ВОЗДУШНАЯ СКОРОСТЬ ПОЛЕТА. АЭРОДИНАМИЧЕСКИЙ. МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ ВОЗДУШНОЙ СКОРОСТИ
Воздушной скоростью полета называется скорость пе — ремещения самолета относительно воздуха. При этом различают истинную воздушную скорость и приборную скорость. Истинная воздушная скорость используется экипажем в целях самолетовождения. Приборная скорость используется летчиком для пилотирования самодета.
Скорость полета является векторной величиной. Вектор воздушной скорости в общем случае не совпадает с продольной осью самолета. Его отклонение от продольной оси определяется углами а гаки и скольжения самолета. Однако в самолетовождении принято считать, что вектор воздушной скорости совпадает с продольной осыо самолета и лежит в горизонтальной плоскости. Такое допущение существенно не влияет на точность решения навигационных ыдач, особенно при выполнении горизонтального полета.
Приборы, предназначенные для измерения воздушной скорости полета, называются указателями скорости. Воздушную скорость принято измерять в км/ч и м/с.
Наиболее распространенным методом измерения воздушной скорости полета является аэродинамический (аэрометрический).
Аэродинамический метод измерения воздушной скорости основав на замере давления встречного потока воздуха.
Ввиду большой скорости набегающего потока процесс обтекания самолета воздухом можно считать адиабатическим, т. е. проходящим без теплообмена между частицами воздуха и деталями самолета.
Для установления зависимости между скоростью полета и скоростным напором рассмотрим тонкую струю воздуха, протекаю-
V2 2 g |
Б2 Рп-Яст 2£ Чн * |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Разность Рп—Рст называется динамическим давлением q. Выразим удельный вес воздуха ун через массовую плотность ря и ускорение силы тяжести g:
7 я = Р нё-
Подставив последнее соотношение в формулу (3.29), получим
<7 —Ря 2 •
Величина q носит название скоростного напора. Из формулы
(3.30) видно, что скоростной напор зависит от плотности воздуха и квадрата скорости полета.
Решив формулу (3.30) относительно V, имеем
(3.31)
Выразим массовую плотность рн через значения статического давления воздуха Рн, абсолютной температуры воздуха на высоте полета Тн, газовой постоянной R и ускорения силы тяжести g
Подставив последнее выражение в формулу (3.31) и обозначив Ра —Рог, получим
(3.32)
Из формулы (3.32) видно, что при малых скоростях полета для определения истинной воздушной скорости необходимо измерять динамическое давление, статическое давление и температуру воздуха на высоте полета.
При переходе к истинным скоростям, превышающим 400 км/ч, необходимо учитывать сжимаемость воздуха. Сжатие воздуха у входа в приемник воздушного давления сопровождается изменением его удельного веса и внутренней энергии. Существует следующая зависимость между внутренней энергией газа, давлением и его удельным весом:
(3.33)
7,— -— ищи ш л. и у і ^,UiHuv/iviruv і xj, і сі о a upn uuww/in-
cv
ном давлении к удельной теплоемкости его при постоянном объеме (для воздуха к =1,4).
|
|||||
|
|||||
|
|||||
|
|||||
|
|||||
|
|||||
|
|||||
|
|
|
|||
Считая величины к, g и R практически постоянными, на основании формул (3.32), (3.36) и (3.37) запишем общую зависимость для истинной воздушной скорости:
V*=f(q, Яст, Тн).
В указателях приборной скорости измеряется только динамическое давление. Замер давления производится специальным чувствительным элементом. Указатели приборной скорости градуируются по формулам (3.32), (3.36) и (3.37) в предположении, что Кт = Л, = 760 мм рт. ст. и 7’н==7’о = 288° К. Следовательно, показания такого прибора будут совпадать с истинной воздушной скоростью только на уровне моря. С подъемом на высоту статическое давление уменьшается, поэтому прибор будет давать заниженные показания.
В указателях истинной скорости измеряются два параметра: динамическое и статическое давления на высоте полета. Замер давлений производится раздельными чувствительными элементами. Указатели истинной скорости градуируются по формулам (3.32), (3.36) и (3.37) в предположении, что температура воздуха равна стандартной на высоте полета. Такой прибор показывает истинную скорость только в случае совпадения фактической температуры воздуха на высоте полета с ее стандартным значением. В противном случае он показывает скорость, близкую к истинной,