飞行高度与速度的测量仪表
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
飞机自动驾驶仪的分类
飞机自动驾驶仪的分类飞机自动驾驶仪是一种能够实现飞行任务的自动化设备。
根据其功能和应用领域的不同，可以将飞机自动驾驶仪分为以下几类。
一、导航自动驾驶仪导航自动驾驶仪是飞机上的一种重要设备，主要用于飞行导航和航迹控制。
它通过接收来自飞机导航系统的导航信号，实现对飞机飞行状态的监控和控制。
导航自动驾驶仪能够根据预设的航路和目标点，自动控制飞机的航向、航迹和高度，从而减轻飞行员的工作负担，提高飞行的安全性和准确性。
二、高度自动驾驶仪高度自动驾驶仪是一种用于控制飞机高度的自动驾驶设备。
它通过接收来自飞机高度测量系统的信息，实时监测飞机的高度，并根据预设的高度参数进行控制。
高度自动驾驶仪能够自动调整飞机的升降舵和推力，以保持飞机在预设的高度上稳定飞行。
这种自动控制系统可以有效地减轻飞行员的工作负担，提高飞行的安全性和舒适性。
三、速度自动驾驶仪速度自动驾驶仪是一种用于控制飞机速度的自动驾驶设备。
它通过接收来自飞机速度测量系统的信息，实时监测飞机的速度，并根据预设的速度参数进行控制。
速度自动驾驶仪能够自动调整飞机的推力和襟翼，以保持飞机在预设的速度上稳定飞行。
这种自动控制系统可以提高飞行的安全性和燃油效率，减少飞行员的工作负担。
四、仪表自动驾驶仪仪表自动驾驶仪是一种用于控制飞机仪表飞行的自动驾驶设备。
它通过接收来自飞机仪表系统的信息，实时监测飞机的姿态和航向，并根据预设的飞行参数进行控制。
仪表自动驾驶仪能够自动调整飞机的副翼和方向舵，以保持飞机在预设的航向和姿态上稳定飞行。
这种自动控制系统可以提高飞行的安全性和准确性，减轻飞行员的工作负担。
五、着陆自动驾驶仪着陆自动驾驶仪是一种用于控制飞机着陆的自动驾驶设备。
它通过接收来自飞机降落系统的信息，实时监测飞机的下滑角、速度和位置，并根据预设的着陆参数进行控制。
着陆自动驾驶仪能够自动调整飞机的推力、襟翼和起落架，以实现自动着陆。
这种自动控制系统可以提高飞行的安全性和准确性，减少飞行员在复杂天气条件下的操作难度。
Cessna172R仪表系统概述
仪表系统概述
A型机
(仅供培训)
1
航空仪表概述
功用： 航空仪表系统用于显示、监视和控制与飞机
飞行、发动机及其他系统有关的参数，为飞 行和维护人员提供各种有关参数的目视指示。
2
航空仪表的分类
根据所显示和控制的目的不同，航空仪表分 为： 飞行仪表
航空仪表 发动机仪表
其他系统仪表
21
仪表板
机长中央板上的仪表： 空速表 姿态仪 高度表 转弯侧滑仪 航向指示器 升降速度表
22
仪表板
机长内侧板上的仪表： KI209A下滑指示器 KI208 航道指示器 KI227 ADF指示器 转速表
23
中央操纵台
升降舵调整片配平手轮及位置指示器 燃油选择开关（3位） 燃油关断活门 手提话筒 中央操纵台照明
18
仪表板
发动机控制：
油门杆 混合比杆
加温和通风控制：
加温 通风
襟翼位置指示器
19
仪表板
机长外侧板上的仪表：
1、时钟／电压／
外界大气温度表
O.A.T
VOLTS
24.1E
UT LT
88:88
FT ET
SELECT
CONTROL
20
仪表板
2、燃油油量表 3、EGT／燃油流量表 4、滑油温度／压力表 5、真空／电流表
飞机其他系统或设备使用的测量仪表。 襟翼位置表
其他系统仪表 电流表/电压表/频率表 座舱高度表，空气流量表
6
航空仪表的发展
关键词：
战争，科学技术
7
航空仪表的发展
发展过程经历的阶段：
王世锦《飞机仪表》第一章 概论
平时成绩组成：
1. 课堂:学习状况与出勤 2. 作业 3. 实验
考试：
闭卷笔试
第一章 概论
飞机上的全部仪表总称
测量：飞行参数，发动机及其它设备工作
