航向_空速与单位换算

1、 本节主要内容本节主要内容: 航向及种类航向及种类 航向的测量航向的测量 航向的换算航向的换算 （一）（一）航向航向 飞机纵轴前方的延长线叫航向线飞机纵轴前方的延长线叫航向线,航航向线的方向向线的方向,即飞机纵轴前方的指向即飞机纵轴前方的指向,叫做叫做航向航向(HDG)。 航向角航向角 从经线北端顺时量到航向线的角度。从经线北端顺时量到航向线的角度。范围为范围为0360。纵轴在同一直线上，但航向角不同1.航向角多少？2.飞机右转时，航向增大还是减小？左转呢？ 真航向（TH) true heading 磁航向（MH） magnetic heading (1)罗经线：飞机上磁罗盘的磁条所指的罗经线

2、：飞机上磁罗盘的磁条所指的南北方向线南北方向线 (2)罗差：罗经线偏离磁经线的角度罗差：罗经线偏离磁经线的角度,叫罗叫罗差差(DEV) (3)罗航向罗航向(CH) DEV(Compass Deviation): 以磁北为基准，若罗经线北端偏离磁北，偏东为正，偏西为负 MH=CH+(DEV)罗 飞行某时刻，磁罗盘指数120，罗差为偏东2，该地磁差为偏西4，求真航向角罗差(Compass Deviation)查用与修正 罗差不受地理位置的影响，但与飞机航向有关 罗差由地面仪表人员校正测量(Swinging the Compass测定罗差) ，并绘制成表提供给飞行人员查用，在罗差很小的航向上飞行可以

3、直接使用磁航向。 直读磁罗盘（安装在驾驶舱内，受飞机磁场影响较大） 远读磁罗盘（安装在驾驶舱外，受飞机磁场影响较小） 陀螺罗盘 陀螺半罗盘 磁条式陀螺磁罗盘 感应式陀螺磁罗盘1、直读磁罗盘Magnetic Compass 体积小，重量小，结构简单，不易故障 无需供电 非矿区、平直飞行时指示稳定。作为各类飞机必备的备份仪表 飞机机动飞行时存在较大误差 高纬度地区地磁水平强度弱，不能稳定指示航向 指示的是罗航向，需修正罗差因此不易单独测量航向，常常与陀螺罗盘配合测量航向（1）倾斜误差 飞机沿_飞行时无倾斜误差MHHRcos倾（2）俯仰误差MHHRsin俯飞机沿_飞行时无俯仰误差RRsin （3）转

4、弯误差 飞机转弯建立坡度时，罗牌受重力和离心力的作用，随同飞机一同倾斜（其坡度大小与飞机坡度相同）。此时，地磁垂直分力Z在罗牌平面内产生分力，使罗牌发生偏转，产生转弯误差。 转弯误差的大小跟航向，转弯坡度和飞行地区的纬度都有关系。 转弯坡度越大，地磁垂直分力在罗牌平面内的分力越大，误差越大。 纬度越高，磁倾角越大，地磁垂直分力越大，误差越大。 在北半球，由于地磁垂直分力的作用，使罗盘磁条北端向下倾斜。为了使罗盘磁条保持水平，制造罗盘时，罗盘磁条的支点在磁条重心以北。 当飞机增减速度、侧滑及航向摆动时，罗牌重心在惯性力的作用下，形成一个旋转力矩，迫使罗牌偏转。 加速误差可达1015之多。 体积小

5、，结构简单，不易故障 机动误差较大，高纬度指示不准 需修正罗差2、陀螺罗盘（Gyroscopic Compass） 陀螺是一种惯性元件，它是一绕自转轴高速旋转的转子构成。陀螺高速旋转时力图保持其在惯性空间内方位稳定的特性 转子受到外力的作用时，会向力矩矢量方向进动ZYX 调整水平修正器，使陀螺自由进动到大地水平面内； 对照磁罗盘的指示，调整方位修正器，使陀螺自转轴自由进动到磁北方向，即陀螺罗盘航向标线此时要指示磁航向； 如何判断陀螺自转轴进动到了磁北方向？ 由于定轴性的作用，飞机飞行过程当中陀螺自转轴恒指磁北，而与飞机固定的航向指标将指示飞机磁航向。在大圆航线的起点，调整方位修正器和水平修正器

