Najlepsza odpowiedź
Im wyższa Wchodzisz na wysokość, tym niższe jest ciśnienie powietrza w otoczeniu. Zasada ta jest wykorzystywana przez różne przyrządy i wyposażenie statków powietrznych, takie jak:
- Wysokościomierze,
- Wskaźniki prędkości w pionie (VSI)
- Wskaźniki prędkości
- Wskaźniki Macha
- Powietrzne komputery danych
- Transponderowe przetworniki wysokości.
- Systemy zwiększania ciśnienia
Statyczne port zbiera zewnętrzne ciśnienie powietrza z otoczenia i podaje je do przyrządów.
Wysokościomierze
Wysokościomierz wskazuje wysokość barometryczną samolotu.
Wewnątrz wysokościomierza znajduje się zaplombowane pudełko, zwane aneroid . Aneroid jest zbudowany ze stosów blach, które mogą rozszerzać się i kurczyć podobnie do akordeonu. Powietrze statyczne jest doprowadzane do obudowy wysokościomierza i otacza aneroid. Kiedy ciśnienie otoczenia rośnie i spada, aneroid odpowiednio się kurczy i rozszerza.
Mechaniczne połączenie między aneroidem a wyświetlaczem przyrządu porusza wskazówkami tarczy, gdy to się dzieje.
Gdy dron wznosi się na wysokość, ciśnienie zewnętrzne spada, a aneroid rozszerza się. Kiedy samolot obniża się, ciśnienie wzrasta, a aneroid zapada się.
Wysokościomierz jest kalibrowany na podstawie modelu ciśnienia zdefiniowanego w Międzynarodowej Standardowej Atmosferze (ISA).
Standardowe ciśnienie na poziomie morza wynosi 29,92 ″ hg (lub 1013,25 mbar). Problem polega na tym, że w danym dniu i miejscu ciśnienie może być (i zwykle jest) wyższe lub niższe od standardowego. Aby to zrekompensować, nowoczesne wysokościomierze wyposażone są w pokrętło, które umożliwia pilotowi regulację odniesienia odniesienia poziomu morza dla tego obszaru i czasu. Nazywa się to ustawieniem wysokościomierza lub QNH i jest wskazywane na Okno Kollsmana wysokościomierza .
Trochę nie na temat, ale ważne dla rozróżnienia należy wymienić wysokościomierz radiowy (radarowy) , który w ogóle nie używa portu statycznego. Przyrząd ten wskazuje rzeczywistą wysokość nad ziemią, mierząc czas potrzebny na wysłanie sygnału radiowego w dół, aby odbił się z powrotem do samolotu. Działa tylko na niższych wysokościach (zwykle poniżej 2500 stóp) i jest używany głównie do podejść według wskazań przyrządów i orientacji na ziemi.
Wskaźnik prędkości pionowej (VSI)
Wskaźnik prędkości pionowej pokazuje prędkość wznoszenia lub opadania, zwykle w stopach na minutę. Robi to, mierząc szybkość zmian ciśnienia otoczenia ze statycznego portu.
Działa w podobny sposób jak wysokościomierz barometryczny, z wyjątkiem tego, że port statyczny jest podłączony do membrany zamiast uszczelnionego aneroidu. Obudowa przyrządu ma skalibrowaną nieszczelność, która umożliwia swobodny przepływ powietrza. Kiedy samolot wznosi się, ciśnienie otoczenia mierzone przez statyczny port spada. Powoduje to natychmiastowy spadek ciśnienia wewnątrz membrany, która rozszerza się. Mechaniczne połączenie z tarczą przesuwa się, aby wskazać wznoszenie.
Po zatrzymaniu wznoszenia ciśnienie w końcu wyrównuje się przez skalibrowany wyciek, a przyrząd pokazuje zerową prędkość wznoszenia.
Podczas opadania dzieje się odwrotnie.
Kluczowe jest to, że ciśnienie na zewnątrz membrany zawsze pozostaje w tyle za ciśnieniem wewnątrz niej, dzięki skalibrowanej nieszczelności. Prowadzi to do błędu opóźnienia, który jest naprawiany przez akceleratory w bardziej zaawansowanej formie tego instrumentu, zwanej chwilowym VSI .
Wskaźnik prędkości lotu
Gdy dron porusza się do przodu, przepływ powietrza wywiera ciśnienie w kierunku przeciwnym do toru lotu. Ciśnienie to jest kombinacją ciśnienia statycznego (otoczenia, wywołanego ciężarem słupa powietrza nad samolotem) + dynamicznego (ciśnienia spowodowanego przez cząsteczki powietrza uderzające w samolot podczas jego ruchu do przodu). Ciśnienie dynamiczne daje nam całkiem dobrą (ale nie idealną) reprezentację prędkości powietrza.
Aby uzyskać ciśnienie dynamiczne, musimy odjąć ciśnienie otoczenia od ciśnienia całkowitego.
Jak to jest to zrobione?
Wskaźnik prędkości wykorzystuje dodatkowy port, zwany rurką Pitota , który mierzy całkowite ciśnienie powietrza. Mówiliśmy już o porcie statycznym, który mierzy ciśnienie otoczenia. Wskaźnik prędkości powietrza mechanicznie odejmuje ciśnienie otoczenia od ciśnienia całkowitego.
Powiedziałem, że wskaźnik prędkości daje nam tylko całkiem niezłe wskazanie prędkości, a nie rzeczywistą prędkość. Wynika to z kilku błędów. Prędkości powietrza są klasyfikowane według poziomu ich występowania:
- Indicated Air Speed (IAS) – prędkość odczytywana bezpośrednio z tarczy.