状态参数 功能：1. 提供目视显示数据；2. 为机载设备 提供输入(如EICAS)
1.1 航空仪表的发展过程
机械仪表
电气仪表 综合自动化仪表 电子显示仪表
位置)，然后指示其参数。
计算仪表 ———— 必须按照一
定的数学关系式，过自
动计算才能指示其参数。
调节仪表：是在测量和计算某一对象(如飞机的
运动或工作状态)的基础上，对它进行自动调
节(即自动控制)，使它按预定的规律工作。
1.3 航空仪表的布局
安 装 位 置
指示器-驾驶舱仪表板（左、中、右、顶 部）、操纵台、其它一些需要安装仪表的地 方 传感器-安装在便于准确测量被测参数的地方
1.2 航空仪表的分类
发展阶段：机械仪表，电气仪表，机电式伺
服仪表，综合指示仪表
功能：飞行仪表，发动机仪表，其他设备仪表
工作原理：测量仪表，计算仪表，调节仪表
1. 机械仪表阶段 气压式高度表、空速表、升降速度表、磁 罗盘、航向陀螺仪等 结构简单；灵敏度低，误差大；应急仪表
直读式仪表
2. 电气仪表阶段
算方法修正。 实际值=指示值+修正量
运动状态下形成的过渡过程误差与仪表本身
结构有关。振荡环节或惯性环节
质量指标：过渡过程时间、超调量、振荡次
数
灵敏性：灵敏度、迟滞、漂移、阈值、 分辨率、死区
灵敏度—输出量随输入量单位变化所产生的变化。
y k x
灵敏性：灵敏度、迟滞、漂移、阈值、 分辨率、死区
航空仪表01
航空仪表飞行员需要不断地了解飞机的飞行状态、发动机的工作状态和其他分系统如座舱环境系统、电源系统等的工作状况，以便按飞行计划操纵飞机完成飞行任务；各类自动控制系统需要检测控制信息以便实现自动控制。
这些信息都是由航空仪表以及相应的传感器和显示系统提供的。
飞机要测量的参数很多，归纳起来可以分为飞行参数、发动机参数和系统状态参数(如座舱环境参数、飞行员生理参数、飞行员生命保障系统参数等)。
相应的，航空仪表按功用可分为飞行仪表、发动机仪表和系统状态仪表等。
同一个参数的测量原理和测量方法也很多，几乎涉及机械、电气、电子、无线电、光学等领域，这里主要介绍一些重要参数的测量原理。
3.5.1 飞行仪表这类仪表反映飞机运动状态和飞行参数，使驾驶员能正确地驾驶飞机。
主要可分为全静压系统仪表、指示飞行姿态和航向的仪表等。
全静压系统仪表全静压系统利用感受的全压和静压，分别输人膜盒内外，压力差促使膜盒变形，带动指针指示飞机的速度、高度等飞行参数，从而构成各种仪表。
这类仪表有空速表、气压式高度表、升降速度表和大气数据中心系统等。
用来测量气流全压和静压的管子称为全静压管，因用它测量飞机相对于空气运动的速度(即空速)，故又称空速管(图3.5.1)。
全静压管是一根细长的管子，远远伸在飞机机头或翼尖受气流干扰最小的地方，以免所感受到的气压受到飞机的影响。
全静压管正对气流的小口叫全压口，后面是全压室，这里感受的是迎面气流的全压(总压，即动压加静压)。
离头部一定的距离处，沿管周开几个小孔叫静压孔，这里不是正对迎面气流，在静压室中感受的是大气的静压。
由于全静压系统仪表是利用大气压强随高度、速度的变化，使金属膜盒产生膨胀或压缩变形带动仪表指针转动，所以也称为膜盒仪表、气压仪表。
空速表。
空速是指飞机在纵轴对称平面内相对于气流的运动速度。
空速是重要的飞行参数之一。
根据空速，飞行员可以判断作用在飞机上的空气动力的情况，从而正确地操纵飞机；根据空速，还可以进行领航计算。
2.3空速测量
(三)马赫数与真空速的换算 三 马赫数与真空速的换算
1、换算关系 、 2、尺型 、 例：M数指示为 ，飞行高度 QNE为 数指示为0.4，飞行高度H 数指示为 5000米，空中温度为－30℃，求TAS为 米 空中温度为－ ℃ 为 多少？ 多少？ TAS＝450 KM/h ＝
课堂练习
IAS→ IAS→TAS
