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1、内 容,航空仪表 航空无线电,航空仪表,测量飞机高度、速度的仪表及系统 测量飞机姿态的仪表 测量飞机航向的仪表及系统,测量飞机高度、速度的仪表包括高度表、指示空速表、马赫数表、升降速度表等。 全静压系统。,第一部分 测量飞机高度、速度的仪表及系统,1.1 气压式高度表(aneroid altimeter),一、飞行高度及测量方法,1、高度的种类,高度的种类,相对高度-飞机到某一机场场面的垂直距离 真实高度-飞机到正下方地面的垂直距离 绝对高度-飞机到平均海平面的垂直距离 标准气压高度(HQNE)-飞机到标准气压平面的垂直距离。航线上使用。 标准气压平面:气压为760mmHg或1013mb或29
2、.92inHg的气压平面。 海压高度（HQNH）-以修正海平面气压为基准面的气压高度。飞机起降时使用。 场压高度（HQFE）-以起飞或着陆机场的场面气压为基准面的气压高度。有的机场起降时使用。,2、测量方法,相对高度、标准气压高度、绝对高度由气压式高度表测量。 （或HQFE 、 HQNE 、 HQNH ） 真实高度由无线电高度表测量。,HP关系（对流层、平流层）：,H t P,二、气压式高度表的原理,(一)高度与大气压力的关系,国际标准大气,P=760mmHg（或1013mb或29.92inHg）， T=15C(或288K)，=0.0065/m； 在平流层内，气温不随高度变化， 等于-56.5
3、C(或216.5K),标准气压高度公式,在11000米以下时， 式中，P高度H处的气压。 把标准大气数据代入式，可得 ,标准气压高度公式 ,在11000米至25000米时， 式中：11 高度11； 11 高度11处的气温216.5K； P11 高度11处的气压169.63 mmHg。 把标准大气数据代入式中，可得 ,(二)基本原理,仪表的敏感元件是真空膜盒,基本原理: 气压式高度表是根据标准大气条件下高度与静压的对应关系，利用真空膜盒测静压，从而表示飞行高度。,三、高度表表面,调整机构的作用 （1）选择高度基准面，测量不同种类的高度； （2）修正气压方法误差。 使用转动调整旋钮，使气压显示窗显
4、示选择的气压基准值，高度指针则指示相对所选基准面的高度。,四、误差,高度表的误差分为机械误差和方法误差两类 (一)机械误差 由于高度表在构造、材料、制造上的缺陷以及使用中的磨损、变形等引起的误差。 查修正卡片修正,HCHiH 式中：HC 仪表修正高度； Hi 仪表指示高度(横座标表示)； H 机械误差修正值(纵座标表示)。,(二)方法误差,当实际大气条件不符合标准大气条件时指 示将出现误差，这种误差叫做高度表的方法误 差。 1、气压方法误差 2、气温方法误差,1、气压方法误差,测量基准面气压不符合标准大气条件而引起的误差。,特点： P0，表少指；P0，表多指。 措施：着陆前，调实际场压,2、气
5、温方法误差,测量基准面的气温以及气温垂直递减率不符合标准大气条件而引起的误差。,特点：t，表少指；t，表多指。 措施：计算修正,1.2 空速表(airspeed indicator),空速：飞机相对于空气的运动 速度。 真空速：飞机相对于空气运动 的真实速度。 指示空速：按海平面标准大气 条件下动压与空速的关系得 到的空速，又称表速。 单位：公里/小时、海里/小时,一、气流的动压和静压,静压：气体未受扰动时本身实际具有的压力，即大气压力。 动压：气流受到全阻滞时，由运动动能转变成的压力。 全压（或总压）：气流受到全阻滞，速度降低到零的点处的压力。全压等于动压和静压之和。,二、测量指示空速的原理
6、,1、基本原理 设 则 式中，VZ表示指示空速,测量指示空速的原理,测量指示空速的原理,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。,2、指示空速与真空速的关系,在海平面上 ，指示空速真空速 若H，如果保持真空速不变， 因为，PT，VZ，则VVZ 指示空速虽然不等于真空速，但它反映了动压的大小，即反映了作用在飞机上的动力情况。,三、空速表的表面,白色弧线为襟翼操作速度范围； 绿色弧线为飞机正常操作速度范围； 黄色弧线为警戒速度范围，只有飞机处于平稳气流中、飞行员时刻处于戒备的情况下才可在黄色弧线范围内飞行； 红线为极限速度。,白色弧线的下限为着陆形态(起落
7、架和襟翼放下)下的最小稳定飞行速度或失速速度，上限为襟翼完全放下后的最大速度； 绿色弧线的下限为光洁形态下的最小稳定飞行速度或失速速度，上限为最大结构强度巡航速度； 黄色弧线区下限为最大结构强度巡航速度，上限为极限速度。 机动飞行速度、 起落架收 起期间和全放状态能安全 使用的最大速度在空速表 上没有用颜色标出。,1.3 马赫数表,马赫数M是真空速与飞机所在高度的音速之比。 测量马赫数的原因：当飞机速度超过临界M数时，飞机的空气动力特性要发生显著的变化，飞机的安全性、操纵性出现一系列特点，必须测量M数。,一、M数与动压、静压的关系,MV/a 而 (不考虑空气压缩性时), 式中：a 飞机所在高度
