飞机飞行速度测量的原理简介
空速管测速原理
空速管测速原理
空速管测速原理
1、测速原理
空速管是一种特殊的测速仪器，使用一加仑或更大容量的活塞式罐体（空气箱），将紧接其后的气压计连接到飞机空气动力学部分，如叶
片上，以测量飞机飞行时空气的流速。
随着气流，管中的空气也在不
断变化，从而改变气压，从而让气压计的指示范围与空气的质量有关。
2、蒸汽控制原理
空气的压力随着空气流速而变化，空气压力与空速之间存在很强的相
关性，空速管通过蒸气活门的调节，将蒸汽压力调节到与空气压力相
对应的大小，从而改变压力计的指示范围，进而得到空速大小。
3、气压控制原理
空气流动中，随着空气流速的改变，空气静压也会发生改变，在过滤
器系统内，要求低压器具中流体的压力保持在恒定的气压，控制空气
的空速变化，从而得到飞机的空气数据。
4、应用场合
除了备机飞行之外，空气动力学参数测量技术广泛应用于垂直航空航海，即航空航海部结构及气动数据测量，如俯仰操纵器，叶片/翼面模型、推力进气道、推进器及气动结构性能等。
它们都需要空气动力学
参数，与此同时，空速管还可以用作实验人员进行机体流动检测及校
对研究航空器的重力坐标系检查。
5、使用要求
空气流速的使用要求是非常严格的，其中包括安装定位的准确度，管路流畅度，管路内涡轮闭环精度等。
安装定位的准确度越高，流量值就越准确，同时也越具有反应性。
管路内出现阻滞时，也会对流量值产生影响。
除此之外，空气温度、湿度、气压及大气流速的可变性也会影响仪表的读数。
测飞机的空速的原理是
测飞机的空速的原理是
测飞机的空速的原理是基于空气动力学和物理学原理。
空速指的是飞行器相对于周围空气的速度。
常用的飞机空速测量原理有以下几种：
1. 動壓式测速系统：这种系统通过测量飞机前方进气口的动压差值来计算飞机的空速。
动压是指气流的动能，可以通过测量进气口处的气流压力来计算。
差压计将前部和底部气压之差转换成速度信号。
2. 静压式测速系统：这种系统通过测量飞机侧面的静压差来计算飞机的空速。
静压是指气流的静态压力，可以通过飞机侧面的静压口测量。
静压传感器将静压差转换成速度信号。
3. 导航设备测速系统：飞机上常用的导航设备，如惯性导航系统（INS）、全球定位系统（GPS）或甚高频测向设备（VOR），可以通过飞行器的位置和时间变化来计算飞机的空速。
4. 雷达测速系统：一些现代飞机在机头或机身上安装了雷达测速仪，可以通过向前方发射雷达波，然后接收反射回来的波来计算飞机的空速。
需要注意的是，以上仅是常见的测速原理，不同飞机可能使用不同的测速系统。
此外，飞行器的速度不仅涉及空速，还包括地速（相对于地面）和真空速（相对于大气）等概念，测量方法也有所不同。
测速管在飞机上的作用原理
测速管在飞机上的作用原理
测速管是测量飞机飞行速度的重要设备之一。
其工作原理是基于皮托管现象和静压的测量。
当飞机在空气中飞行时,空气会从飞机前面的开口进入一个向后逐渐变细的管道(即测速管),而管道后的压强低于前部,因此空气流会在管道内加速。
根据能量守恒定律,动压(流速压强)上升必然伴随着静压下降。
测速管的后部通向一个封闭腔室,这里装有一个压力传感器。
当飞机速度增加时,测速管内空气流动加快,静压下降,这会导致封闭腔内静压也下降。
通过测量封闭腔静压的变化,可以间接反映飞机飞行速度的变化。
具体来说,测速管内的空气速度v满足连续方程:
A1v1=A2v2
这里A1和A2分别是测速管前后截面的面积,v1和v2分别是前后段空气速度。
在飞行过程中,v1就是飞行速度V,A1为固定常数,于是可以测量v2对应的静压p2,并通过上述方程计算出飞行速度V=A1v1。
为了提高测量精度,通常会使用多个测速管并联设置,每个管径不同,对应的测量
范围也不同。
同时还需要进行大气参数校准,因为风速和空气密度也会影响静压的测量。
数字式测速系统使用数模转换器采集测速管静压信号,然后经过微处理器运算转换为飞行速度读数,显示在驾驶舱的速度表上。
综上所述,测速管利用皮托管原理测量飞机速度引起的静压变化,通过校准和信号处理可以测量出飞行速度,是飞机上重要的速度传感器,为飞行安全提供关键参考。
