航向_空速與單位換算

1、 本節(jié)主要內容本節(jié)主要內容: 航向及種類航向及種類 航向的測量航向的測量 航向的換算航向的換算 （一）（一）航向航向 飛機縱軸前方的延長線叫航向線飛機縱軸前方的延長線叫航向線,航航向線的方向向線的方向,即飛機縱軸前方的指向即飛機縱軸前方的指向,叫做叫做航向航向(HDG)。 航向角航向角 從經(jīng)線北端順時量到航向線的角度。從經(jīng)線北端順時量到航向線的角度。范圍為范圍為0360。縱軸在同一直線上，但航向角不同1.航向角多少？2.飛機右轉時，航向增大還是減小？左轉呢？ 真航向（TH) true heading 磁航向（MH） magnetic heading (1)羅經(jīng)線：飛機上磁羅盤的磁條所指的羅經(jīng)線

2、：飛機上磁羅盤的磁條所指的南北方向線南北方向線 (2)羅差：羅經(jīng)線偏離磁經(jīng)線的角度羅差：羅經(jīng)線偏離磁經(jīng)線的角度,叫羅叫羅差差(DEV) (3)羅航向羅航向(CH) DEV(Compass Deviation): 以磁北為基準，若羅經(jīng)線北端偏離磁北，偏東為正，偏西為負 MH=CH+(DEV)羅 飛行某時刻，磁羅盤指數(shù)120，羅差為偏東2，該地磁差為偏西4，求真航向角羅差(Compass Deviation)查用與修正 羅差不受地理位置的影響，但與飛機航向有關 羅差由地面儀表人員校正測量(Swinging the Compass測定羅差) ，并繪制成表提供給飛行人員查用，在羅差很小的航向上飛行可以

3、直接使用磁航向。 直讀磁羅盤（安裝在駕駛艙內，受飛機磁場影響較大） 遠讀磁羅盤（安裝在駕駛艙外，受飛機磁場影響較?。?陀螺羅盤 陀螺半羅盤 磁條式陀螺磁羅盤 感應式陀螺磁羅盤1、直讀磁羅盤Magnetic Compass 體積小，重量小，結構簡單，不易故障 無需供電 非礦區(qū)、平直飛行時指示穩(wěn)定。作為各類飛機必備的備份儀表 飛機機動飛行時存在較大誤差 高緯度地區(qū)地磁水平強度弱，不能穩(wěn)定指示航向 指示的是羅航向，需修正羅差因此不易單獨測量航向，常常與陀螺羅盤配合測量航向（1）傾斜誤差 飛機沿_飛行時無傾斜誤差MHHRcos傾（2）俯仰誤差MHHRsin俯飛機沿_飛行時無俯仰誤差RRsin （3）轉

4、彎誤差 飛機轉彎建立坡度時，羅牌受重力和離心力的作用，隨同飛機一同傾斜（其坡度大小與飛機坡度相同）。此時，地磁垂直分力Z在羅牌平面內產(chǎn)生分力，使羅牌發(fā)生偏轉，產(chǎn)生轉彎誤差。 轉彎誤差的大小跟航向，轉彎坡度和飛行地區(qū)的緯度都有關系。 轉彎坡度越大，地磁垂直分力在羅牌平面內的分力越大，誤差越大。 緯度越高，磁傾角越大，地磁垂直分力越大，誤差越大。 在北半球，由于地磁垂直分力的作用，使羅盤磁條北端向下傾斜。為了使羅盤磁條保持水平，制造羅盤時，羅盤磁條的支點在磁條重心以北。 當飛機增減速度、側滑及航向擺動時，羅牌重心在慣性力的作用下，形成一個旋轉力矩，迫使羅牌偏轉。 加速誤差可達1015之多。 體積小

5、，結構簡單，不易故障 機動誤差較大，高緯度指示不準 需修正羅差2、陀螺羅盤（Gyroscopic Compass） 陀螺是一種慣性元件，它是一繞自轉軸高速旋轉的轉子構成。陀螺高速旋轉時力圖保持其在慣性空間內方位穩(wěn)定的特性 轉子受到外力的作用時，會向力矩矢量方向進動ZYX 調整水平修正器，使陀螺自由進動到大地水平面內； 對照磁羅盤的指示，調整方位修正器，使陀螺自轉軸自由進動到磁北方向，即陀螺羅盤航向標線此時要指示磁航向； 如何判斷陀螺自轉軸進動到了磁北方向？ 由于定軸性的作用，飛機飛行過程當中陀螺自轉軸恒指磁北，而與飛機固定的航向指標將指示飛機磁航向。在大圓航線的起點，調整方位修正器和水平修正器