6、，使自转轴和起始经线保持一致，飞机在飞行过程能否正确指示航向？ 飞机在沿大圆航线飞行过程中，陀螺自转轴和经线一起在惯性空间内转动，由于地球自转和飞机位置的改变使得陀螺自转轴偏离起始经线方向，同时陀螺不再保持水平，如果不加调整，飞机无法正确指示航向。 调整方法：通过水平修正器和方位修正器修正自转轴与起始经线的误差，同时保持水平，修正量：方位地sin 水平地cos 优点：不受磁极和磁矿区的影响，经过修正可以准确指示航向、转弯角以及大圆航线。 缺点： 不能独立测量航向，必须根据其他罗盘的指示人工给定基准线； 由于地球自传，使陀螺自转轴与经线间存在相对运动，引起自走误差。误差值：23度/15分钟，必须

7、每15分钟进行校正。 飞机倾斜或俯仰时，会引起支架倾斜误差，消除方法：利用陀螺稳定器或随动环，使外框轴始终保持在地垂线上。(三三)陀螺磁罗盘陀螺磁罗盘 1、组成：磁传感器，陀螺、组成：磁传感器，陀螺传感器，指示器等传感器，指示器等 2、测量航向：、测量航向：磁航向磁航向 3、分类：、分类： (1)磁条式陀螺磁罗盘磁条式陀螺磁罗盘 (2)感应式陀螺磁罗盘感应式陀螺磁罗盘 4、优点、优点 5、缺点、缺点(四四)航向系统航向系统 由两种或两种以上原理不同的罗盘组成的测量飞由两种或两种以上原理不同的罗盘组成的测量飞机航向的系统。机航向的系统。 1 1、组成：传感器、指示器、控制器等、组成：传感器、指示

8、器、控制器等 2、特点、特点 3、航向的选择、航向的选择 MHTHMV CHMHDEV NT NM NC MV DEV TH MH CH 若飞机的若飞机的MH应应为为120 ,已知罗差为已知罗差为5 ，用，用直读磁罗盘保持罗航向应为？直读磁罗盘保持罗航向应为？ 若飞行区域的磁差为若飞行区域的磁差为2 , 则真航向应为？则真航向应为？结束结束罗 空速分类 飞机空速系统与测量原理 误差修正 马赫数表和组合空速表 空速与飞行管制 确定飞行纵向间隔标准的依据之一 预测飞行冲突的重要因素 控制飞机准时到达目的地的重要参数 空速定义 飞机相对与空气的运动速度 单位：km/hr, nm/hr(knot),m

9、ile/hr 1nm/hr=1kt=1.852km/hr=1.151mile/hr 空速表达式 条件：标准大气条件，平均海平面，K1.4为绝热指数，g为重力加速度，R29.97kg.m/kg.k；T为大气温度；q为动压；p为静压1)2112KKvKgRTKpq 空速分类 IAS： Indicated Airspeed 指示空速 CAS：Calibrated Airspeed 修正空速 EAS：Equivalent Airspeed 当量空速 TAS: True Airspeed 真空速IAS仪表误差位置误差CAS压缩性误差随着飞行高度增加、飞行速度增加，空气压缩性系数变大。EAS密度误差TAS

10、 空速表原理Blockage 全/静压系统Pitot-Static System 大气数据仪表Air Data System 大气数据计算机 ADC 全温探头Pitot tube 迎角(Angle Of Attack)感应元件 全/静压系统 （每种表的输入参量？）VneRange of full flapCaution RangeRange of flap upVs0VfeVs1Vno3、空速表 空速与当地声速之比称为马赫数 马赫空速表指示飞机的空速、空速极限、马赫数和目标空速。在表上可以自动或人工选择目标空速，并提供最大马赫空速的音响警告。马赫空速表包括数字式空速显示窗，模拟式空速指针，橙白

