指示空速
第3讲 马赫与空速表
1
k
k 1 2k Ps Pt k 或 1 k 1 s Ps k 1 Qc k 2k 或 RTs 1 1 k 1 Ps
k 1 Pt k 2k 或 RTs 1 k 1 Ps
s
s
2013年2月3日11时24分
第15/共45
空速与动压的关系
qc((×9.8Pa) 当飞机在同一高度、 同一速度飞行时， 考虑空气压缩性比 不考虑空气压缩性 所得的动压大。 马赫数为0.6~0.7时， 不考虑空气的压缩 性，计算空速时， 会造成9~13%的误差。
2013年2月3日11时24分
第5/共45
2013年2月3日11时24分
空气流速小于音速时空速测量的 理论基础（一）
空气流速小于音速时 假设空气在绝热的流管中流动，并假设空气 在流动时，在空间任何一点所具有的状态参 数不随时间而改变。 参见P35图3-2，在流管上取垂直流管中心线 的切面。流入切面的能量由动能和势能两部 分构成。 动能（Q为空气质量流量）如下：
7M a2 1
1.492 1 2 Ma
第17/共45
2013年2月3日11时24分
真空速、指示空速、马赫数
真空速 空气与物体之间相对运动的真实流速，即飞 机相对空气运动的真实速度。 指示空速 将飞机所具有的空速归化为标准海平面上飞 机相对于空气的运动速度，即不考虑飞机所 在处大气参数随高度而变化的空速。指示空 速只与动压有关。 马赫数 真空速与当地音速的比值。
s
s
s
k V 2 k V 4 k 2 k V 6 Ps 1 1 48 a 2 a 8 a
⑥空速
中温度为－30°，求TAS是多少？ 是多少？ 中温度为－ ° 是多少
TAS＝465 KM/h ＝ 2、心算方法 、
三、空速的换算
(一)表速与真空速的换算 一 表速与真空速的换算 BAS CAS IAS EAS TAS
机械误差和空气动力学误差一般不修正， 机械误差和空气动力学误差一般不修正，小型低速 飞机对空气压缩性误差一般也不修正， 飞机对空气压缩性误差一般也不修正，故只修正空 气密度误差。 气密度误差。
１、尺算方法
(2)空气密度误差 △Vp) 空气密度误差( 空气密度误差
方法误差
空气压缩性修正量误差：低速飞行时较小， 空气压缩性修正量误差：低速飞行时较小，6000m以 以 下飞行时不用修正， 下飞行时不用修正，但6000m以上必须修正 以上必须修正 空气密度误差
修正补偿机构进行修正， 修正补偿机构进行修正，现广泛采用 领航计算尺计算修正， 领航计算尺计算修正，用于小型低速飞机
二、测量空速的仪表
根据动压与空速之间的函数关系， 基本原理：根据动压与空速之间的函数关系，利 用开口膜盒测量动压表示空速的。 用开口膜盒测量动压表示空速的。
(一)仪表空速表 一 仪表空速表
测量：仪表空速 测量：
(二)仪表真空速表 二 仪表真空速表
测量： 测量：表真速
(三)真空速表 三 真空速表
测量：真空速 测量：
在中、低空，通常高度每升高 在中、低空，通常高度每升高1000米，TAS 米 约增加5％。 比IAS约增加 ％。 约增加
空速定义
空速名词定义中文名称：空速英文名称：air speed定义：飞行速度的标量。
航空器相对于空气团运动的速度。
所属学科：航空科技（一级学科）；飞行原理（二级学科）空速是指飞行器相对于空气的速度。
根据测量方法上的差异，空速可分为指示空速、校准空速、当量空速、真实空速等几种。
真实空速真实空速（True Air Speed），又称真空速，是表示飞行器飞行时相对于周围空气运动的速度，其缩写形式为TAS，用符号VT表示。
飞机在领航计算时所使用的空速就是真空速。
指示空速指示空速(Indicated Air Speed），又称表速, 它是根据测量得到的动压，并按海平面标准大气条件下空速与动压的关系而表示的速度值，其缩写形式为(IAS)，用符号Vi表示。