皮托管测速原理
皮托管测速原理
嘿，朋友们！今天咱就来好好唠唠皮托管测速原理。
你知道吗，皮托管就像是飞机的“千里眼”和“顺风耳”一样重要！比如说，飞机在天空中翱翔，它怎么知道自己飞得有多快呢？这就得靠皮托管啦！
皮托管啊，简单来说，就是一个能测量气流速度的小管子。
想象一下，你在河里游泳，你怎么知道水流有多快呢？你可以把手伸出去感受嘛！皮托管也是这样，它能感受到气流的速度。
咱举个例子哈，就像你走路的时候，风呼呼地吹过你的脸，你能感觉到风的力量。
皮托管就是那个能精确测量风力量的神奇东西！飞机带着它在天空中飞行，它就能准确地告诉飞行员，现在的速度是多少。
哇塞，要是没有皮托管，那飞机不就像一只无头苍蝇一样，不知道自己飞得多快多慢啦？那多吓人呀！当飞机高速飞行时，皮托管就勤勤恳恳地工作着，不断地给飞行员提供重要的数据。
这多了不起啊！
而且啊，皮托管可不是孤立的存在哦！它和飞机上的其他仪器一起合作，就像一个默契的团队。
就好像你们几个好朋友一起完成一项任务，每个人都发挥着自己的作用，才能把事情做好呀！
皮托管测速原理真的太神奇啦！它让飞机能稳稳地飞行，把我们安全地送到目的地。
所以说呀，科技的力量真是无穷的！我们一定要好好珍惜这些伟大的发明，让它们为我们的生活带来更多的便利和安全。
飞机测速方法
飞机测速方法
飞机测速的方法有多种，这里列举其中几种常用的方法：
1. 雷达测速：使用地面或航空器上的雷达设备，通过测量飞机与地面雷达站之间的距离和时间来计算飞机的速度。
2. GPS测速：利用全球定位系统（GPS）技术，通过接收卫星信号并计算位置和时间数据，可以精确测量飞机的速度。
3. 空速表测速：飞机上装置有空速表，根据空气动力学原理，通过测量飞机周围的空气流动情况来估算飞机的速度。
4. DME测速：DME（距离测量设备）是一种航空导航设备，通过发送和接收无线电信号，并测量信号来回的时间差来计算飞机的速度。
5. 飞行数据记录仪（FDR）：FDR是一种安装在飞机上的设备，可以记录飞行过程中的各种数据，包括速度。
这些数据可以在飞机降落后进行分析和测速。
这些方法在飞机测速中都有各自的优缺点，通常会结合多种方法进行测速来提高准确性和可靠性。
气压式空速表的测量原理
气压式空速表的测量原理嘿，朋友们！今天咱来聊聊气压式空速表的测量原理。
你说这气压式空速表啊，就像是飞机的贴心小助手。
它咋工作的呢？其实啊，就好比我们人在不同的环境里感受压力一样。
飞机在飞行的时候，周围的空气压力会发生变化，这气压式空速表就是专门来感受和测量这种变化的。
想象一下，飞机在天空中飞，那空气就像流动的河流一样。
而气压式空速表呢，就像一个特别敏感的探测器，能敏锐地察觉到空气压力的细微差别。
它里面有一些精巧的部件，通过这些部件来把空气压力的变化转化成我们能看懂的速度指示。
这就好像我们走路，能感觉到风的大小，而气压式空速表能更精确地“感觉”到空气的变化，然后告诉飞行员飞机飞得有多快。
你说神奇不神奇？要是没有它，飞行员不就像蒙着眼睛跑步一样，都不知道自己的速度，那多危险呀！它的工作原理其实也不复杂。
简单来说，就是利用了空气在不同速度下压力的不同。
就好比你骑自行车，骑得快的时候是不是感觉风更大呀？飞机也是一样，飞得快了，空气压力就会有变化，气压式空速表就根据这个来测量速度。
你看，这么个小小的仪表，却起着这么大的作用。
它就像是飞机的眼睛，时刻告诉飞行员飞行的状态。
没有它，飞行员可就抓瞎啦！所以说呀，这气压式空速表可真是个宝贝呀！它的准确性对于飞行安全那是至关重要的。
要是它出了点差错，那后果可不堪设想。
就像你走路要是判断错了方向，那可能就会走到奇怪的地方去。
飞机也是一样，速度判断错了，那可能就会出大问题。
咱再想想，要是没有气压式空速表，飞行员怎么知道啥时候该加速，啥时候该减速呢？那不就乱套了嘛！所以说呀，这个小小的仪表可不能小瞧了它。
总之呢，气压式空速表就是通过感受空气压力的变化来测量飞机速度的。
它虽然看起来不大，但是在飞行中却起着至关重要的作用。
它让飞行员能清楚地知道飞机的飞行状态，保障了飞行的安全。
