A légiforgalom sűrűsége olyan szabályok meghatározásához vezetett, amelyekben a repülőgép magassága az egyik alapvető paraméter, amelyről tudni kell, olyan eszközt kellett előállítani, amely lehetővé teszi a távolság közvetlen mérését a forgalmi szabályok által megkövetelt pontossággal. Légi. Eltekintve attól, hogy bizonyos felszerelések lehetővé teszik a vertikális távolság mérését, és csak bizonyos típusú repülőgépeket szerelnek fel, a választás a repülőgép körül elérhető fizikai paraméterek közvetlen mérésére irányult: a légköri nyomás .
A nemzetközi rendszerben a nyomás mértékegysége a pascal, amely megfelel 1 newton erőnek, amelyet 1 négyzetméteres területre alkalmaznak. A légköri nyomás ekvivalense, azaz körülbelül 10 newton négyzetcentiméterenként 100 000 Pa nyomásnak felel meg . A repülésben a 100 Pa-nak (100 pascálnak) megfelelő pascal többszörösét használjuk , amelyet hektopascalnak hívunk (szimbólum: hPa).
A tengerszint feletti légköri nyomás ekkor körülbelül 1000 hPa . A millibárral (mbar) való megfelelés közvetlen: 1 mbar = 1 hPa . Mivel1 st január 1986 a millibárt már nem a repülésben használják, hanem a hektopascalt.
Az 1643 óta használt higanymilliméter ( mmHg ) és annak angolszász egyenértéke, a higany hüvelyké (inHg) a következőképpen felel meg a hektopaszkal:
1000 hPa = 750 Hgmm = 29,54 inHg
Ha a légkörben emelkedünk, a nyomás csökken. Így :
Ugyanitt a légköri nyomás a nap folyamán kis amplitúdóval (+/- 1 hPa) és időszakosan változhat anélkül, hogy a helyi meteorológiában jelentős változások történnének.
Rendszertelen és nagy amplitúdójú variációkon is áteshet (+/- 10hPa), általában a helyi meteorológia változásával, például esős időszakokkal együtt.
Tehát, ha a légköri nyomás egy adott helyen jelentős változásokon megy keresztül, nehéznek vagy akár lehetetlennek tűnik a magasság és a légköri nyomás összekapcsolása!
Ez azonban lehetséges a normál légkör ( Standard Atmosphere ) vagy az ISA koncepciójából, amely meghatározza a tengerszint nyomásának és hőmérsékletének értékét, amely a hőmérséklet csökkenésének egyezményéhez kapcsolódik a magasság függvényében. Az e kritériumokkal alkalmazott fizika törvényei megadják a légköri nyomás csökkenésének törvényét, amelyet Laplace-törvénynek nevezünk, a magasság függvényében. Adott magasságban ekkor megfelel a légköri nyomásnak.
Ez a kapcsolat a magasság és a nyomás között normál légkörben ( Standard Atmosphere ) vagy ISA lehetővé teszi a nyomás-magasság fogalmának meghatározását, amely a valós légkörben mért nyomásmérést a normál légköri magassághoz társítja.
A magasság növekedésének sebessége a nyomás függvényében, amely a szokásos légkörben nem állandó, mint a valós légkörben, a tengerszintnél 27,31 láb, és a magasságtól függően gyorsan változik, n 'a modernek csak nagyon nemrég tudták figyelembe venni magasságmérők anemobarometrikus egységekkel, amelyek digitális számításokra képesek. A hagyományos (mechanikus) aneroid magasságmérők állandó növekedési sebessége 27,31 láb / hPa a teljes kijelzőtartományon belül.
A "kijelzett magasság" növekedési sebességének ez a linearitása a "mért nyomás" függvényében korlátozni fogja a magassági skála eltolódási tartományát az 1013,25 hPa közeli értékek között. Annak érdekében, hogy a tengerszint feletti hiba elhanyagolható legyen, ezek az értékek általában 950 hPa és 1050 hPa között mozognak, ami megfelel a - 1000 láb és + 1800 láb közötti légköri magasságváltozásnak.
A magasságmérők hagyományos állandó sebességének és a modern magasságmérőknek az együttes létezése, figyelembe véve a magasság növekedésének tényleges sebességét a nyomás függvényében, nem jelent biztonsági problémát, ha mindannyian 1013, 25 hPa értékre vannak beállítva azoknak az utazó repüléseknek, ahol a repülési szint megkövetelt.
A légköri nyomás mérése egy helyen, függetlenül attól, hogy a környezeti levegő hőmérsékletének mérése ugyanott történik-e, a barometrikus magasság (vagy nyomás-magasság) és a sűrűség-magasság meghatározásához vezet.
