Bästa svaret
Ju högre du går i höjd, desto lägre är det omgivande lufttrycket. Denna princip används av olika flygplansinstrument och -utrustning, såsom:
- Höjdmätare,
- Vertikala hastighetsindikatorer (VSI)
- Lufthastighetsindikatorer
- Machindikatorer
- Luftdatadatorer
- Transponder höjdkodare.
- Trycksystem
Det statiska port samlar det yttre omgivande lufttrycket och matar det till instrumenten.
Höjdmätare
En höjdmätare anger flygplanets barometriska höjd.
Inuti höjdmätaren finns en förseglad låda, kallad aneroid . Aneroid är byggd av högar av metallplåt som kan expandera och dra ihop sig liknar ett dragspel. Den statiska luften matas till höjdmätarens hölje och omger aneroid. När det omgivande trycket ökar och minskar, drar sig anroiden samman och expanderar i enlighet därmed.
En mekanisk länk mellan aneroid och instrumentets display rör ratten på ratten när detta händer.
När flygplanet går upp i höjd minskar yttre trycket och aneroid expanderar. När flygplanet går ner i höjd ökar trycket och aneroid kollapsar.
Höjdmätaren är kalibrerad baserat på en tryckmodell definierad av International Standard Atmosphere (ISA).
Standardtrycket vid havsnivå är 29,92 ″ hg (eller 1013,25 mbar). Ett problem är att trycket på en viss dag och plats kan vara (och vanligtvis) högre eller lägre än standard. För att kompensera för detta har moderna höjdmätare en ratt som låter piloten justera referensnivån för havsnivån för det området och tiden. Detta kallas en höjdmätarinställning, eller QNH, och anges på Kollsman-fönster på höjdmätaren .
Lite off-topic, men viktigt att nämna för åtskillnad är radio (radar) höjdmätare , som inte använder den statiska porten alls. Detta instrument indikerar faktisk höjd över marken genom att mäta den tid det tar för en radiosignal som skickas nedåt att studsa tillbaka till flygplanet. Den fungerar bara vid lägre höjder (vanligtvis under 2500 fot) och används främst för instrumentinflygningar och markmedvetenhet.
Vertikal hastighetsindikator (VSI)
Den vertikala hastighetsindikatorn visar hastigheten på stigning eller nedstigning, vanligtvis i fot per minut. Det gör det genom att mäta förändringstakten i omgivningstrycket från den statiska porten.
Det fungerar på liknande sätt som den barometriska höjdmätaren, förutom att den statiska porten är ansluten till ett membran istället för en förseglad aneroid. Instrumentets hölje har en kalibrerad läcka som gör att luft kan röra sig in och ut i långsam takt. När flygplanet klättrar minskar det omgivande trycket som mäts av den statiska porten. Detta orsakar en omedelbar minskning av trycket inuti membranet, som expanderar. Den mekaniska länken till ratten rör sig för att indikera en stigning.
När klättringen slutar, utjämnar trycket så småningom genom det kalibrerade läckaget och instrumentet visar 0 stigning.
Under en nedstigning sker det motsatta.
Nyckeln är att trycket utanför membranet alltid ligger bakom trycket inuti det tack vare det kalibrerade läckaget. Detta leder till ett fördröjningsfel, som fixas av acceleratorer i en mer avancerad form av detta instrument, kallat en momentan VSI .
Indikator för lufthastighet
När flygplanet rör sig framåt, luftflödet utövar tryck i motsatt riktning mot flygbanan. Detta tryck är kombinationen av det statiska trycket (omgivning, orsakad av vikten av luftkolonnen ovanför flygplanet) + dynamik (tryck orsakat av att luftmolekylerna träffar flygplanet när det rör sig framåt). Det dynamiska trycket ger oss en ganska bra (men inte perfekt) representation av lufthastighet.
För att få dynamiskt tryck måste vi subtrahera omgivningstrycket från det totala trycket.
Hur är det detta gjort?
Lufthastighetsindikatorn använder en extra port, kallad pitotrör , som mäter det totala lufttrycket. Vi har redan pratat om den statiska porten, som mäter omgivningstrycket. Lufthastighetsindikatorn subtraherar mekaniskt det omgivande trycket från det totala trycket.
Jag sa att lufthastighetsindikatorn bara ger oss en ganska bra indikation på lufthastighet, inte en faktisk lufthastighet. Detta beror på flera fel. Lufthastigheter klassificeras efter nivån på deras förekomst:
- Indikerad lufthastighet (IAS) – Hastigheten som avläst direkt från ratten.