所以呀，下次你再看到飞机的时候，就想想这个神奇的气压式空速表吧，它可在默默地为飞行安全保驾护航呢！。
飞机飞行速度测量的原理简介
飞机飞行速度测量的原理简介在飞机的前边安装有一个叫空速管的管子，也叫皮托管，总压管,风向标气流方向传感器或流向角感应器，当飞机向前飞行时，气流便冲进空速管，在管子末端的感应器会感受到气流的冲击力量，即动压。
飞机飞得越快，动压就越大。
如果将空气静止时的压力即静压和动压相比就可以知道冲进来的空气有多快，也就是飞机飞得有多快。
比较两种压力的工具是一个用上下两片很薄的金属片制成的表面带波纹的空心圆形盒子，称为膜盒。
这盒子是密封的，但有一根管子与空速管相连。
如果飞机速度快，动压便增大，膜盒内压力增加，膜盒会鼓起来。
用一个由小杠杆和齿轮等组成的装置可以将膜盒的变形测量出来并用指针显示，这就是最简单的飞机空速表。
现代的空速管除了正前方开孔外，还在管的四周开有很多小孔，并用另一根管子通到空速表内来测量静止大气压力，这一压力称静压。
空速表内膜盒的变形大小就是由膜盒外的静压与膜盒内动压的差别决定的。
空速管测量出来的静压还可以用来作为高度表的计算参数。
如果膜盒完全密封，里面的压力始终保持相当于地面空气的压力。
这样当飞机飞到空中，高度增加，空速管测得的静压下降，膜盒便会鼓起来，测量膜盒的变形即可测得飞机高度。
这种高度表称为气压式高度表。
利用空速管测得的静压还可以制成"升降速度表"，即测量飞机高度变化快慢(爬升率)。
表内也有一个膜盒，不过膜盒内的压力不是根据空速管测得的动压而是通过专门一根在出口处开有一小孔的管子测得的。
这根管子上的小孔大小是特别设计的，用来限制膜盒内气压变化的快慢。
如果飞机上升很快，膜盒内的气压受小孔的制约不能很快下降，而膜盒外的气压由于有直通空速管上的静压孔，可以很快达到相当于外面大气的压力，于是膜盒鼓起来。
测量膜盒的变形大小即可算出飞机上升的快慢。
飞机下降时，情况正相反。
膜盒外压力急速增加，而膜盒内的气压只能缓慢升高，于是膜盒下陷，带动指针，显示负爬升率，即下降速率。
飞机平飞后，膜盒内外气压逐渐相等，膜盒恢复正常形状，升降速度表指示为零。
飞机飞行速度马赫数的定义
飞机飞行速度马赫数的定义嘿，朋友们！今天咱来聊聊飞机飞行速度马赫数这个神奇的玩意儿。
你说飞机飞得多快呀，那简直就像一阵风似的！而马赫数呢，就是专门用来衡量飞机速度有多牛的一个指标。
就好比咱跑步，用多少时间跑了多少米来衡量快慢，马赫数就是飞机的速度尺子。
想象一下哈，飞机在天空中呼啸而过，那速度快得让人咋舌。
马赫数就是告诉我们它到底有多快。
要是飞机飞得跟蜗牛爬似的，那咱还坐它干啥呀，对吧？马赫数让我们清楚地知道飞机是不是像火箭一样嗖地就飞没影了。
马赫数其实就是飞机速度和声音速度的比值。
声音在空气中传播也是有速度的哟，当飞机的速度超过声音速度的时候，那可就厉害了！那感觉就像突破了一层屏障似的。
你想啊，飞机比声音还快，声音都追不上它，这得多带劲啊！比如说吧，一架飞机的马赫数是 2，那就意味着它的速度是声音速度的两倍呢！这可不得了，简直就是在空中飞驰啊。
那要是马赫数更高呢？哇塞，那简直不敢想象，感觉都要穿越时空了似的。
咱平时坐的民航客机速度一般也有个零点几马赫，虽然比不上那些超级快的战斗机，但也足够把我们快速地带到目的地啦。
这马赫数啊，就像是飞机的一张成绩单，告诉我们它的速度表现咋样。
而且马赫数还不是固定不变的哦，它会受到很多因素的影响呢。
比如高度啊，温度啊，这些都会让马赫数发生变化。
就跟咱人一样，在不同的环境下状态也不一样。
你说这马赫数是不是特别神奇？它让我们对飞机的速度有了更直观、更清楚的了解。
让我们知道飞机在空中到底是以怎样的速度在翱翔。
下次你再坐飞机的时候，就可以想想这马赫数，感受一下飞机在天空中飞驰的感觉。
所以啊，马赫数就是飞机飞行速度的秘密武器，它让我们看到了飞机的速度之美，也让我们对飞行充满了更多的好奇和期待！。
飞行高度与速度的测量仪表
飞行高度与速度的测量仪表一、高度表（一）飞行高度的意义与测量方法行离度与速度的测量仪表飞机的飞行高度是指飞机在空中的位置与基准面之间的垂直距离。