为了飞行的安全，飞行员操纵飞机所依据的就是指示空速。
校准空速即校正空速（Calibrated Air Speed），是指示空速经过修正安装误差、仪表指示误差所得到的空速，其缩写形式为(CAS)，用符号Vc表示.当量空速当量空速（Equivalent Air Speed）,是校正空速数据经过具体高度的绝热压缩性修正后的空速值，其缩写形式为（EAS），用符号VE表示。
化学工程反应器空速：规定的条件下，单位时间单位体积催化剂处理的气体量，单位为m3/(m3催化剂·h)，可简化为时间h-1。
反应器中催化剂的装填数量的多少取决于设计原料的数量和质量以及所要求达到的转化率。
通常将催化剂数量和应处理原料数量进行关联的参数是液体时空速度。
空速是指单位时间里通过单位催化剂的原料油的量，它反应了装置的处理能力。
空速有两种表达形式，一种是体积空速，另一种是质量空速。
体积空速=原料油体积流量（20℃，m3.h-1）/催化剂体积（m3）质量空速=原料油质量流量（㎏.h-1）/催化剂质量（kg）空速是根据催化剂性能、原料油性质及要求的反应深度而变化的。
允许空速越高表示催化剂活性愈高，装置处理能力越大。
PO飞机制造术语
PO飞机制造术语
PO是指中国货运邮政航空有限公司 China Postal Airlines。
PO飞机制造术语为：
1、失速：失速指的是流经机翼上表面的气流速度不足导致飞机升力不够，他和速度不足还是有一定差别的，相同速度下飞机的有些姿势就会导致失速。
是否导致失速主要看飞机的飞行姿态和速度。
2、尾旋：尾旋就是飞机在一些原因下一边自转一边下坠的过程，这是一种非正常的、极其危险的飞行状态。
造成尾旋的原因主要有飞行员操作不当或遭遇大风两种可能。
究其根本是一侧机翼在失速以后改变自身状态，导致自己失速更加严重，在这样的恶性循环之后飞机整体开始旋转并迅速下坠。
在正常情况下飞行员都应尽量尽量尽量避免进入尾旋，许多飞机坠毁事故都是从尾旋开始。
3、空速：空速指的是飞行器相对于空气的速度，是计算飞行器空气动力的必要参数和航程推算的重要依据，主要分为指示空速、校准空速、当量空速、真实空速四种。
真空空速指飞机和空气的相对速度；指示空速指通过指示器校准后和空气的相对速度；校准空速指指示空速在消除了仪器误差之后的数值；当量空速指校准空速消除空气膨胀误差之后的数值。
飞机是怎么确定高度和速度的？
飞机是怎么确定⾼度和速度的？⾸先是⾼度，飞机测量⾼度利⽤的原理是⼤⽓压，初中地理就学过海拔越⾼⽓压越低，并且⾼度和⽓压是呈⼀定的线性关系的。
飞机上的⾼度表其实就是⼀个⽓压计，测得⽓压值后经过换算就能得到飞机的⾼度了。
不过现代的飞机基本上都使⽤⽆线电⾼度表来测量⾼度，它是现代飞机上必要的导航设备之⼀，⽆线电⾼度表要⽐⽓压⾼度表要精确许多。
⽆线电⾼度表原理是向地⾯发射雷达波，雷达波反射后重新被飞机接收，通过测量雷达波来回所⽤的时间来测算飞机的⾼度。
⽆线电⾼度表仅在飞机距地⾯750⽶以内⼯作，所以⼀般在飞机进近和着陆阶段使⽤。
再来说说飞机速度的测量。
飞机的速度有两个：空速和地速。
空速就是飞机相对空⽓运动的速度，地速就是飞机相对地⾯运动的速度。
所以理论上飞机的地速=空速+风速。
测量空速的系统由三部分组成。
第⼀部分叫空速管，也叫做⽪托管，它位于机头前部（如下图），向前伸出状。
飞机飞⾏时空⽓迎⾯吹过来流⼊⽪托管中，在管⼦的后部就可以感受到流⼊空⽓的全部压⼒。
这个压⼒由空⽓流⼊管内的动压和空⽓静⽌时内部的静压组成。
第⼆部分是静压孔，如下图。
静压孔是开在机⾝侧⽅不受⽓流⼲扰的⼀些⼩孔。
空⽓从这⾥缓慢流⼊孔内，这⾥的空⽓压⼒是静压。
第三部分是压⼒表，表的⼀端与空速管相连，另⼀端与静压孔相连。
