Расчет воздушной истинной скорости для указателя

Скорость полета. Классификация скоростей.

В аэронавигации различают воздушную и путевую скорости полета.

 

Воздушная скорость (V) - этоскорость полета ВС относительно воздушной среды. В свою очередь, воздушная скорость подразделяется на:

- приборную (Vпр) – это скорость, которую показывает указатель скорости (УС - 350; УС - 450);

- индикаторную (Vинд) – это приборная скорость, исправленная на величину инструментальной поправки данного указателя скорости;

- истинную (Vи) – это действительная скорость движения воздушного судна, относительно воздушной массы.

 

Скорость полета является векторной величиной. Для ее определения необходимо знать и модуль, и направление. В общем случае вектор воздушной скорости не совпадает с продольной осью ВС, а несколько отклонен от нее под влиянием угла атаки и угла скольжения ВС.

 

 Это отклонение незначительно и не оказывает существенного влияния на точность решения навигационных задач, поэтому в аэронавигации принято считать, что вектор воздушной скорости совпадает с продольной осью ВС и лежит в горизонтальной плоскости.

 

2. Общий принцип измерения воздушной скорости основан на измерении скоростного напора воздуха q. Под скоростным напором понимают разность полного и статического давлений, воспринимаемых приемником воздушных давлений (ПВД) при полете ВС.

Скоростной напор  q = V²/2.   Из формулы видно, что он зависит от плотности воздуха на высоте полета и квадрата скорости. По замеренному скоростному потоку можно определить воздушную скорость.

 

 

                                                                   ПОС

                                       V

                 Рис. 1. Воздушная скорость полета.

 

. На воздушных судах применяются указатели воздушной скорости двух типов:

- указатель скорости типа УС (УС-250, УС-350);

- комбинированный указатель скорости типа КУС (КУС-730/1100,
КУС-1200 и др.).

Указатели типа УС имеют одну стрелку, указывающую приборную скорость. Указатели типа КУС имеют две стрелки, указывающие приборную и истинную воздушные скорости полета.

 

Воздушная скорость не зависит от направления и скорости ветра.

 

Воздушная скорость зависит от летно-технических характеристик ВС и режима работы силовой установки.

 

Путевая скорость ( W ) - скорость полета ВС относительно земли. Она зависит от воздушной скорости (V), скорости (U) и направления ветра (δн).

 

Путевая скорость является результирующей векторного сложения вектора воздушной истинной скорости (V) и вектора ветра (U).

 

                 

                                     V           U                                                                                                                       

                             W                                                                 

 

 

                         Рис. 2. Путевая скорость полета.

 

Погрешности указателя скорости, их учет. Определение воздушной

Истинной скорости полета.

Указателю скорости присущи инструментальные, аэродинамические и методические погрешности.

 

Инструментальные погрешности (ΔVи). Это погрешности, которые возникают по тем же причинам, что и аналогичные погрешности барометрического высотомера (погрешности оцифровки шкалы, трения в передаточном механизме и т.д.). Они определяются в лабораторных условиях и по результатам проверки составляются таблицы инструментальных поправок, которые помещаются в кабине пилотов.

Аэродинамические погрешности ( V а). Это погрешности, которые возникают в результате неточного измерения полного и особенно статического давления в зоне установки ПВД. Они определяются при летных испытаниях ВС и указываются в РЛЭ для каждого типа ВС.

 

Методические погрешности (ΔVм)Это погрешности, которые возникают вследствие несовпадения фактических условий атмосферы со стандартными условиями, положенными в основу тарировки шкалы указателя скорости. Эти погрешности подразделяются на две группы:

 

- погрешности от изменения плотности воздуха;

- погрешности от изменения сжимаемости воздуха.

 

а). Погрешности от изменения плотности воздуха возникают вследствие несовпадения стандартной массовой плотности воздуха на уровне моря

 = 0.125 кгс/м, которая положена в основу тарировки шкалы указателя скорости, с плотностью воздуха на высоте полета.

По мере увеличения высоты, плотность воздуха уменьшается, поэтому показания указателя скорости будут меньше истинной воздушной скорости. В практике методическая поправка на изменение плотности воздуха учитывается с помощью НЛ или расчетом в уме.