IAS(BAS) 140 200 190 120 180 210 HQNE 5400 1800 2100 2700 4500 9000 tH -20 +2 +1 -4 -15 -40 TAS
184 218 212 136 230 342
M→TAS →
HQNE 5000 4000 8000 10000 tH -30 -15 -40 -45 M 0.4 0.5 0.8 0.7 TAS (Km/h)
450 580 882 762
结束
返回
返回
返回
电动高度空速表
返回
返回
返回
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
(二)表真速与真空速的换算 二 表真速与真空速的换算
飞行高度H 例：EAS＝450 KM/h ，飞行高度 QNE4000 ＝ 米，空中温度是－30℃，求真空速是多少？ 空中温度是－ ℃ 求真空速是多少？ TAS＝435 KM/h ＝
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
空速的测量计算 ppt课件
二、测量空速的仪表
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。
(一)仪表空速表
测量：仪表空速
(二)仪表真空速表
测量：表真速
(三)真空速表
测量：ห้องสมุดไป่ตู้空速
PPT课件
5
指示空速测量 指示空速表测量总压与静压之差，即动压，并把它转换 为标准海平面状态下（静压为101.325×103帕或760毫米汞柱，温度 为15°C）的速度单位。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。
PPT课件
6
真实空速测量 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。
补偿由于温度变化引起的空气密度误差。指示的是真空速。
PPT课件
39
4、马赫数指示器（M数表）
指示的是马赫数，即飞机真空速与飞行高度上音速的比值。
TAS
TAS
M
a 20 273 tH
HSI、ADI说明
HSI、ADI仪表说明HSI——地速：空中：地速是根据IRS测量表速、真空速，加上风向、风速，修正偏流后计算得出。
地面：滑行及起飞/着陆后滑跑中地速是根据设置在主轮轴中的轮速传感器测量主轮每秒转速乘以主轮圆周算得。
然而由于惯导的地速误差叠加作用，会产生诸如飞机已完全停住还有1～2KTS的地速显示的情况。
——POS方式：接通后显示飞机相对于导航台的飞机方位及GPS、IRS位置。
——3NM距离圈：接通TFC时显示。
1、3NM距离圈以时钟12个刻度方式显示，以提供飞行员几点钟方位相对飞机位置的参考。
2、当处于偏离航路飞行，准备返回计划航路时，若计划航路在3NM距离圈内，则可以直接接通LNA V而不必管当前航向多少；若计划航路在3NM 距离圈以外，则转当前航向至小于90°切入角，才能接通LNA V切入航路。
（当设置HSI距离圈大于80NM时，因3NM距离圈太小以至无法识别，所以设计成当HSI距离圈大于80NM时不再显示3NM距离圈）。
3、五边对正跑道以3°下滑角下降或做小起落对正跑道后，作为监视飞行员若将HSI设置为地图方式，当1000′标准喊话时，可通过检查3NM 距离圈边界是否卡在跑道头从而确定飞机位置高低以及沿ILS进近时检查下滑道信号工作是否正常。
若边界在跑道外，则表示飞机低于3°下滑道；若边界在跑道内，则表示飞机高于3°下滑道（当下滑道工作正常时）。
——高空巡航中航向/航迹、偏流的修正（经验）约Mac0.74～0.76时，约7KT侧风对应1°偏流。
飞行速度越大，1°偏流所需侧风也越大。
——大圆航线飞行巡航中当航路点间距离较长时（如飞乌鲁木齐航线，YBL——嘉峪关段），通常我们发现飞行航迹并非208°不变，可能从刚开始的211°逐渐递减至208°，在YBL航迹也并非正对嘉峪关VOR。