6、，使自轉軸和起始經(jīng)線保持一致，飛機在飛行過程能否正確指示航向？ 飛機在沿大圓航線飛行過程中，陀螺自轉軸和經(jīng)線一起在慣性空間內轉動，由于地球自轉和飛機位置的改變使得陀螺自轉軸偏離起始經(jīng)線方向，同時陀螺不再保持水平，如果不加調整，飛機無法正確指示航向。 調整方法：通過水平修正器和方位修正器修正自轉軸與起始經(jīng)線的誤差，同時保持水平，修正量：方位地sin 水平地cos 優(yōu)點：不受磁極和磁礦區(qū)的影響，經(jīng)過修正可以準確指示航向、轉彎角以及大圓航線。 缺點： 不能獨立測量航向，必須根據(jù)其他羅盤的指示人工給定基準線； 由于地球自傳，使陀螺自轉軸與經(jīng)線間存在相對運動，引起自走誤差。誤差值：23度/15分鐘，必須

7、每15分鐘進行校正。 飛機傾斜或俯仰時，會引起支架傾斜誤差，消除方法：利用陀螺穩(wěn)定器或隨動環(huán)，使外框軸始終保持在地垂線上。(三三)陀螺磁羅盤陀螺磁羅盤 1、組成：磁傳感器，陀螺、組成：磁傳感器，陀螺傳感器，指示器等傳感器，指示器等 2、測量航向：、測量航向：磁航向磁航向 3、分類：、分類： (1)磁條式陀螺磁羅盤磁條式陀螺磁羅盤 (2)感應式陀螺磁羅盤感應式陀螺磁羅盤 4、優(yōu)點、優(yōu)點 5、缺點、缺點(四四)航向系統(tǒng)航向系統(tǒng) 由兩種或兩種以上原理不同的羅盤組成的測量飛由兩種或兩種以上原理不同的羅盤組成的測量飛機航向的系統(tǒng)。機航向的系統(tǒng)。 1 1、組成：傳感器、指示器、控制器等、組成：傳感器、指示

8、器、控制器等 2、特點、特點 3、航向的選擇、航向的選擇 MHTHMV CHMHDEV NT NM NC MV DEV TH MH CH 若飛機的若飛機的MH應應為為120 ,已知羅差為已知羅差為5 ，用，用直讀磁羅盤保持羅航向應為？直讀磁羅盤保持羅航向應為？ 若飛行區(qū)域的磁差為若飛行區(qū)域的磁差為2 , 則真航向應為？則真航向應為？結束結束羅 空速分類 飛機空速系統(tǒng)與測量原理 誤差修正 馬赫數(shù)表和組合空速表 空速與飛行管制 確定飛行縱向間隔標準的依據(jù)之一 預測飛行沖突的重要因素 控制飛機準時到達目的地的重要參數(shù) 空速定義 飛機相對與空氣的運動速度 單位：km/hr, nm/hr(knot),m

9、ile/hr 1nm/hr=1kt=1.852km/hr=1.151mile/hr 空速表達式 條件：標準大氣條件，平均海平面，K1.4為絕熱指數(shù)，g為重力加速度，R29.97kg.m/kg.k；T為大氣溫度；q為動壓；p為靜壓1)2112KKvKgRTKpq 空速分類 IAS： Indicated Airspeed 指示空速 CAS：Calibrated Airspeed 修正空速 EAS：Equivalent Airspeed 當量空速 TAS: True Airspeed 真空速IAS儀表誤差位置誤差CAS壓縮性誤差隨著飛行高度增加、飛行速度增加，空氣壓縮性系數(shù)變大。EAS密度誤差TAS

10、 空速表原理Blockage 全/靜壓系統(tǒng)Pitot-Static System 大氣數(shù)據(jù)儀表Air Data System 大氣數(shù)據(jù)計算機 ADC 全溫探頭Pitot tube 迎角(Angle Of Attack)感應元件 全/靜壓系統(tǒng) （每種表的輸入?yún)⒘浚浚￢neRange of full flapCaution RangeRange of flap upVs0VfeVs1Vno3、空速表 空速與當?shù)芈曀僦确Q為馬赫數(shù) 馬赫空速表指示飛機的空速、空速極限、馬赫數(shù)和目標空速。在表上可以自動或人工選擇目標空速，并提供最大馬赫空速的音響警告。馬赫空速表包括數(shù)字式空速顯示窗，模擬式空速指針，橙白