根据所选基准面的不同,飞行中使用有如下几种定义的高度:相对高度、真实高度和绝对高度。
测量飞机的飞行高度均采用间接方法。
就是通过测量与高度有单值函数关系,又便于准确测量的另一物理量,而间接得到高度的数值。
根据所选用的物理量及对物理测量的方法不同,形成了不同的高度测量装置。
目前在飞机上用得比较多的是气压式高度表和无线电高度表。
(二)气压式高度表的工作原理根据大气层的组成及特点，我们知道空气的静压力Ps在地面上最大，随着高度增加呈指熟规律减小。
通过测量气压Ps，间接测量高度，就是气压式高度表的工作原理，这种高度表实质上是测量绝对压力的压力表。
右图是气压式高度表的简单原理及表面图。
如图所示,将离度表壳密封,空气压力Ps由传压管送入高度表内腔。
高度增加表内压力减小,置于表壳内的真空膜盒(内腔抽真空后密封)随之膨胀而产生变形,膜盒中心的位移经传动机构传送,变换和放大后,带动指针沿刻度面移动,指示出与气压Ps相对应的高度数值。
在表面图上,窗口内的示数是基准面的气压值,通过调整旋钮调节。
测量标准气压高度时,窗口内的示值应为760;当测量相对高度时,其示数是机场地面的气压值。
（三）无线电高度表无线电高度表是利用无线电波反射的原理工作的。
飞机上装有无线电台发射机、及发射接收天线。
测量时，发射机经发射天线同时向地面和接收机发射同一无线电波，接收机将先后接收到由发射机直接来的电波和经地面反射后的回波,两束电波存在有时间差。
如果电波在传送过程中没有受到干扰,时间差正比于被测的高度。
测量出时间差,高度也就知道了。
图8.11无线电波反射示意图和无线电产高度表表面图。
目前使用的无线电高度表有调频式和脉冲式两种类型。
前者发射机发射的是调频式无线电波,电波的频率随时间周期性地变化,因此接收机所接收的两束电波时间差,直接转换成信号的频率差,测量频率差,即可得到真实高度。
飞机上的“传感器”——空速管
撰文 / 依蔓 审核 / 史庆起 （中国飞机强度研究所）飞机相对于空气的运动速度叫空速，空速管顾名思义，就是用来测量飞机空速的管子。
根据空速，飞行员可以判断作用在飞机上的空气动力情况，计算飞机相对于地球表面的运动速度，从而正确操控飞机，确定飞机的飞行距离和飞行时间。
欲测空速 先测气压根据运动的相对性，飞机飞行时，空气相对飞机会以大小相等、方向相反的流速流过飞机。
由于气体流速不同，压强也不同，因此可以根据气体压强的变化反推出气流的速度，也就是飞机的速度。
计算空速，空气的静压、全压数据是必须的。
静压是飞机在静止或运动状态下，垂直面上受到的外界空气压强，即大气压。
飞机高度不同，外界静压也会不同，这就是必须测量静压的原因。
全压是飞机飞行时，在正对气飞机的“传感器”流运动方向的飞机表面上，气流完全受阻滞，速度降低到零时测得的压力，也叫总压。
全压由两部分组成：一部分是由动能转变成的压力，称为动压；一部分是静压。
在实际操作中。
直接测量空速存在困难，因此常通过计算气流动压（动压=全压-静压）来测算空速。
全压、静压数据的收集与测量由全压管、静压孔或全静压管来实现，加上与之相连的飞行仪表、传送导管、传感器等就组成了空速管系统。
KP DISCOVERY探索发现—空速管—空速飞机相对于空气的运动速度由动能转换的压力动压全压动压+静压即大气压静压=空速管系统全压管静压孔+与之相连的飞行仪表、传送导管、传感器全静压管▶ “红鹰”飞行表演队使用教-8教练机进行飞行表演，可以看到机头位置的空速管空速管202436FEB.空速管原来这么分严格来说，空速管指的只是全压管，但人们也常把测量全压、静压的全静压管称为空速管。
全压管通常位于机身的前部、机翼下部或垂直安定面上，即能够和气流充分接触的地方。
管的前端有一个收集气流全压的开孔，孔口正对气流。
全压管内还有一个挡板，用于防止水或外来物进入全压管路。
在管的最低点有排泄孔，可将水和灰尘颗粒排到外面。
航天器测速公式
航天器测速公式
航天器测速公式是科学研究中的重要工具，它能够帮助我们准确地计算航天器的速度。
在这里，我将为大家详细介绍航天器测速公式的原理和应用。