8、处的音速；k 绝热指数。 则 式中， 即 M =f（PT 、PH） 可以证明，在考虑空气压缩性时，M数仍然只与动压、 静压有关。,二、原理,组成:开口膜盒、真空膜盒、拨杆式传送机构和指示部分等,原理：根据M和动压、静压的关系，利用开口膜盒测动压、真空膜盒测静压，从而间接表示M。,1.4 升降速度表(rate-of-climb indicator),功用:测量飞机的升降速度，同时还可以辅助地平仪反映飞机是否平飞。 单位：米/秒、英尺/分,一、原理,开口膜盒(感受压力差)、 毛细管（把压力变化率转变 成压力） 飞机平飞，膜盒内外没有压力差，仪表指示为零。 飞机上升，由于毛细管阻滞作用，膜盒外压力大
9、于内压力，指示上升。 飞机由上升改为平飞时，表壳中的空气逐渐向外流动，指针逐渐回零。 飞机下降时，相反。,原理：,根据飞机升降速度与气压变化率的对应关系，利用毛细管把压力变化率转变为开口膜盒内外压力差，从而测量升降速度。,二、结构 开口膜盒、毛细管、传送机构、指示部分等。,1.5 全静压系统(pitot-static system),功用:收集并传送气流的全压和静压。 一、组成 全压管、静压孔、备用静压源、转换开关、加温装置和全、静压导管等。,(一) 全压管和静压孔,分别收集气流的全压和静压，提高可靠性和准确性。,全压管和静压孔,转换开关,二、系统误差,全压管堵塞,而管上的排水孔未堵塞 由于外
10、界空气不能进入全压系统,系统内已有的空气又会从排水孔流出,管内余压将逐渐降至环境(外界)空气压力。空速表感受到全压和静压之差为零,表上的读数会逐渐降至零。也就是说,空速表上会出现与飞机在停机坪上静止不动时相同的指示。但空速表指示一般不是立即降至零，而是逐渐降至零。 全压管和排水孔都堵塞 由于外界空气不能进入全压系统,系统中已有的空气又流不出来,从而造成实际空速改变时，管内空气压力无变化，空速表上的指示也无明显变化。若静压孔在此情况下未堵塞，空速仍会随高度变化。当飞行高度超过全压管和排水孔堵塞时的高度时，由于静压降低，全压与静压之差增大，空速表指示空速增加。当飞行高度低于堵塞出现时的高度时，就会
11、出现与上面相反的指示。,静压孔堵塞 静压孔堵塞时，空速表会继续工作，但指示不准确。当飞行高度高于静压孔堵塞时的高度时, 由于孔内静压高于所处高度上的正常静压，空速表的指示会小于实际速度。当飞行高度低于静压孔堵塞时的高度时, 由于孔内静压低于所处高度上的正常静压，空速表的指示又会大于实际速度。 静压系统堵塞还会影响高度表的指示，由于此时系统中的气压没有变化,指示出的高度也就不会出现相应的变化。 如果静压系统出现完全堵塞,升降速度表上的指示总是为零。,小 结,1.1 全静压系统 全静压系统用来收集并传送气流的全压和静压。 全静压系统向高度表、空速表、升降速度表和M数表提供静压，向空速表 和M数表提
12、供全压。 飞机上都装有备用静压源，在正常静压失效时，可用它向仪表提供静压。,小 结,1.2 空速表/M数表 空速表用于测量飞机相对于空气的运动速度（空速） 空速表上的白色弧线为襟翼操作速度范围，其上限是襟翼完全放下后的最大速度，下限是着陆形态下的最小稳定飞行速度； 黄色弧线为警戒速度范围，它的下限为最大结构强度巡航速度，上限为极限速度； 绿色弧线为飞机正常操作速度范围；红线为极限速度。,在保持真空速不变的情况下，随着飞行高度升高，指示空速将小于真空速。,实际温度高于标准温度时，真空速表将出现少指误差。,真空速与飞机所在高度的音速之比为M数。,1.3 气压式高度表 气压式高度表内有一真空膜盒组。
13、来自静压源的静压（大气压力）作用在 膜盒外，静压变化时，膜盒膨胀或收缩，膜盒的变形量经传动机构使指示器 上的指针转动，指示相应的高度。,高度表测量基准面的气压不符合标准大气条件而引起的误差，叫做气压误差，该误差用气压式高度表上的气压修正钮修正。 高度表测量基准面的气温以及气温递减率不符合标准大气条件而引起的误差，叫做气温误差。 当实际大气温度等于标准大气温度时，飞机高度等于仪表指示的高度；当实际大气温度高于标准大气温度时，仪表指示的高度小于飞机实际高度；当实际大气温度低于标准大气温度时，仪表指示的高度大于飞机实际高度。,1.4 升降速度表,升降速度表用来测量飞机的升降速度。同时还可辅助地平仪反
14、映飞机是否平飞。,升降速度表可提供升降速度和升降趋势两种数据。 升降速度表通过测量大气压力的变化率来测量飞机的升降速度。 升降速度表存在延迟误差，一般为 69秒。,1.5 系统误差,1.5.1 全压管堵塞 如果全压管堵塞,而管上的排水孔未堵塞。空速表上的读数会逐渐降至零。 如果全压管和排水孔都堵塞。 实际空速改变时，空速表上的指示无明显变化。,1.5.2 静压孔堵塞 静压孔堵塞时，空速表会继续工作，但指示不准确。 若静压系统堵塞，当飞行高度改变时，高度表的指示不会出现相应的变化。 如果静压系统出现完全堵塞,升降速度表上的指示总是为零。,飞行中,如果发现静压孔堵塞,应转换到备用静压系统上去。在增压舱内使用应急备用静压源 ，高度表指示低于实际飞行高度,在高高度飞行时，增压舱内静压管破裂，高度表指示低于实际飞行高度,