这并非GPS误差太大造成，而是基于最短航线即大圆航线原理。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
飞行高度与速度的测量仪表
一、高度表
（一）飞行高度的意义与测量方法
行离度与速度的测量仪表飞机的飞行高度是指飞机在空中的位置与基准面之间的垂直距离。
根据所选基准面的不同,飞行中使用有如下几种定义的高度:相对高度、真实高度和绝对高度。
测量飞机的飞行高度均采用间接方法。
就是通过测量与高度有单值函数关系,又便于准确测量的另一物理量,而间接得到高度的数值。
根据所选用的物理量及对物理测量的方法不同,形成了不同的高度测量装置。
目前在飞机上用得比较多的是气压式高度表和无线电高度表。
(二)气压式高度表的工作原理
根据大气层的组成及特点，我们知道空气的静压力Ps在地面上最大，随着高度增加呈指熟规律减小。
通过测量气压Ps，间接测量高度，
就是气压式高度表的工作原理，这种高度表实质上是测量绝对压力的压力表。
右图是气压式高度表的简单原理及表面图。
如图所示,将离度表壳密封,空气压力Ps由传压管送入高度表内腔。
高度增加表内压力减小,置于表壳内的真空膜盒(内腔抽真空后密封)随之膨胀而产生变形,膜盒中心的位移经传动机构传送,变换和放大后,带动指针沿刻度面移动,指示出与气压Ps相对应的高度数值。
在表面图上,窗口内的示数是基准面的气压值,通过调整旋钮调节。
测量标准气压高度时,窗口内的示值应为760;当测量相对高度时,其示数是机场地面的气压值。
（三）无线电高度表
无线电高度表是利用无线电波反射的原理工作的。
飞机上装有无线电台发射机、及发射接收天线。
测量时，发射机经发射天线同时向地面和接收机发射同一无线电波，接收机将先后接收到由发射机直接来的电波和经地面反射后的回波,两束电波存在有时间差。
如果电波在传送过程中没有受到干扰,时间差正比于被测的高度。
测量出时间差,高度
也就知道了。
图8.11无线电波反射示意图和无线电产高度表表面图。
目前使用的无线电高度表有调频式和脉冲式两种类型。
前者发射机发射的是调频式无线电波,电波的频率随时间周期性地变化,因此接收机所接收的两束电波时间差,直接转换成信号的频率差,测量频率差,即可得到真实高度。
而后者发射机发射的是离散脉冲,需要测量发射脉冲与反射脉冲之间的时间差。
在高度小于1000米的情况下,无线电高度表的准确度优于气压式高度表,因此,在飞机起飞、进场着陆阶段,大部采用无线电高度测量飞机的离地高度。
新设计的无线电高度表除指示被测高度外,还具有警戒高度的报警信号(声、光报警)和故障警告旗。
图8.11表面图中右下方的旋钮为警戒高度调整,驾驶员调定警戒高度后,当飞机在此高度附近时,高度表将发出报警信号,提醒驾驶员注意。
当高度表测量系统产生故障时高度表警告旗即出现。
二、速度表
（一）飞行速度的意义及主要测量方法
飞行速度表征飞机飞行的快慢，是一个重要的飞行参数，飞机上使用的速度概念有以下几种。
真空速:指飞机相对于空气的运动速度,简称为空速。
指示空速:归化到标准气压面条件下的真空速。
指示空速虽具有速度的量纲,但它测量的不是速度而是气流总静压力差.指示空速表是防止飞机低速失速,保证飞行安全的一个仪表。
地速:指飞机相对地面运动速度的水平分量,是飞机导航的一个重要参数。
升降速度:指飞机相对地面运动速度的垂直分量,即飞机沿地垂线的上升、下降速度。
马赫数:又叫M数,定义为空速与飞机所在位置上音速之比。
这是一个无量纲参数,用来描述高速飞机的飞行速度。
马赫数表也是防止激波失速、保证飞行安全的一个仪表。
(二)压力式速度表的工作原理
压力式测飞行速度的原理是基于著名的伯努里定律。
由该定律导出的空气动力方程表明,飞机的指示空速与气流的总静压力差成正比。