航天器测速公式是基于牛顿第二定律的推导而得出的。
牛顿第二定律告诉我们，物体的加速度与作用在物体上的力成正比，与物体的质量成反比。
应用到航天器上，我们可以将这个定律进行推广，得到航天器测速公式。
航天器测速公式可以用以下数学表达式表示：速度=位移/时间。
其中，位移是指航天器在一段时间内从一个位置到另一个位置的距离，时间是指航天器在这段时间内所经过的时间。
为了更好地理解航天器测速公式的应用，我们可以举一个具体的例子。
假设有一艘航天器从地球发射升空，我们想要计算它的速度。
首先，我们需要确定航天器在升空过程中所经过的位移和时间。
在航天器升空的过程中，它从地球表面起飞到进入轨道的位置，这段距离可以作为航天器的位移。
而时间可以通过观测航天器升空所花费的时间来确定。
将位移和时间代入航天器测速公式，我们就可以得到航天器的速度。
航天器测速公式的应用不仅仅局限于地球表面的升空过程，它还可以用于计算航天器在太空中的速度。
在太空中，航天器的位移可以
通过测量其相对于其他天体的位置变化来确定，而时间可以通过计时设备来测量。
将位移和时间代入航天器测速公式，我们同样可以得到航天器的速度。
航天器测速公式是一种重要的工具，它可以帮助我们准确地计算航天器的速度。
通过测量航天器的位移和时间，并将其代入测速公式，我们可以得到航天器的速度。
这对于航天研究和探索太空都具有重要意义。
空速表原理
空速表原理
空速表是飞行器上的一种重要仪表，它可以测量飞机相对于周围空气的速度。
而了解空速表的原理对于飞行员来说是至关重要的，因为它直接关系到飞行安全。
本文将介绍空速表的原理，帮助读者更好地理解这一仪表的工作原理。
空速表的原理可以简单地理解为通过测量飞机前进时空气的压力差来计算飞机
的速度。
当飞机在空气中飞行时，空气会被飞机的外形挡住，形成了一定的压力差。
空速表利用这一原理来测量飞机的速度。
空速表内部的工作原理是基于皮托管原理的。
皮托管是一种利用静压和动压的
原理来测量流体速度的装置。
在空速表中，皮托管通过飞机外壳上的进气口获取静压和动压的数据，然后将这些数据转化成速度指示。
静压是指飞机在飞行过程中所受到的气压，而动压则是指由于飞行速度产生的气流动能。
通过测量这两种压力的差异，空速表可以准确地显示飞机的速度。
在空速表内部，静压和动压通过管道传输到一个叫做空速膜片的装置上。
这个
装置会根据静压和动压的差异来移动一个指针或者数字显示装置，从而显示出飞机的速度。
这种设计使得空速表可以在不同的飞行高度和空气密度下都能准确地显示飞机的速度。
除了皮托管原理，空速表还会考虑到一些修正因素，比如压力高度修正和位置
误差修正。
这些修正因素可以使空速表在不同的飞行条件下都能提供准确的速度指示。
总的来说，空速表的原理是基于皮托管原理的，通过测量静压和动压的差异来
计算飞机的速度。
它是飞机上不可或缺的仪表之一，对于飞行员来说具有重要的意义。
通过本文的介绍，相信读者对空速表的原理有了更清晰的理解。
空速的测量rev1
当量空速是在校正空速数据经过具体高度的绝热压缩流
修正后的空速表读数，其英文缩写形式为EAS。当量空 速不仅是总、静压压差的函数，还与飞行高度的压强有 关，这就要求对应每一个气压高度制作一种对应于总、 静压差的当量速度刻度盘，这显然是不可能的，所以通 常采用以海平面标准大气状态为基准的当量速度刻度盘， 这种表的读数只有在海平面标准大气条件下才是准确的， 对其他高度都需要进行修正，该修正称作附加的绝热压 缩流修正。当量空速（Ve）与校正空速（Vc）的关系 为：Ve=Vc-oc
二、测量空速的仪表
基本原理：根据动压与空速之间的函数关系，利用开口
膜盒测量动压表示空速的。
(一)仪表空速表
测量：仪表空速
(二)仪表真空速表
测量：表真速
(三)真空速表
测量：真空速
指示空速测量 指示空速表测量总压与静压之差，
即动压，并把它转换为标准海平面状态下（静 压为101.325×103帕或760毫米汞柱，温度为 15°C）的速度单位。它实质上是一个动压测量 仪表，在标准海平面状态下它所指示的空速
（表速）值与真实空速相吻合，非标准状态下