Barometrikus magasságA barometrikus magasság (vagy nyomásmagasság) az a magasság, amely levezetésre kerül, ha csak a repülőgépet körülvevő statikus nyomást veszik paraméterként.
A troposzférában 0 és 11 km magasság között a barometrikus magasság a következő képlettel adható meg:
Ha normál légkörben vagyunk , akkor a nyomásmagasság megegyezik a geopotenciális magassággal.
Ha figyelembe vesszük, hogy ezt hPa-ban és ft-ban fejezzük ki, akkor a hozzávetőleges képlet a következő:
Levegő sűrűségének megfelelő magasságA sűrűségmagasság egy olyan hely magassága, amelyre a valós sűrűség megegyezik az elméleti sűrűséggel egy szokásos légkörben (ez a valós világban soha nem fordul elő). Ez a fogalom nagy jelentőséggel bír, mert megmagyarázza a hajtásláncos és turbopropelleres repülőgépek teljesítményének változásainak nagy részét.
A levegő sűrűsége egy adott helyen a sűrűség aránya a sűrűségéhez viszonyítva a szokásos légköri tengerszintnél. Ez az arány a nyomás és a statikus hőmérséklet függvényében fejezhető ki az ideális gázok állapotegyenletének alkalmazásával a tengerszint normál légkörben és a valós légkörben figyelembe vett helyen a felszámolás érdekében .
A troposzférában 0 és 11 km magasság között a sűrűség magasságát a következő képlettel lehet megadni:
Ha figyelembe vesszük, hogy ezt „hPa” -ban , „° C-ban” és „ft-ban” fejezzük ki, akkor a hozzávetőleges képlet:
Az aneroid kapszula magasságmérővel mért légköri nyomást a normál légkörben alkalmazott magasság függvényében a nyomáscsökkenés törvényének megfelelően magassá alakítják. A magasságmérő helyétől függőlegesen vett tengerszint alatti nyomás ritkán egyenlő 1013,25 hPa-val, ez jelentős különbséget indukálhat a magasságmérő által jelzett magasság és a valós magasság között.
A választott módszer abból áll, hogy a magasságmérő magassági skáláját visszaállítja az ismert helyeken ténylegesen megfigyelt nyomás függvényében. Az alkalmazott elv abból áll, hogy a magassági skálát mozgathatóvá tesszük a nyomásskálához képest.
Magasságmérő beállításaiA repülési körülményektől függően lehetséges magasságmérőt úgy beállítani, hogy az a következőket jelezze:
A magasságot jelző beállítást, az úgynevezett QFE-t már nem használják, kivéve a repülőtér áramkörének környezetében a megközelítési és leszállási eljárásokat, ahol a repülés különböző szakaszaiban bizonyos magasságokat be kell tartani.
A tengerszint feletti magasságot jelző beállítást a repülőgép helye felett QNH-nak nevezzük. Alacsony szintű utazás során használják az akadályok leküzdésére, és a QFE helyett megközelítési és leszállási eljárásokban is alkalmazhatók, különösen a hegyekben.
A repülési szintet jelző beállítás arra a láthatatlan felületre vonatkozik, ahol az 1013,25 hPa nyomás érvényesül. Ennek a beállításnak nincs közvetlen kapcsolata a földi akadályokkal, de lehetővé teszi, hogy a különböző jelzett magasságokban repülő repülőgépek ugyanazon magasságkülönbséggel maradjanak egymást keresztezve.
A „repülési szint” kifejezés az a szám, amely több száz lábban fejezi ki az 1013,25 hPa-ra beállított magasságmérőt. Ha az 1013,25 hPa-ra beállított magasságmérő 6000 lábat jelez, ez azt jelenti, hogy a repülőgép "60-as szinten" repül.
Magasságmérési hibákA magasságmérést kétféle eredendő hiba rontja, az egyik az aneroid barométer mérési módszerében, a másik a nyomás és a magasság közötti megfelelés elvében.
Az első típusú hiba bizonyos mértékben kimutatható a jelzett magasság és az ismert magasság (a VAC térképeken feltüntetett repülőtér topológiai magassága) összehasonlításával, és kalibrációval korrigálható, ha a különbség nagyobb, mint +/- 3 hPa. .
A második típusú hibának közvetlen oka lehet:
A repülésben (és általában az aerodinamikában) többféle sebesség használható:
E különböző sebességek megkülönböztetése lehetővé teszi az anemobarometriai műszerek mérési hibáinak, valamint például a levegő összenyomhatóságának figyelembe vételét. Jellemzően a pilóták vagy autopilóták a korrigált sebességet használják annak érdekében, hogy a repülőgépet átmeneti magasságba repítsék, ahol a Mach-szám sebességét szabályozzák .