- Calibrated Air Speed (CAS) – IAS skorygowano o błędy kalibracji, takie jak pozycja statycznego portu i rurki Pitota pod różnym kątem natarcia. Uzyskane z map samolotów.
- Równoważna prędkość powietrza (EAS) – CAS skorygowany o błędy ściśliwości przy dużych prędkościach i na dużych wysokościach. Otrzymane z wykresów.
- True Air Speed (TAS) – rzeczywista prędkość samolotu w powietrzu. W warunkach bezwietrznych jest równa prędkości względem ziemi. Jest również korygowany przez EAS pod kątem gęstości (zwykle uzyskiwany jako funkcja temperatury i wysokości).
Systemy statyczne i Pitota są zwykle określane jako statyczny pitot .
Machmeter
Machmeter używa statycznego Pitota system do wyświetlania stosunku między rzeczywistą prędkością lotu a lokalną prędkością dźwięku.
Działa jak połączenie wskaźnika prędkości i wysokościomierza. Część wysokościomierza dostosowuje ramię współczynnika, które jest skorelowane z lokalną prędkością dźwięku na tej wysokości ciśnieniowej.
Air Data Computers (ADC)
Zapomnij o wszystkim, czego się właśnie nauczyłeś! (no cóż, niezupełnie, zasady są ważne…)
Wszystko, co opisałem powyżej, jest trochę archaiczne, tak działa starsze, mechaniczne instrumenty. Nowoczesne samoloty są zwykle wyposażone w komputery Air Data Computers, które obliczają parametry elektronicznie, a nie mechanicznie.
Mimo to ADC musi otrzymać fizyczne dane wejściowe, tak jak robią to przyrządy mechaniczne:
- Statyczne powietrze z portów statycznych
- Całkowite powietrze z portu Pitota
- Temperatura z portów całkowitej temperatury powietrza (TAT) lub zewnętrznej temperatury powietrza (OAT).
Niektóre z jego wyników:
- Prędkość powietrza (CAS lub EAS)
- Rzeczywista prędkość lotu
- Prędkość pionowa
- Wysokość ciśnieniowa (na podstawie standardowego odniesienia do poziomu morza 29,92 ″ hg)
- Wysokość skorygowana o barometr
- Liczba Macha
- Całkowita temperatura powietrza (TAT)
- Statyczna temperatura powietrza (SAT)
Informacje są zwykle przedstawiane na elektronicznych, „szklanym kokpicie”, wyświetlaczach głównego lotu (PFD):
Na lewym pasku widać wskazaną prędkość lotu (250 kts), pod nim numer macha (.795).
ri Pasek ght pokazuje wysokościomierz (38 000 stóp), a po jego prawej stronie prędkość pionową (0 prędkości wznoszenia).
Systemy zwiększania ciśnienia
Systemy zwiększania ciśnienia wykorzystują również porty statyczne do obliczania i regulacji różnicy ciśnień w kabinie (różnicy między ciśnieniem wewnątrz kabiny i ciśnieniem otoczenia zewnętrznego).
System zwiększania ciśnienia może mieć własne, dedykowane, statyczne porty .
Połączone sondy
Niektóre statki powietrzne łączą sondy statyczne, Pitota i inne w jedną wymienną jednostkę. Zapewniają lepszą dokładność, łatwiejszą konserwację, są lżejsze i można je szybciej wymienić.
Oto SmartProbe Air Data System, który łączy sondy Pitota, statyczne i kąta natarcia w jedną jednostkę:
Odpowiedź
Haha To jest łatwe. To Hughes H4 Hercules, lepiej znany jako Spruce Goose.
Opracowany w 1942 roku i posiadający prawie całą konstrukcję drewnianą Ten gigant z 8 silnikami ma rozpiętość skrzydeł większą niż Boeing 747, Airbus A380 czy An-225 Mira. Jest również prawie tak długi i ważył 400 000 funtów. miał służyć jako ciężki samolot transportowy do przewożenia towarów przez Atlantyk w odpowiedzi na ciężkie straty w żegludze u-bootów.
Leciał tylko raz, podczas testu taksówki w sierpniu 1947 roku, Spruce Goose wystartował od wody i przeleciał 1 milę na wysokości 70 stóp, potwierdzając w ten sposób swoją zdatność do lotu i oczyszczając swojego wynalazcę, słynnego Howarda Hughesa, z badania Senatu dotyczącego kosztów rozwoju.
Biorąc pod uwagę, że wszystkie systemy w samolocie, w którym zastosowano mechanikę, zakwalifikowałoby to H-4 jako największy samolot z takimi sterami w historii.
Edycja: dzięki Charlesowi McDevittowi za wskazanie, że moja odpowiedź jest nieprawidłowa. Po dalszych badaniach dowiedziałem się, że Hughes zaprojektował H4 ze sterowaniem hydraulicznym (w rzeczywistości H4 ma 5 oddzielnych układów hydraulicznych przeznaczonych do sterowania).Chociaż nadal istniały przewody sterujące łączące powierzchnie sterowe z elementami sterującymi pilota, w rzeczywistości służyły one tylko do poruszania sterami w sposób odpowiadający ruchom sterowania, czyli pierwszy na świecie system sprzężenia zwrotnego sterowania lotem. Zostawiłem odpowiedź, mimo że była niepoprawna, więc każdy, kto ją przeczyta, zobaczy tę edycję i może nauczy się czegoś nowego. W końcu właśnie dlatego większość z nas korzysta z tej aplikacji. 🙂