11、相間的最大空速指針，目標空速游標和數(shù)字式馬赫空速顯示窗。表上的空速基準調節(jié)旋鈕用于人工設置目標空速游標。 大氣數(shù)據(jù)計算機ADC 全溫探頭 溫度傳感器又稱總溫探頭，是大氣數(shù)據(jù)計算機重要的信號源，裝在機身外部沒有氣流擾動的蒙皮上，其對稱軸與飛機縱軸平行。 迎角傳感器 右圖為測量迎角()和側滑角()，通常將傳感器設計成能伸出到飛機外的氣流中，但安裝處應無擾動氣流。常用的傳感器通常有兩種形式如圖所示 機械誤差 V機 及修正 制造不精確、機件磨損、膜盒彈性變化、 CAS IAS V機 空速少指為正，多指為負 V機由地面維護人員定期調節(jié)和校驗，并繪制成曲線或表格形式，供飛行人員使用。 壓縮性誤差及修正 空

12、速表是根據(jù)平均海平面、標準大氣條件下的動壓與空速的關系，通過表內的開口膜盒感受動壓大小，經(jīng)傳動機構帶動空速指針而設計出來的。隨著飛行高度的增加，飛行速度的增加，空氣的抵抗壓力的能力逐漸變差，即壓縮性系數(shù)變大，從而導致壓縮性誤差。 在MSL標準大氣條件下：)1(2CAS2CAS0000000qq則縮系數(shù)，記為海平面出空氣壓令空氣受壓縮，密度變化 在飛行高度H處， 令上述兩式相比可得： )1 (2TASHHHHHq空氣壓縮系數(shù)H11CASTAS0H0壓縮性修正) 111(CASCASEASEASTAS11CASEAS0H00HHv壓縮性誤差則令縮 密度誤差及修正00H0EASEASTASTTppH

13、H 僅考慮密度誤差，直接由表速換算得到真空速 當高度不高時，可以按一定關系估算。 等表速爬升，真空速的變化？ 等Ma數(shù)爬升，真空速的變化？ 高速飛行時常用馬赫數(shù)表征速度，為何？ 高速飛機 電動馬赫空速表 飛機相對于空氣運動的速度叫飛機相對于空氣運動的速度叫空速空速。 單位：公里單位：公里/小時（小時（KM/H） 海里海里/小時（小時（NM/H） 本節(jié)主要內容本節(jié)主要內容： 空速及其種類空速及其種類 測量空速的儀表測量空速的儀表 空速的換算空速的換算 1.儀表空速儀表空速(BAS)2.修正表速修正表速(CAS)3.指示空速指示空速(IAS)4.當量空速當量空速(EAS)5.真空速真空速(TAS)

14、6.馬赫數(shù)馬赫數(shù)(M數(shù)數(shù))：M=TAS/a 基本原理基本原理：根據(jù)動壓與空速之間的函數(shù)關系，利：根據(jù)動壓與空速之間的函數(shù)關系，利用開口膜盒測量動壓表示空速的。用開口膜盒測量動壓表示空速的。 (一一)儀表空速表儀表空速表 測量：儀表空速測量：儀表空速 (二二)儀表真空速表儀表真空速表 測量：表真速測量：表真速 (三三)真空速表真空速表 測量：真空速測量：真空速(五五)電動組合空速表電動組合空速表 (大氣數(shù)據(jù)計算機系統(tǒng)大氣數(shù)據(jù)計算機系統(tǒng)的指示的指示/顯示部分顯示部分) 1、電動高度空速表電動高度空速表 2、電動馬赫數(shù)空速表電動馬赫數(shù)空速表 3、總溫總溫/靜溫、真空速顯示器靜溫、真空速顯示器 (四四

15、)馬赫數(shù)表馬赫數(shù)表 測量測量：馬赫數(shù)馬赫數(shù)1、機械誤差、機械誤差(Vi)2、空氣動力誤差、空氣動力誤差(Vq)3、方法誤差、方法誤差 (1)空氣壓縮性修正量誤差空氣壓縮性修正量誤差(V) 6000米以下高度飛行，可不進行修正，米以下高度飛行，可不進行修正，6000米以上應予以修正。米以上應予以修正。 (2)空氣密度誤差空氣密度誤差( Vp)(一一)表速與真空速的換算表速與真空速的換算 BAS CAS IAS EAS TAS 機械誤差和空氣動力學誤差一般不修正，小型低速機械誤差和空氣動力學誤差一般不修正，小型低速飛機對空氣壓縮性誤差一般也不修正，故只修正空飛機對空氣壓縮性誤差一般也不修正，故只修

