03.07 飛機是怎麼確定高度和速度的?

相公大人


飛機的儀表主要由動靜壓儀表和陀螺儀表組成,其高度表連接飛機的靜壓管來測量大氣壓力,為飛機提供高度信息,它的單位通常是英尺(feet)。而空速表則連接飛機的動壓管和靜壓管,用來測量衝壓空氣的壓力,並顯示為飛機的指示空速,它的單位通常是節(knot)。此外飛機還有垂直速率表,它和靜壓管相連,通過測量機艙外大氣壓力變化的速率,來顯示飛機爬升和下降的速率,單位是英尺/每分鐘(fts/min)。

高度計和速度計都是飛機中最重要的儀表,一旦皮托管堵塞很容易釀成事故。1996年10月2日,秘魯航空603號航班就因維修疏忽,當時地勤人員清潔飛機時,堵塞了靜壓孔,航班起飛前也無人將之移除。這導致執飛的波音757型客機儀表發出錯誤和矛盾的信息,最終導致客機墜毀在秘魯Pasamayo外的太平洋中,事故共導致70人遇難。

高度表由一組排列在一起的密封膜盒組成,膜盒呈密封狀,並抽空至29.92汞柱壓力,這些膜盒能跟著靜壓的變化而變化。另有一組機械聯動裝置連接膜盒盒錶盤上的指針,當膜盒壓縮時,指針指示高度降低。當膜盒膨脹時,指示高度隨之增加。空速表則屬於敏感型的壓差表,它可以測量總壓和靜壓的差值,當飛機停在地面且外界處於無風狀態時,總壓和靜壓相等。當飛機在空中飛行時,總壓管中的壓力開始將靜壓管的壓力增大。外殼中通入靜壓,膜盒內連接總壓。膜盒的一側同樣有機械聯動裝置連接空速指針,這能顯示壓差變化。

高度表和空速表都有多種類型,飛行員必須對他們瞭如指掌,畢竟飛行安全大如天。


航空之家


飛機在大氣中飛行時,氣流衝進空速管,受到氣流衝擊的力量即是動壓,飛行速度越快動壓越大,空氣靜止時的壓力是靜壓,把空速管飛行時的動壓與靜壓的數值比對,通過精密的飛行儀表即可測量出飛機的飛行速度。

飛機飛行高度的測量,飛行越高空速管中上升的壓力越大,把飛機高空壓力值與地面時的靜壓值比對,經飛行儀表即可測量出飛機的飛行高度。空速管是飛機上非常重要的高精密傳感器,飛機飛行動態參數都要通過空速管測量。



海匯


首先是高度,飛機測量高度利用的原理是大氣壓,初中地理就學過海拔越高氣壓越低,並且高度和氣壓是呈一定的線性關係的。飛機上的高度表其實就是一個氣壓計,測得氣壓值後經過換算就能得到飛機的高度了。

不過現代的飛機基本上都使用無線電高度表來測量高度,它是現代飛機上必要的導航設備之一,無線電高度表要比氣壓高度表要精確許多。無線電高度表原理是向地面發射雷達波,雷達波反射後重新被飛機接收,通過測量雷達波來回所用的時間來測算飛機的高度。無線電高度表僅在飛機距地面750米以內工作,所以一般在飛機進近和著陸階段使用。

再來說說飛機速度的測量。飛機的速度有兩個:空速和地速。空速就是飛機相對空氣運動的速度,地速就是飛機相對地面運動的速度。所以理論上飛機的地速=空速+風速。

測量空速的系統由三部分組成。第一部分叫空速管,也叫做皮托管,它位於機頭前部(如下圖),向前伸出狀。飛機飛行時空氣迎面吹過來流入皮托管中,在管子的後部就可以感受到流入空氣的全部壓力。這個壓力由空氣流入管內的動壓和空氣靜止時內部的靜壓組成。

第二部分是靜壓孔,如下圖。靜壓孔是開在機身側方不受氣流乾擾的一些小孔。空氣從這裡緩慢流入孔內,這裡的空氣壓力是靜壓。

第三部分是壓力錶,表的一端與空速管相連,另一端與靜壓孔相連。全壓與靜壓之差稱之為動壓,根據動壓與空速的相關關係,就能將空速換算出來,這個關係有點複雜牽涉流體力學原理,這裡就不作拓展了。這裡得到的空速叫做“指示空速”,也叫做錶速,是換算到標準狀態下的空速,並非飛機飛行的真空速,但卻是關乎飛行安全的最重要的飛行數據之一。飛機的真空速(也就是實際相對空氣速度)會大於指示空速。

至於地速,可由機載多普勒導航雷達來測量,也可由地面基站的電影經緯儀、脈衝測量雷達來測定飛機的地速。

多普勒雷達的工作原理是以多普勒效應為基礎的,是指當發射源和接收者之間有相對徑向運動時,接收到的信號頻率將發生變化。

電影經緯儀是在陸地固定站上使用,它是電影攝影機與經緯儀相結合的儀器,能測量目標的方位角和俯仰角,主要用於飛機、火箭和航天器軌跡測量和起飛、著陸與飛行實況記錄。

脈衝測量雷達是一種精密跟蹤雷達。它的原理是通過測量脈衝電磁波往返時間延遲得到目標的距離信息,根據接收脈衝載波中的多普勒頻率測量目標的徑向速度,利用等信號法獲得目標的方位角和俯仰角數據。


熊貓愛飛行


空速管可以測出空速,即飛機相對於氣流的速度,如果是地速的話,還要用空速減去風速。

高度的話應該是2500英尺以上使用氣壓高度,2500英尺以下使用無線電高度,具體數值每款飛機不一樣。


好大一條魚736


用氣壓表的原理來確定高度,採集空氣流速來確定自己的速度。所以相當長的一段時間沒,空速管是探出機身前方的。


筆不意馳


飛行儀表主要是真空膜盒原理。高度表在不同高度因為空氣壓力不同,膜盒的微小變化通過齒輪放大在儀表盤上指示。高度表會受溫度和氣壓變化的影響。起飛前要進行校準。

現在有無線電高度表,向地面發射無線電波,測量返回需要的時間,計算出對地面的相對高度。

飛行速度是採用全-靜壓系統測量空氣壓力差,使波紋膜盒外形變化,通過指針表示在空氣中的絕對飛行速度。


一葉楓流O靈似舞妖


飛機的高度與速度的確定,簡單地說,主要靠儀器儀表:一是靠空速管通過傳感器至速度儀表,準確測出飛機空中速度:即通過空速管相對於空壓力而轉換成飛機的速度;二是靠高度表測量出飛機高度:即通過薄膜傳感器測出空氣氣壓大小(隨高度變化而空氣逐漸稀薄),從而使薄膜伸縮轉換至儀表而準確測出高度;這兩者都是通過外界空間氣壓與壓力從而轉換至儀表而顯示;不過,測速是動壓;測高度是靜壓;





雲墨世界_


飛機上有高度表和速度表。隨著高度升高,氣壓會下降,高度和氣壓有著唯一的對應關係,飛機上的高度表,就是通過感應氣壓,按照對應關係顯示飛行高度。飛機向前飛行,會與空氣有相對運動,由此會產生動能,飛機速度越大,動能越大,通過測量動能大小,就測量出了飛行速度。


荒原漫遊者


氣壓差、GPS、雷達等,

可以測出空速、地速和座標。


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