全压与静压之差称之为动压，根据动压与空速的相关关系，就能将空速换算出来，这个关系有点复杂牵涉流体⼒学原理，这⾥就不作拓展了。
这⾥得到的空速叫做“指⽰空速”，也叫做表速，是换算到标准状态下的空速，并⾮飞机飞⾏的真空速，但却是关乎飞⾏安全的最重要的飞⾏数据之⼀。
飞机的真空速（也就是实际相对空⽓速度）会⼤于指⽰空速。
⾄于地速，可由机载多普勒导航雷达来测量，也可由地⾯基站的电影经纬仪、脉冲测量雷达来测定飞机的地速。
多普勒雷达的⼯作原理是以多普勒效应为基础的，是指当发射源和接收者之间有相对径向运动时，接收到的信号频率将发⽣变化。
电影经纬仪是在陆地固定站上使⽤，它是电影摄影机与经纬仪相结合的仪器，能测量⽬标的⽅位⾓和俯仰⾓，主要⽤于飞机、⽕箭和航天器轨迹测量和起飞、着陆与飞⾏实况记录。
模拟飞行基础教程(飞机仪表盘)
（1）姿态仪。
该仪表用于反映飞机的姿态变化（如俯仰角度及倾斜角度）。
在姿态仪中蓝色代表天，深色代表地面，中间的白线代表地平线。
当飞机上仰时，姿态仪中的小飞机（橘红色）向上移动，当小飞机处于人工地平线上方时，代表飞机的仰角为正，蓝色部分的小黑线表示俯仰角度，依次为5度、10度……当飞机向左倾斜时，小飞机会相对人工地平线左倾相同角度，姿态仪最上方的橘红色三角形指示位置即为倾斜角度（最中央白线为0度，向外依次表示5度、10度、15度、30度）。
（2）速度表。
该表显示的是指示空速，指示空速是由吹入动压空的气流压强和静压孔测得静态空气压强的差值得出的，当飞机处于标准海平面气压中指示空速就等于真空速。
指示空速的单位是节。
此外讲解以下几个速度的不同：1）指示空速（如上）2）真空速：飞机相对周围气体的速度，粗略数据可由指示空速换算得来。
3）地速：飞机相对地面的速度，可由真空速加上风速得出。
4）马赫数：真空速与相应条件下音速的比值。
再来了解下速度表上各速度的标示：1）最外圈白色范围表示进行襟翼操纵的速度范围，其中注意襟翼操纵范围的最小值也就是飞机在着陆形态下的最小可操纵速度Vso。
2）绿色部分表示在不放襟翼（或称光洁形态）时的操纵范围，其最小值就是飞机在光洁形态下的最小操纵速度Vs。
3）黄色部分表示超过正常巡航/操纵范围的速度，其与绿色部分大交点也就是正常巡航最大速度，称为Vno4）最后的红色部分表示飞机结构设计的极限速度Vne，在所有飞行中都不应超过该速度。
最后发现忘了说一点，速度表的单位是节！（3）高度表。
飞机上主要用的是气压高度表，该高度表通过测量飞机所在高度的气压与海平面气压的差值得出高度。
需要注意的是在飞行中需要依情况转换高度表修正值（海平面气压状态），例如当机场处修正海平面气压为29.83英寸汞柱时，就需转动高度表左下方的旋钮时表盘右侧的气压值窗口的示数达到29.83。
在转换高度之上（美国是18000英尺，中国一般是9800英尺，若由于实际情况变化会予以通告）高度表应拨为标准海平面气压29.92英寸汞柱。
1测量飞机高度速度的仪表
根据飞机升降速度与气压变 化率的对应关系，利用毛细 管把压力变化率转变为开口 膜盒内外压力差，从而测量 升降速度。
二、结构
开口膜盒、毛细管、传送机构、指示部分等。
1.5
全静压系统(pitot-static system)
功用:收集并传送气流的全压和静压。 一、组成 全压管、静压孔、备用静压源、转换开关、加温装 置和全、静压导管等。
一、飞行高度及测量方法
1、高度的种类
高度的种类
相对高度--飞机到某一机场场面的垂直距离 真实高度--飞机到正下方地面的垂直距离 绝对高度--飞机到平均海平面的垂直距离 标准气压高度(HQNE)--飞机到标准气压平面的垂直 距离。航线上使用。 标 准 气 压 平 面 : 气 压 为 760mmHg 或 1013mb 或 29.92inHg的气压平面。