11、相间的最大空速指针，目标空速游标和数字式马赫空速显示窗。表上的空速基准调节旋钮用于人工设置目标空速游标。 大气数据计算机ADC 全温探头 温度传感器又称总温探头，是大气数据计算机重要的信号源，装在机身外部没有气流扰动的蒙皮上，其对称轴与飞机纵轴平行。 迎角传感器 右图为测量迎角()和侧滑角()，通常将传感器设计成能伸出到飞机外的气流中，但安装处应无扰动气流。常用的传感器通常有两种形式如图所示 机械误差 V机 及修正 制造不精确、机件磨损、膜盒弹性变化、 CAS IAS V机 空速少指为正，多指为负 V机由地面维护人员定期调节和校验，并绘制成曲线或表格形式，供飞行人员使用。 压缩性误差及修正 空

12、速表是根据平均海平面、标准大气条件下的动压与空速的关系，通过表内的开口膜盒感受动压大小，经传动机构带动空速指针而设计出来的。随着飞行高度的增加，飞行速度的增加，空气的抵抗压力的能力逐渐变差，即压缩性系数变大，从而导致压缩性误差。 在MSL标准大气条件下：)1(2CAS2CAS0000000qq则缩系数，记为海平面出空气压令空气受压缩，密度变化 在飞行高度H处， 令上述两式相比可得： )1 (2TASHHHHHq空气压缩系数H11CASTAS0H0压缩性修正) 111(CASCASEASEASTAS11CASEAS0H00HHv压缩性误差则令缩 密度误差及修正00H0EASEASTASTTppH

13、H 仅考虑密度误差，直接由表速换算得到真空速 当高度不高时，可以按一定关系估算。 等表速爬升，真空速的变化？ 等Ma数爬升，真空速的变化？ 高速飞行时常用马赫数表征速度，为何？ 高速飞机 电动马赫空速表 飞机相对于空气运动的速度叫飞机相对于空气运动的速度叫空速空速。 单位：公里单位：公里/小时（小时（KM/H） 海里海里/小时（小时（NM/H） 本节主要内容本节主要内容： 空速及其种类空速及其种类 测量空速的仪表测量空速的仪表 空速的换算空速的换算 1.仪表空速仪表空速(BAS)2.修正表速修正表速(CAS)3.指示空速指示空速(IAS)4.当量空速当量空速(EAS)5.真空速真空速(TAS)

14、6.马赫数马赫数(M数数)：M=TAS/a 基本原理基本原理：根据动压与空速之间的函数关系，利：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。用开口膜盒测量动压表示空速的。 (一一)仪表空速表仪表空速表 测量：仪表空速测量：仪表空速 (二二)仪表真空速表仪表真空速表 测量：表真速测量：表真速 (三三)真空速表真空速表 测量：真空速测量：真空速(五五)电动组合空速表电动组合空速表 (大气数据计算机系统大气数据计算机系统的指示的指示/显示部分显示部分) 1、电动高度空速表电动高度空速表 2、电动马赫数空速表电动马赫数空速表 3、总温总温/静温、真空速显示器静温、真空速显示器 (四四

15、)马赫数表马赫数表 测量测量：马赫数马赫数1、机械误差、机械误差(Vi)2、空气动力误差、空气动力误差(Vq)3、方法误差、方法误差 (1)空气压缩性修正量误差空气压缩性修正量误差(V) 6000米以下高度飞行，可不进行修正，米以下高度飞行，可不进行修正，6000米以上应予以修正。米以上应予以修正。 (2)空气密度误差空气密度误差( Vp)(一一)表速与真空速的换算表速与真空速的换算 BAS CAS IAS EAS TAS 机械误差和空气动力学误差一般不修正，小型低速机械误差和空气动力学误差一般不修正，小型低速飞机对空气压缩性误差一般也不修正，故只修正空飞机对空气压缩性误差一般也不修正，故只修