或海平面以上，指示空速将偏离真实空速。高
度愈高，偏差愈大。迎角一定时，升力和阻力
的大小直接取决于动压，因此指示空速对保证
安全飞行防止失速具有重大的意义，尤其是在 起飞和着陆阶段。
真实空速测量 理论和实验证明，动压q与空速v之间
有如下关系:q＝1/2ρV2(1+ε)其中ε为考虑气体压缩性所 引入的修正系数，它与空速和静温有关；ρ为大气密度， 与大气静压和静温密切相关。因此真实空速信号可通过 测量动压、静压和静温而获得。据此设计的真实空速表 因必须引入静温信号，结构较为复杂。在标准大气状态 下，静温是静压的单一函数，这样就把真实空速看作只 是动压和静压的函数，由此得到的真实空速称为有局部 温度修正的真实空速，因为在非标准大气状态下，只能 部分补偿温度的影响，测得的只是真实空速的近似值。
第10章飞行高度与升降速度的测量
航空检测技术
• 真高、相对高统称为高(Height),绝对高则称之为高度 (Altitude)。真高、相对高、绝对高,都是航空器相对于地 球表面的真实高度,其基准面具有稳定的几何形态,因而称 之为几何高度,以区别于气压高度表所测量出的气压高度。
• 在管制指挥过程中,经常使用的是根据不同的气压基准面 而测得的气压高度,这里的气压基准面数值就是我们经常 提到的高度表拨正值。因此,管制员在管制指挥过程中,必 须按规定使用不同气压基准面的高度指挥航空器飞行。
10.23
航空检测技术
• 这两种方案均需要高精度的线加速度传感 器和高精度的积分运算器。并且在平台式 惯导系统中，惯性平台跟踪地平面的精度 及捷联式惯导系统中飞机的航向—姿态角 的测量精度也同样会影响飞机所在空间位 置的测量精度。
10.24
航空检测技术
3. 通过测量大气参数来测量飞行高度
在重力场内，大气的压力、大气密度均随高 度增高而减小，尽管各自的变化规律不同。 可以通过测量大气压力或大气密度来间接测 量飞行高度。通过测量大气压力来测量飞行 高度的仪表称气压式高度表，是目前应用最 广泛的飞行高度表。
10.11
航空检测技术
10.12
航空检测技术
• 1993年11月13日，中国北方航空公司MD-82型B-2141号飞 机执行沈阳-北京-乌鲁木齐航班任务，在乌鲁木齐机场坠毁。
• 事故简介:在向乌鲁木齐机场正常进近阶段, 与乌鲁木齐机场塔 台联系后，地面告知飞机：“场压947百帕，高度表拨正值 1024百帕。”左座飞行员误将高度表调至“1024”，致使左座 高度表指示比场压高度多指示2128英尺(标高：648m) 。该机 建立盲降后进入自动飞行，左座根据气压高度表指示下降高度使 飞机离开已截获的下滑道，右座未发现和纠正。此后飞机出现两 次下滑道警告，飞行员未采取措施。又出现4次“PULL UP” （拉起来）语音警告，飞行员听不懂，也未采取措施，仍继续下 滑，一直低于下滑道飞行。当机械员发现高度低时，飞行员按了 高度保持钮，但没有加油门，以至飞机失速，最终飞机撞高压线 后，在距离跑到头延长线2210米处坠地烧毁，机上12人遇难。 160.013人受伤。
空速管工作原理探究实验装置设计
空速管工作原理探究实验装置设计摘要：空速管是基于伯努利原理的飞行速度测量工具是飞机上极为重要的测量工具，广泛应用在各型航空飞行器上。
为了帮助学员快速理解空速管工作原理及其测量精度影响因素，提高学员对航空装备的兴趣和爱好，提升实践教学效果。
本项目提出一种使用U型管测量风速的方法，并且制作相应的空速管工作原理探究实验装置。
关键词：空速管实验装置伯努利原理1一、空速管工作原理空速管是飞机飞行速度的测量工具，其工作的核心原理是伯努利方程。
（一）伯努利方程伯努利方程的实质是流体中的机械能守恒，即空气在流动过程中动能和势能的相互转化是守恒的，当假设空气无粘性不可压且忽略重力势能时，可写成(1)式中：P为空气的静压；ρ为空气的密度；V为气流的速度；P*为空气的总压。
即空气在流动过程中总压P*不变，动压1/2ρV2和静压P可以相互转化。
（二）基于伯努利方程测量风速的原理根据简化后的伯努利方程，可以获得飞行速度V的计算公式为(2)由此可知，如果能够测得空气总压与静压的差值ΔP以及空气密度ρ，就可以计算获得飞行速度。