(一) 全压管和静压孔
分别收集气流的全压和静压，提高可靠性和 准确性。
全压管和静压孔
转换开关
二、系统误差
全压管堵塞,而管上的排水孔未堵塞 由于外界空气不能进入全压系统,系统内已有的空气又 会从排水孔流出,管内余压将逐渐降至环境(外界)空气压力。 空速表感受到全压和静压之差为零,表上的读数会逐渐降至 零。也就是说,空速表上会出现与飞机在停机坪上静止不动 时相同的指示。但空速表指示一般不是立即降至零，而是逐 渐降至零。 全压管和排水孔都堵塞 由于外界空气不能进入全压系统,系统中已有的空气又 流不出来,从而造成实际空速改变时，管内空气压力无变化， 空速表上的指示也无明显变化。若静压孔在此情况下未堵塞， 空速仍会随高度变化。当飞行高度超过全压管和排水孔堵塞 时的高度时，由于静压降低，全压与静压之差增大，空速表 指示空速增加。当飞行高度低于堵塞出现时的高度时，就会 出现与上面相反的指示。
空速指示不可靠
➢ ADIRS不能拒绝接受同时发生的相似的两个异常的速度或高度，会 使用余下的两部错误的ADR来计算。
➢ 陷阱 • 所有的指示或许一致，但或许同样的不可靠 • 指示或许不同，但是试图评估正确的指示可能是危险的
➢ 下面的观点对及时发现是很重要的： • 仪表扫视 • 飞行机组对 IAS / 俯仰 / 推力 / 爬升率相互匹配的典型特征的认 识
• 备用速度带代替了两部PFD上的速度带；
• GPS高度代替了两部PFD的高度表；
机组可以通过备用速度带，按照安全速度来操作飞机， 也就是说，通过调整推力和俯仰，把速度保持在失速速 度和最大结构速度之间。
使用BUSS
•在一架装有BUSS的飞机上，如果在执行排故时无 法确定故障的ADR时，或者当所有的ADR都受到影 响，那么飞行机组将关闭所有的大气数据记录器并 且按照BUSS的绿区速度飞行。
•如果执行安全飞行受到影响，那么在排故之前，仍 然必须执行记忆项目。
防止本能地剔除少数指示不同的ADR
利用剩余的ADR飞行
一旦明确地确认了故障的ADR，应关闭。这会触 发相应的ECAM警告和相关的动作，应当完成这些动 作以便落实对各个飞机系统的影响。
如果至少有一部ADR可靠，飞行机组必须使用它 〈在确认其有效性后〉。这样就可以停止应用ADR检 查程序/空速指示不可靠程序。
强降水 严重积冰（阻塞皮托管） 失去加温 雷达罩损坏 火山灰、昆虫、尘埃…..
➢ IAS 波动或指示一个不稳定或阶梯下降 ➢ IAS 波动剧烈或急剧减小 ➢ A/THR 或AP/FD 对 IAS 异常的响应 ➢ 发动机的参数/指示的异常变化 ➢ AP/FD 或许断开 ➢ FMS 或许短时失去 ➢ 高度指示或许上下波动 ➢ 静压空堵塞影响FPV (因为FPV是基于惯导、V/S、 GS)
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中文名
指示空速
外文名
indicated airspeed
缩写形式
用符号Vi表示
其他名称
表速
单位
节或者马赫
中文名称：指示空速
英文名称：indicated airspeed
缩写形式为(IAS)，用符号Vi表示。
其他名称：表速
分类：飞机上所用的常用速度有4种:指示空速(IAS),真空速(TAS),地速(GS),马赫数(Mach).
指示空速:飞机和空气相对的速度,也是空速表上显示的速度,有时简称为"表速""空速".
飞机上所用的常用速度有4种:指示空速(IAS),真空速(TAS),地速(GS),马赫数(Mach).
指示空速:飞机和空气相对的速度,也是空速表上显示的速度,有时简称为"表速""空速".
真空速:经气压换算成海平面高度的指示空速.
地速:飞机相对地面的速度.可以通过地面导航台、GPS等测得。
马赫数:真空速和音速的比值.