16、正空氣密度誤差。氣密度誤差。 進行計算尺計算時，進行計算尺計算時，H是標準氣壓高，是標準氣壓高，tH是該高度上的靜溫。是該高度上的靜溫。 例：例：BAS370KM/h，飛行高度，飛行高度5000米，空米，空中溫度為中溫度為30，求，求TAS是多少？是多少？ TAS465 KM/h 2、心算方法、心算方法 在中、低空，通常高度每升高在中、低空，通常高度每升高1000米，米，TAS比比IAS約增加約增加5。例：例：EAS450 KM/h ，飛行高度，飛行高度HQNE4000米，空中溫度是米，空中溫度是30，求真空速是多少？，求真空速是多少？ TAS435 KM/h 真空膜盒支點靜壓開口膜盒全壓 1

17、、換算關系、換算關系 2、尺型、尺型 例：例：M數(shù)指示為數(shù)指示為0.4，飛行高度，飛行高度HQNE為為5000米，空中溫度為米，空中溫度為30，求，求TAS為為多少？多少？ TAS450 KM/h IASIASTASTASIAS(BAS)HQNEtHTAS1405400-202001800+21902100+11202700-41804500-152109000-40184218212136230342 MTASHQNEtHMTAS(Km/h)5000-300.44000-150.58000-400.810000-450.7450580882762結束 本節(jié)主要內容有：本節(jié)主要內容有： 各類單

18、位之間的換算各類單位之間的換算 速度、時間、距離的換算速度、時間、距離的換算(一一)距離換算距離換算1、距離單位有：、距離單位有：公里公里(KM)、英里、英里(SM)、海里、海里(NM)2、換算關系為：、換算關系為： 1NM1.15SM1.852KM3、換算尺型、換算尺型4、舉例：、舉例：124公里等于多少海里？多少英里？公里等于多少海里？多少英里？ (77英里英里67海里海里)1、常用的速度單位、常用的速度單位 公里公里/小時、英里小時、英里/小時、小時、 海里海里/小時、米小時、米/秒秒2、換算關系、換算關系 1NM/h1.15SM/h1.852KM/h3、換算尺型、換算尺型4、舉例、舉例

19、 450KM/h是多少是多少NM/h？多少？多少SM/h？多少米？多少米/秒？秒？ （280 SM/h 243 NM/h 125米米/秒）秒）1、常用的重量單位是：公斤、磅、常用的重量單位是：公斤、磅2、換算關系為：、換算關系為：1公斤公斤2.205磅磅3、換算尺型、換算尺型4、舉例、舉例 13500磅是多少公斤？磅是多少公斤？（6120公斤）公斤） 1、常用的容積單位、常用的容積單位 公升、英加侖、美加侖公升、英加侖、美加侖 2、換算關系為：、換算關系為： 1公升公升0.2642美加侖美加侖 =0.2204英加侖英加侖3、換算尺型、換算尺型 4、舉例、舉例 3000美加侖是多少英加侖？多少公

20、升？美加侖是多少英加侖？多少公升？ （2500英加侖英加侖11400公升）公升） 1、常用的氣壓單位、常用的氣壓單位 毫米汞柱、英寸汞柱、毫巴毫米汞柱、英寸汞柱、毫巴(百帕百帕)2、換算關系、換算關系 1mmHg=1.33mb(hpa)=0.039inHg3、換算尺型、換算尺型 4、舉例、舉例 752毫米汞柱是多少英寸汞柱？多少毫巴？毫米汞柱是多少英寸汞柱？多少毫巴？ 29.60inHg1003mb(hpa) 速度速度(GS) 、時間、時間(t) 、距離、距離(D) 的關系為：的關系為：=GSt(一一)尺算方法尺算方法 1、用三角指標進行換算、用三角指標進行換算 (1)速度、時間和距離三者的關系速度、時間和距離三者的關系 某一時間的飛行距離某一時間的飛行距離 一小時的飛行距離一小時的飛行距離 某一飛行時間某一飛行時間 一小時一小時(60分鐘分鐘) 在活動尺上時間刻度在活動尺上時間刻度60處，一個紅色處，一個紅色作為一小時的標記；而固定尺則表示距離作為一小時的標記；而固定尺則表示距離和速度數(shù)值。和速度數(shù)值。(3)舉例舉例 飛機以飛機以600公里公里/小時的速度飛行小時的速度飛行13分鐘，分鐘，飛過的距離為多少公里？飛過的距離為多少