基于这一原理设计的空速管装置如图1所示，管上有两种孔，侧壁上一排孔叫静压孔，用于感受大气静压P H；空速管前端的孔叫全压孔，用来感受总压P*；再通过查表获得大气密度就可以进一步获得飞行速度。
图1 空速管装置示意图（三）空速管测量精度影响因素分析伯努利方程的适用条件是非常苛刻的，它是理想、一维定常、无粘性、不可压的流体沿流线的表达式，简化后的伯努利方程还要求重力势能可以忽略，这些条件一旦被破坏，伯努利方程不成立，那么基于伯努利方程测速的空速管所获得的结果也就是不准确的了。
当然实际的空气在流动时，是基本上无法满足理想、一维定常、无粘性、不可压这三个条件的，只在一些特定情形下才满足，比如飞机飞行状态比较稳定时，可近似认为是一维定常流动，飞行速度小于0.3马赫时，认为气体不可压。
基于以上分析，在使用空速管测量风速时应当注意：（1）读取数值时，气流应当稳定；（2）静压孔与全压孔应保持适当位置，减弱全压孔处的扰流对静压孔产生影响。
飞机测风速原理
飞机测风速原理飞机头部前端都有一个叫空速管的装置，它能测出飞机的飞行速度。
空速管也称大气传感器，或者皮托管、总压管等，它是测量飞机飞行时周边气流的总压和静压等数据，并将测得的大气压力数据传送至飞机大气数据计算机和驾驶舱内飞行仪表的装置。
早期的空速管一般是枪式空速管，设置在飞机机头整流罩前，因此也叫“风向标”；后来的空速管后移，一般设置在战斗机整流罩后的机头侧面。
还有的设置在垂尾或者机翼上。
之所以设置在这些位置，是因为空速管为了保证测得的气流数据准确，安装位置一定要在飞机外面气流较少受到飞机影响的区域。
为了保证测得数据的准确，空速管一般要准备至少2套以上。
至于空速管的测速原理，我们可以看到空速管的前端有一个小孔，实际上它由两个同心圆管组成，内圆管为总压管，外套管为静压管。
当飞机向前飞行时，气流便进入空速管前端的小孔，而安装在管子末端的传感器就能感受到气流冲击的力量——这实际上就是一个压力传感器，感受到的压力被称作动压。
飞机飞得越快，气流冲击力越大，动压就越大。
而此时将空气静止时的静压与动压相比，就可以得出压差。
早期的压力传感器是典型的机械式传感器，我们称之为膜盒，它实际上是一个用上下两片非常薄的金属片制成的表面带波纹的空心圆形盒子，膜盒通过一根管子与空速管相连，空速管中的气流可以吹到膜盒里，动压造成膜盒金属片发生形变，用一个由小杠杆和齿轮等组成的装置可以将膜盒的变形测量出来并用指针显示，这就是早期的空速管和空速表，也被称作机械式空速管和空速表。
当然后来空速管发生了很大变化，出现了电子式空速管，即采用压敏元件来替代机械式膜盒。
压敏传感器制造的空速管，比起早期机械式空速管测量更加精确。
但必须指出的是，空速管测量出来和空速表显示的速度，不是飞机相对于地面的速度(即所谓地速)，而是飞机相对于大气的速度(即所谓空速)，地速和空速是通过加减大气的流速(风速)而进行相互换算的。
即便是相同的空速，在低空和高空，由于大气密度不同，空速管测量的同—飞行速度下的动压也不一样，同样的空速，在高空中气流更稀薄，动压测量数值更低，因此空速表显示的数值更低；而在低空空气密度高，动压测量数值高，因此空速表显示的数值更高，所以空速表上读出的空速数值，也被称作“表速”。
测量飞机速度
2.2.1 空速测量的理论基础（2）
连续性定理（流管流速vi与管截面 i 关系） S 当空气稳定地流过直径变化的流管时，在 同一时间内，流入任一截面的气流质量 与从另一截面流出的气流质量相等，即
S1v1 S2v2 常数
（如果气体密度不变）
空气流管
11
2.2.1 空速测量的理论基础（3）
2.3.1 马赫数测量原理
k 1 qc k 1 2 1 Ma 1 ps 2 qc k 1 .4 2 1 0.2Ma 代入，则 ps k 当飞行速度小于音速，根据前面的推导
3.5
1
当飞行速度大于音速，可推出 7
qc 166.922Ma 1 2 2.5 ps (7Ma 1)
35
2.2.6 指示空速测量（2）
