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千亿棋牌官网领域常用几个速度的定义和说明

l 风速Vw:大气的流动速度
l 空速Va:飞机相对大气的速度
l 地速Vg:飞机相对大地的速度

地速 = 空速 + 风速。在静止大气中,空速等于地速,否则空速不等于地速。

飞行动力学中大部分物理量都是根据空速定义的,地速对飞机的操控没有多大意义,除了起飞着陆阶段等。比如攻角和侧滑角,就是空速坐标系和机身坐标系的夹角;马赫数也是空速和声速的比值;动压也是根据空速计算(注意都是空速,不是地速)……原因很简单,飞机是在空气中飞行,而不是在大地上跑。

飞机上没法直接测量地速,除非使用类似GPS的定位导航工具,或者知道风速,然后将空速和风速矢量叠加。

空速一般使用空速管进行测量,然后将动压换算成速度,并通过空速表显示。但是通常空速表上显示的速度,并不是真正的空速,因此就提出一个新的名词:

l 表速Vc:顾名思义,就是仪表显示的速度。那为什么仪表显示的速度,和真实空速不一致呢。这需要从空速管和空速表的原理说起。

空速管是通过测量静压和总压之差得到动压,对于不可压缩大气,动压等于

Q = 0.5 * ρ * Va^2

如果知道密度ρ,那么对应的空速Va = √(2 * Q /ρ)。因此,空速表在校准以后,动压和表速是一一对应的。通过空速表中显示的读数就可以知道空速。

但是在海平面校准的空速表,在其它飞行高度,由于空气密度发生变化,此时表速不能再真实反映空速了。比如一个在海平面校准的空速表,在相同的动压(表速)情况下,由于高空密度小,显然在高空需要的空速更大。也就是在不同高度,相同的动压(表速)对应不同的空速,这就出现了空速不等于表速现象。

空速管的原始目的是测量空速,但是现在测量的出来的速度(表速)和空速不一致了,那怎么办呢。

当然是对测量到的表速进行修正,使表速能够正确表达空速。为了区别修正和没有修正表速,重新定义两个速度:

l 指示空速(IndicatedAirSpeed,IAS):从没有修正的空速表上直读取出来的速度。这个速度和真实空速相差大着呢,并不能反映真实空速。同时由于校准高度不一致,可能导致同一个高度,相同的空速,仪表显示的速度也不一致。

l 当量空速(EquivalentAirSpeed,EAS):这个也是没有修正的速度,显然也不能反映真实空速。但是为了方便比较,当量空速统一要求在标准海平面环境下校准空速表,换句话说将动压换算到标准海平面情况下。通常没有特殊说明,表速均指EAS。虽然它不能表征空速,但这个速度却有重大意义,具体作用在后面会继续说明。

l 修正空速(CalibratedAirSpeed,CAS):当然就是对仪表空速进行修正,使结果基本上接近飞机的真实空速了。因此也称真空速(True AirSpeed,TAS)。

既然说修正,那该如何修正呢。从上面的讨论中,可以知道,导致表速不能真是表达空速的原因是,空气密度变化了(相对校准时的环境)。因此修正就变简单了,空速管不是还可以测量静压呀,通过静压就可以知道气压高度,气压高度就可以知道密度,既然知道密度,空速就可以通过Q = 0.5 * ρ * Va^2公式反推出来。

另外飞机高速飞行时,空气的压缩性以及温度就不能不考虑,此时动压的表达式不再是Q = 0.5 * ρ * Va^2,具体该怎么搞忘了(大学的空气动力学知识基本都还了老师,更不要说可压缩流了)。

辛辛苦苦修正出那个真空速,到底有什么用呢,很可惜的告诉你,这个速度只能反应飞机相对空气的速度,还有一个作用就是用来计算马赫数=真空速/声速。

表速是从空速引申出来的,其原始目的也是为了测量空速。但是在现在,表速的意义已经远离空速了,通常不再用来反映空速。而是直接表征动压,而动压直接关系到飞机承受的空气动力,因此现在表速更多的意义是用来表征飞机的受力情况,在相同的表速下,动压相同,飞机受力大小也一致。

另外搞强度的人很讨厌那些空速什么的,因为同一个空速,在不同的高度,飞机受力不一致,这个给他们带来很大的麻烦。要是定义一个速度,无论飞机在什么地方什么高度,只要速度相同,飞机受力都一致就好了。恰好表速符合了结构强度设计工程师的要求。

从广义上讲,表速就是从仪表上读取到的数据,但是在千亿棋牌官网领域,表速一般都指没有修正的当量空速。


表速VC(当量空速) 和真空速的转换,其实就是将动压转换到标准海平面(假设空气不可压缩)

0.5 * ρ0 * Vc^2 = 0.5 * ρ * Va^2

其中ρ0是标准海平面大气密度, ρ是飞机所在大气密度,Va是飞机空速,Vc就是表速(当量)


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