 

б). Погрешности в следствии сжимаемости воздуха возникают
из-за изменения сжимаемости воздуха на высоте полета относительно сжимаемости воздуха на уровне моря, принятой при тарировке шкалы указателя скорости.

На малых скоростях и высотах сжимаемость воздуха незначительна. С увеличением скорости и высоты полета сжимаемость возрастает, что приводит к увеличению плотности воздуха, а следовательно, и скоростного напора, вызывающего завышение показаний указателя скорости.

 

 При расчете истинной воздушной скорости поправку на изменение сжимаемости воздуха алгебраически прибавляют к приборной скорости, а при определении приборной скорости - наоборот.

 

При скоростях полета до 400 км/ч и высотах до 3000 м поправка на изменение сжимаемости воздуха незначительна и ею можно пренебречь

 

 

Расчет воздушной истинной скорости для указателя

Скорости (УС – 350, УС - 450).

    Последовательность выполнения расчета:

 

     V пр - приборная скорость (определяется по УС).

       +

     ΔVи = Vинд   (индикаторная скорость).

                        +

                      ΔVм = Vи  (истинная скорость).

 

ΔVи – инструментальная поправка (определяется по графику).

ΔVм – методическая поправка (определяется с помощью НЛ – 10 м).                             

 

                 

                                                Пример расчетов.

 

   Дано:                                                        Решение.

Vпр = 200 км/ч.              1. Определяем температуру воздуха на высоте полета;

ΔVинд = + 5 км/ч.               t н = t ₀ – 6,5⁰ * Н км = 8 – (6,5 * 1,2) ≈ 0⁰

Н полета = 1200 м.    2. Определяем индикаторную скорость (Vпр.испр);

t ₀ = + 8⁰                     Vинд = Vпр + ΔVинд = 200 + 5 = 205 км/ч

                                  3. Методическую температурную поправку учитываем

                                        на НЛ – 10м по приведенному «ключу».

                     

                                             

 

                                      Ответ: V истинная = 215 км/ч.    

 

Расчет приборной скорости по известной истинной.

Его выполняют по формуле:

                                                    V _пр = V _и - (± V _м) - (± V _и).

Как видно из формулы, приборную скорость определяют в порядке, обратном расчету истинной воздушной скорости.

 

Пример. Н_{760 пр} = 1500 м; t_H = -10°; V_пр = 180 км/ч. Определить приборную скорость.

 

Решение. 1. Вводим в истинную воздушную скорость с помощью НЛ методическую поправку на изменение плотности воздуха: V _{пр.испр} = 172 км/ч.

 

2. Находим по бортовой таблице инструментальную поправку указателя скорости: V_и = +2 км/ч.

3. Определяем приборную скорость:                                                                                              V _пр = V _{пр.испр} -  ( V _и) = 172 - (+2) = 170 км/ч.                                        

Расчет приборной и истинной воздушной скорости счетом в уме.

Для расчетов в уме необходимо запомнить значение методических поправок на изменение плотности воздуха для различных высот, которые даются в процентах от скорости полета:

 

Н_пр. м, 1000  2000  3000   4000   5000 6000
    V_м %,    5         10          15 20       25       30

 

Из приведенных выше данных видно, что до высоты 6000 м на каждые 200 м методическая поправка на изменение плотности воздуха составляет 1% от скорости полета.

 

При определении истинной воздушной скорости методическая поправка прибавляется к приборной скорости, а при определении приборной скорости - вычитается из истинной воздушной скорости.

 

Примечание:

Предлагаемая методика определения скоростей счетом в уме, целесообразна при положительных значениях температуры воздуха (t н) на высоте полета.

Пример. Н_{760 пр} = 1200 м;  V_пр = 195 км/ч;    V_и = + 5 км/ч.  tн = + 10⁰.                                 Определить истинную воздушную скорость счетом в уме.

 

Решение. 1. Вводим в приборную скорость инструментальную поправку:

                                   V _{пр.испр} ⁼ V _пр + (± V _и) = 195 + (+5) = 200 км/ч.