指示空速本质上是动压的函数，且仅是 动压的度量；而（真）空速不仅与动压， 还和静压、静温有关。 指示空速表是根据海平面标准大气条件 下，空速与动压的关系，利用开口膜盒 测动压，从而表示指示空速。
36
2.3 马赫数测量（1）
飞机在接近音速飞行时，飞机的某些部 分会出现局部激波，使阻力急剧增加， 飞机的稳定性和操纵性变差，甚至产生 激波失速。此时，马赫数指示具有与低 速飞行时的指示空速类似的作用：使飞 行员直接了解动压状态。 根据真实空速与动压、静压、静温的关 系以及音速与静温的关系，可以推出马 赫数是动压和静压的函数。
所以，从皮托管外侧小圆孔引入的压力 ps 即为大气静压 。
23
2.2.2 压力法空速测量原理（4）
飞行速度较小，不考虑空气压缩性 sv2
pt ps 2
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飞机飞行速度测量的原理简介
在飞机的前边安装有一个叫空速管的管子，也叫皮托管，总压管,风向标气流方向传感器或流向角感应器，当飞机向前飞行时，气流便冲进空速管，在管子末端的感应器会感受到气流的冲击力量，即动压。
飞机飞得越快，动压就越大。
如果将空气静止时的压力即静压和动压相比就可以知道冲进来的空气有多快，也就是飞机飞得有多快。
比较两种压力的工具是一个用上下两片很薄的金属片制成的表面带波纹的空心圆形盒子，称为膜盒。
这盒子是密封的，但有一根管子与空速管相连。
如果飞机速度快，动压便增大，膜盒内压力增加，膜盒会鼓起来。
用一个由小杠杆和齿轮等组成的装置可以将膜盒的变形测量出来并用指针显示，这就是最简单的飞机空速表。
现代的空速管除了正前方开孔外，还在管的四周开有很多小孔，并用另一根管子通到空速表内来测量静止大气压力，这一压力称静压。
空速表内膜盒的变形大小就是由膜盒外的静压与膜盒内动压的差别决定的。
空速管测量出来的静压还可以用来作为高度表的计算参数。
如果膜盒完全密封，里面的压力始终保持相当于地面空气的压力。
这样当飞机飞到空中，高度增加，空速管测得的静压下降，膜盒便会鼓起来，测量膜盒的变形即可测得飞机高度。
这种高度表称为气压式高度表。
利用空速管测得的静压还可以制成"升降速度表"，即测量飞机高度变化快慢(爬升率)。
表内也有一个膜盒，不过膜盒内的压力不是根据空速管测得的动压而是通过专门一根在出口处开有一小孔的管子测得的。
这根管子上的小孔大小是特别设计的，用来限制膜盒内气压变化的快慢。
如果飞机上升很快，膜盒内的气压受小孔的制约不能很快下降，而膜盒外的气压由于有直通空速管上的静压孔，可以很快达到相当于外面大气的压力，于是膜盒鼓起来。
测量膜盒的变形大小即可算出飞机上升的快慢。
飞机下降时，情况正相反。
膜盒外压力急速增加，而膜盒内的气压只能缓慢升高，于是膜盒下陷，带动指针，显示负爬升率，即下降速率。
飞机平飞后，膜盒内外气压逐渐相等，膜盒恢复正常形状，升降速度表指示为零。
空速管是飞机上极为重要的测量工具。
它的安装位置一定要在飞机外面气流较少受到飞机影响的区域，一般在机头正前方，垂尾或翼尖前方。
同时为了保险起见，一架飞机通常安装2副以上空速管。
有的飞机在机身两侧有2根小的空速管。
空速管测量出来的速度并非是飞机真正相对于地面的速度，而只是相对于大气的速度，所以称为空速。
如果有风，飞机相对地面的速度(称地速)还应加上风速(顺风飞行)或减去风速(逆风飞行)。
另外空速管测速原理利用到动压，而动压和大气密度有关。
同样的相对气流速度，如果大气密度低，动压便小，空速表中的膜盒变形就小。
所以相同的空速，在高空指示值比在低空小。
这种空速一般称为"表速"。
现代的空速表上都有两根指针，一根比较细，一根比较宽。
宽的指针指示"表速"，而细的一根指示的是经过各种修正的相当于地面大气压力时的空速，称为"实速"。
升降速度表又叫垂直速度表，用以测量飞机上升和下降的垂直速度、即飞机的高度变化率。
测量升降速度常用的方法是在飞行高度测量装置中,增加一个微分装置或一个压力延迟部件，分立式升降速度表常采用后者，升降速度测量装置的指示能同时反映升降速度的大小和升降方向(即上升或下降)。