表速和真速的数值是不同的，主要原因是飞机空速管并不能测出飞机的飞行速度，而只能测量出q=0.5*ro*v*v(其中ro是空气密度，v是飞机相对于空气的速度)，然后用q除以密度ro再除以0.5，将结果开方（通过电路或机构实现）即可得到飞行速度。
但除以密度时只能用海平面的密度值，而空气密度随着高度升高在减小，所以表速（仪表显示的速度）就和真速不一致，比真速要小，高度越高，差别越大。
在无风的状态下，真速和地速是一致的；有风的情况下，真速和地速是不一致的，真速和风速之和（矢量和）等于地速。
注意这种情况仅适用于平飞，如果你是在爬升或者下降状态，无风时地速不等于真速，种情况下地速只等于飞机真速的水平分量。
举例:一架飞机以相对地面速度为200M\S的速度向北水平飞行,这时飞机的地速为200M\S.若此时刮20M\S的正北风,则指示空速即表速为20+200=220M\S.此时海平面的声速为340M\S,所以马赫数为200\340=0.59
定义：
详细解释：
飞行中的动压与飞行安全有着非常重要的关系。
例如，飞机的升力就与动压成正比。
在“动压”这一词条中，
Pd = ρ*V*V*1/2，其中：ρ为大气密度，V为飞行速度（真空速）
这是在不考虑空气压缩性时情况。
当按海平面标准大气条件下（760毫米水银柱，气温零上15摄氏度）时，其密度为Pd ，这样，
式中的Pd是动压。
由此得到的速度就是指示空速。
它实际表示的是飞行器空气动力的大小，是关乎飞行安全的最重要的飞行数据之一。
所以飞机上专门有一块仪表（或组合仪表中的一个），用来指示它，所以指示空速又称为表速。
下图就是一个典型的组合空速表，其中的粗指针指示的就是指示空速，而细指针指示真空速。
指示空速作用条件
上图是空速管的剖面示意图，如图所示：当飞机向前飞行时，前方的空气从空速管前方的开口流入空速管内，并且撞击空速管底部的压力传感器。
飞机的速度越快，空气撞击空速管的压力也就越大。
因此根据压力的不同就可以判断飞机当前
的空速。
所以事实上早期的空速计是一个精密压力表，将表盘上的压力单位改为速度单位，相当不准确。
而现代航空器，空速值通过电脑换算，大大提高准确率。
但是有一个问题，由于飞机的巡航高度通常在海拔5000米以上。
而你知道，一般来说海拔越高的环境空气越稀薄，也就是说每个单位体积内所含有的空气越少。
这样就导致了随着飞机的爬升，空气逐渐稀薄，在与空气的相对速度不变的情况下，撞击空速管的空气变少，因此撞击空速管的压力也就降低。
而这导致了空速管测量到的空速偏低。
这种情况下即使飞机本身与空气的相对速度很快，但是空速计的指示仍然较低，与实际空速存在一定偏差。
因此人们把这个速度叫做飞机的指示空速，通常用节表示。
就字面意思而言，所谓指示空速就是空速计所指示出的空速，并不是飞机实际的空速。
指示空速测量原理
指示空速是根据空速与动压的关系，利用开口膜盒测量动压来表示空速的。
下图是指示空速表的基本原理图。
飞机上安装一个空速管，用以感受飞机在飞行时气
流产生的动压和大气的静压，分别用导管与空速表的全压和静压管接头相连。
空速表内有一个开口膜盒，其内腔通全压，表壳通静压。
膜盒内外压力差反应动压的大小。
在静压和气温一定的条件下，动压的大小完全取决于空速。
指示空速表就是根据海平面标准大气压条件下，空速与动压的关系设计制造的。
指示空速表的基本原理图
真空速与动压的关系为
式中
——真空速
——动压
——飞机所在高度上的空气密度
——h高度上的空气压缩修正量
指示空速与动压的关系式：
式中
——指示空速
——海平面标准大气条件下的空气密度
——海平面标准大气条件下空气压缩行修正量
指示空速与真空速的关系为
基于上式，可以由指示空速求出真空速。
由指示空速小于真空速，高度越高，误差越大。
这种误差叫做指示空速的方法误差，对于指示空速表只能通过计算加以修正；而对于真空速表是利用测量静差、气温和动压的大小来自动修正指示出真空速。
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