16、正空气密度误差。气密度误差。 进行计算尺计算时，进行计算尺计算时，H是标准气压高，是标准气压高，tH是该高度上的静温。是该高度上的静温。 例：例：BAS370KM/h，飞行高度，飞行高度5000米，空米，空中温度为中温度为30，求，求TAS是多少？是多少？ TAS465 KM/h 2、心算方法、心算方法 在中、低空，通常高度每升高在中、低空，通常高度每升高1000米，米，TAS比比IAS约增加约增加5。例：例：EAS450 KM/h ，飞行高度，飞行高度HQNE4000米，空中温度是米，空中温度是30，求真空速是多少？，求真空速是多少？ TAS435 KM/h 真空膜盒支点静压开口膜盒全压 1

17、、换算关系、换算关系 2、尺型、尺型 例：例：M数指示为数指示为0.4，飞行高度，飞行高度HQNE为为5000米，空中温度为米，空中温度为30，求，求TAS为为多少？多少？ TAS450 KM/h IASIASTASTASIAS(BAS)HQNEtHTAS1405400-202001800+21902100+11202700-41804500-152109000-40184218212136230342 MTASHQNEtHMTAS(Km/h)5000-300.44000-150.58000-400.810000-450.7450580882762结束 本节主要内容有：本节主要内容有： 各类单

18、位之间的换算各类单位之间的换算 速度、时间、距离的换算速度、时间、距离的换算(一一)距离换算距离换算1、距离单位有：、距离单位有：公里公里(KM)、英里、英里(SM)、海里、海里(NM)2、换算关系为：、换算关系为： 1NM1.15SM1.852KM3、换算尺型、换算尺型4、举例：、举例：124公里等于多少海里？多少英里？公里等于多少海里？多少英里？ (77英里英里67海里海里)1、常用的速度单位、常用的速度单位 公里公里/小时、英里小时、英里/小时、小时、 海里海里/小时、米小时、米/秒秒2、换算关系、换算关系 1NM/h1.15SM/h1.852KM/h3、换算尺型、换算尺型4、举例、举例

19、 450KM/h是多少是多少NM/h？多少？多少SM/h？多少米？多少米/秒？秒？ （280 SM/h 243 NM/h 125米米/秒）秒）1、常用的重量单位是：公斤、磅、常用的重量单位是：公斤、磅2、换算关系为：、换算关系为：1公斤公斤2.205磅磅3、换算尺型、换算尺型4、举例、举例 13500磅是多少公斤？磅是多少公斤？（6120公斤）公斤） 1、常用的容积单位、常用的容积单位 公升、英加仑、美加仑公升、英加仑、美加仑 2、换算关系为：、换算关系为： 1公升公升0.2642美加仑美加仑 =0.2204英加仑英加仑3、换算尺型、换算尺型 4、举例、举例 3000美加仑是多少英加仑？多少公

20、升？美加仑是多少英加仑？多少公升？ （2500英加仑英加仑11400公升）公升） 1、常用的气压单位、常用的气压单位 毫米汞柱、英寸汞柱、毫巴毫米汞柱、英寸汞柱、毫巴(百帕百帕)2、换算关系、换算关系 1mmHg=1.33mb(hpa)=0.039inHg3、换算尺型、换算尺型 4、举例、举例 752毫米汞柱是多少英寸汞柱？多少毫巴？毫米汞柱是多少英寸汞柱？多少毫巴？ 29.60inHg1003mb(hpa) 速度速度(GS) 、时间、时间(t) 、距离、距离(D) 的关系为：的关系为：=GSt(一一)尺算方法尺算方法 1、用三角指标进行换算、用三角指标进行换算 (1)速度、时间和距离三者的关系速度、时间和距离三者的关系 某一时间的飞行距离某一时间的飞行距离 一小时的飞行距离一小时的飞行距离 某一飞行时间某一飞行时间 一小时一小时(60分钟分钟) 在活动尺上时间刻度在活动尺上时间刻度60处，一个红色处，一个红色作为一小时的标记；而固定尺则表示距离作为一小时的标记；而固定尺则表示距离和速度数值。和速度数值。(3)举例举例 飞机以飞机以600公里公里/小时的速度飞行小时的速度飞行13分钟，分钟，飞过的距离为多少公里？飞过的距离为多少