- Kalibrerad lufthastighet (CAS) – IAS korrigerades för kalibreringsfel, såsom positionen för den statiska porten och pitotröret vid olika attackvinklar. Erhålls från flygplanskartor.
- Equivalent Air Speed (EAS) – CAS korrigerad för kompressibilitetsfel vid höga hastigheter och höjder. Erhålls från sjökort.
- True Air Speed (TAS) – Den faktiska hastigheten för flygplanet genom luften. I inga vindförhållanden är det lika med markhastigheten. Det korrigeras också för densitet (vanligtvis erhålls som en funktion av temperatur och höjd).
De statiska systemen och pitotsystemen kallas vanligtvis för pitot-static system.
Machmeter
En machmeter använder pitot-static system för att visa förhållandet mellan sann hastighet och den lokala ljudhastigheten.
Det fungerar som en kombination av en hastighetsindikator och en höjdmätare. Höjdmätardelen justerar förhållandearmen, som korrelerar till den lokala ljudhastigheten vid den tryckhöjden.
Air Data Computers (ADC)
Glöm allt du just lärt dig! (ja, inte riktigt, principerna är viktiga …)
Allt jag beskrev ovan är lite arkaiskt, det är hur äldre, mekaniska instrument fungerar. Moderna flygplan är vanligtvis utrustade med Air Data Computers som beräknar parametrarna elektroniskt istället för mekaniskt.
Ändå måste ADC få fysiska ingångar, precis som mekaniska instrument gör:
- Statisk luft från de statiska portarna
- Total luft från pitotporten
- Temperatur från portarna för total lufttemperatur (TAT) eller utelufttemperatur (OAT).
Några av dess utgångar:
- Lufthastighet (CAS eller EAS)
- Sann lufthastighet
- Vertikal hastighet
- Tryckhöjd (baserat på standard 29,92 ″ hg havsnivå)
- Barokorrigerad höjd
- Mach-nummer
- Total lufttemperatur (TAT)
- Statisk lufttemperatur (SAT)
Informationen presenteras vanligtvis på elektroniska ”glass cockpit”, PFD: er:
I det vänstra fältet kan du se den angivna flyghastigheten (250 kts), under den ser du maskinnumret (.795).
Ri ght-fältet visar höjdmätaren (38.000 fot) och till höger den vertikala hastigheten (0 stigningshastighet).
Trycksystem
Beräkning och reglering av trycksystem använder också statiska portar för hyttdifferentialtryck (skillnaden mellan kabintryck inuti och omgivande tryck).
Trycksystemet kan ha sina egna, dedikerade, statiska portar .
Kombinerade prober
Vissa flygplan kombinerar statiska, pitot och andra sonder till en enda utbytbar enhet. De ger bättre noggrannhet, enklare underhåll, lättare och är snabbare att byta ut.
Här är ett Air Data Systems SmartProbe som kombinerar pitot, statisk och attackvinkeln till en enda enhet:
Svar
Haha Detta är enkelt. Det är Hughes H4 Hercules, bättre känd som en grangås.
Utvecklades 1942 och har nästan alla träkonstruktioner , har den här 8-motorns vingar större än den för Boeing 747, Airbus A380 eller An-225 Mira. Det är också nästan lika långt och hade en belastad vikt på 400.000 pund. det var avsett som ett tungtransportflygplan för att transportera gods över Atlanten som svar på tunga sjöfartsförluster till u-båtar.
Det flög bara en gång, under ett taxitest i augusti 1947, Spruce Goose tog fart från vattnet och flög en mil på en höjd av 70 fot, vilket bevisade dess luftvärdighet och rensade dess uppfinnare, den berömda Howard Hughes, av en senatsutredning om kostnaden för utvecklingen.
Med tanke på att alla system på flygplanet där det är mekaniskt skulle detta kvalificera H-4 som det största flygplanet med sådana kontroller i historien.
Redigera: tack till Charles McDevitt för att påpeka att mitt svar är felaktigt. Efter ytterligare undersökning fick jag reda på att Hughes konstruerade H4 med hydrauliska kontroller (i själva verket har H4 fem separata hydraulsystem som ägnas åt kontrollerna).Medan det fortfarande fanns kontrolltrådar som förbinder flygkontrollytorna med pilotkontrollerna, var de faktiskt bara för att flytta kontrollerna på motsvarande sätt till kontrollrörelserna, aka världens första flygkontrollsystem. Jag har lämnat mitt svar trots att det är felaktigt så att alla som läser mitt svar kommer att se denna redigering och kanske lära sig något nytt. Det är trots allt de flesta av oss som använder den här appen. 🙂