如空速管所测试的飞行器的速度。翼面的升力来自于流过其上下表面气流的速度差,因此空速决定了升力的大小。空速越大,升力就越大;没有空速,升力消失,飞机就会从天上掉下来。
地速(Ground Speed):飞行器相对于地面坐标系的运动速度,它是空速与风速的向量之和。无风飞行时,空速就是地速。如GPS和北斗所测试的速度就是地速。
空速管是怎样测量空速的?空速管也称皮托管、总静压管等,它是测量飞机飞行时周边气流的总压和静压等数据,并将测得的静压和全压等大气压力数据传送至大气数据计算机和驾驶舱内飞行仪表的装置。我们可以看到空速管的前端有一个小孔,实际上它由两个同心圆管组成,内圆管为总压管,外套管为静压管。当飞机向前飞行时,气流便进入空速管前端的小孔,而安装在管子末端的传感器就能感受到气流冲击的力量——这实际上就是一个压力传感器,感受到的压力被称作动压。飞机飞得越快,气流冲击力越大,动压就越大。而此时将空气静止时的静压与动压相比,就可以得出压差。
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