飞行马赫数的大小取决于气流的,总压和静压;而真空速则是气流的总压、静压和飞机所处空气温度的函数。
因此,测量这些参数,经过相应的解算,即可得到对应的速度数值。
由于直接测量空气温度(静温)，实际上非常困难，故在分立式真空速表中利用空气层的特性将静温转化相应的静压。
这样,真空速表马赫数表都是气流总压和静压的函数,虽然其函数式不同。
但仪表的结构形式是相同的。
正由于上述这些速度是通过测量气流的压力而获得的,故也统称为压力式速度表。
总压:指气流中因受阻滞原流速降为零的那一点(驻点,阻滞点)的压力。
表的外壳也是密封的,内腔通过接管咀引入空气静压气流总压送入开口膜盒的内腔。
当高度变化时,真空膜盒产生相应变形,膜盒硬中心的位移机械传动,移动销子位置,改变了1、II轴之间的传动比。
开口膜盒在总-静压力差的作用下产生变形,其硬中心的位移,经I、II 轴带动指针转动。
显然,指针转动的角度决定于总压静压的大小以及膜盒与传动机构的特性。
正确选择膜盒的传动机构的特性可以使指针的转角直接与马赫数相对应。
在马赫数表的刻度盘内还常装有临界马赫数标志,提醒驾驶员避免发生激波失速。
(三)升降速度表
表又叫垂直速度表，用以测量飞机上升和下降的垂青速度、即飞机的高度变化率。
测量升降速度常用的方法是在飞行高度测量装置中,增加一个微分装置或一个压力延迟部件。
分立式升降速度表常采用后者。
升降速度测量装置的指示能同时反映升降速度的大小和升降方向(即上升或下降)。
图8.14为分立式升降速度表的原理图.如图所示.仪表外客密
封,表内有一个开口膜盒，膜盒内腔经一个粗的传压管与空气静压相通，而膜盒的外部（即仪表内腔）通过一毛细管也与空气静压相连。
这样,当飞机上升或下降时,膜盒内腔压力基本上随高度的变化而变化,但膜盒外部即表壳内的气压因受毛细管的阻滞作用,变化缓慢,产生压力差。
高度变化越剧烈,膜盒所承受的压力差越大,经传动机构带动指针的转角也越大。
膜盒的膨胀或收缩决定于飞机是升高还是下降。
升高时,由于高空气压减小,膜盒内腔压力低于外部,膜盒将收缩,经传动机构带动指针向上偏转相应角度指示上升速率。
当飞机下滑或俯冲时,情况正好相反。
而当飞机平飞时,毛细管前后压力平衡，膜盒内外压力相等,指针平指,指示升降率为零。
三、飞机总静压系统
法测量飞行速度和高度,都以气流静压和总压作为原始参数。
由收集气流总压和静压的总-静压管(也叫空速管、皮托管、全静压管)、利用总静压工作的仪表设备以及它们之间的传压管道,组成了飞机的总静压系统。
这个系统也称为飞机测压系统。
系统的复杂程度主要取决于飞机的类型、大小、主要飞行仪表的数量及仪表的类型等。
以上使用的总、静压管形状、尺寸并不相同,超音速飞机上用的总静压管比亚音速机种上用的更细长得多,静压孔的位置、数量和分布也不相同。
但结构上都包括有总压口、静压孔,加温装置及排泄水分的排水孔等。
图8.15为总静压管的基本形式。
总静压管是一个表面十分光滑的双层圆管,管的头部正中有一圆孔,称全压口，后接全压室。
使用中,全压口对准气流方向,流入全压口的气流完全被阻滞,流速降为零,因此全压管室送出气体的压力等于气流的总压力,简称总压。
在离头部相当远的截面上,沿管周开若干个小孔,孔轴线与管轴线垂直。
这些孔即为静压孔,静压孔后接静压室。
理论上要求静压孔周围气流应不受扰动、不存在紊流,这样静压孔内气体的压力即等于自由气流的静压。
因此在正确设计和安装的情况下,总静压管将分别经全压室、静压室和传压室送出气流的总压和静压。
为了防止气流中水分在高空因气温过低而结泳,总静压管前部设有加温装置,使内部保持一定的温度。
总静压管在飞机上一般都安装在机头或翼尖前方气流扰动最小的部位,以保证所收集的总压、静压的准确度。
在飞机上,除安装有总静压管外,还装有应急全压管和应急静压孔,一旦总静压管发生故障,将由它们分别提供气流的总压和静压保证有关仪表设备正常工作。