Ez egy repülőgép anemobarometrikus mérőműszere által jelzett sebesség (lásd Pitot cső és badin ), korrigálva az összenyomhatóság hatásaival a szokásos légköri viszonyok között, tengerszint felett, nem korrigálva az anemobarometrikus áramkör hibáival.
A Vi egyenlő a Vc-vel, kivéve az anemometriai hibákat. Ezek a hibák elsősorban a statikus nyomásmérésből származnak, a légi áramlás a repülőgép körül még mindig zavarja ezt a mérést.
Ez egy repülőgép jelzett sebessége, korrigálva a helyzet és a műszer hibáival. A hagyományos sebesség megegyezik a valódi sebességgel, normál légköri viszonyok között, tengerszinten.
Lehetővé teszi a sebesség egyenértékének a lehető legközelebb történő megközelítését a nyomáskülönbségből .
Szubszonikus sebességek esetén a sebesség a következő képlettel adható meg:
Ez egy repülőgép sebessége, korrigálva az összenyomhatóság hatásával az adott magasságban.
A dinamikus nyomás alapján is meghatározható :
A sebesség egyenértéke megegyezik a normál légköri viszonyokhoz korrigált sebességgel a tengerszinten.
Szubszonikus sebességek esetén a sebességegyenérték a következő képlettel adható meg:
Ez egy repülőgép sebessége a levegőhöz viszonyítva.
Szubszonikus sebességek esetén a sebesség a következő képlettel adható meg:
Még mindig szubszonikusan írható az igazi sebesség és a hagyományos sebesség kapcsolata:
Ezenkívül van egy másik képlet, amely összeköti a Vv-t az EV-vel:
Ez a valódi sebesség vízszintes eleme.
A repülőgép föld feletti mozgásának sebességét a saját sebességére vonatkozó információkból (a légsebesség vízszintes összetevője) és az uralkodó szélből vezetik le.
A talajsebesség egy radar segítségével is kiszámítható a Doppler-effektus alkalmazásával , például a tenger felett (a hullámok méretének ismeretében), vagy egy helikopteren nagyon alacsony sebességgel és lebegő repülés közben, amikor a Pitot-cső használhatatlan, mert elmerült a fő rotor áramlásában .
A talajsebesség tehetetlenségi egységgel is elérhető .
Végül egyre inkább a GPS vevő szolgáltatja a GS információkat, legalábbis az EnRoute fázis számára. A precíziós megközelítési fázishoz SBAS vevőt kell használni ( WAAS , EGNOS , MSAS ...)
A szél sebessége lehet következtetni a kivonás a hordozó vektorok a levegő sebessége (amelynek irányába a címsor ) által hordozó haladási sebesség (amelynek irányába a közúti ).
A szél, a talajsebesség és a légsebesség kapcsolatát többféleképpen is megírhatjuk. Például :
Megjegyzés: Ahhoz, hogy érvényesek legyenek, ezek a képletek nulla csúszási szöget igényelnek. A nullától eltérő csúszási szög korrekciót igényel.
A gyakorlatban a repülés közben elfogadandó iránykorrekció abszolút értéke megegyezik a szél keresztmetszeti összetevőjével (kt-ban), szorozva az alaptényezővel.
A Mach-számot a levegő sebességének és a levegőben lévő hangsebesség arányának határozzák meg:
Szubszonikus
sebességek esetén a Mach a következő képlettel adható meg:
A szuperszonikában a Mach-szám a baro-anemometriai eszközök méréséből következtethet Lord Rayleigh törvénye alapján :
A Machmeter az az eszköz, amely megjeleníti a Mach szám értékét a mérésből .
Az alábbi táblázat összefoglalja a repülés úttörőinek kiaknázását Alberto Santos-Dumont első rekordjától Boyd ezredes 1000 km / órás áthaladásáig :
Dátumok | Pilóták | Repülőgép | Motor | Helyek | Sebesség |
---|---|---|---|---|---|
1906. november 12 | Alberto Santos-Dumont | Santos-Dumont | Antoinette | Apróság | 41,292 km / h |
1907. október 26 | Henri farman | Szomszéd | Antoinette | Issy-les-Moulineaux | 52 700 km / h |
1909. május 20 | Paul Tissandier | Wright | Wright | Pau | 54,810 km / h |
1909. augusztus 28 | Louis Bleriot | Bleriot | ENV | Reims | 76.995 km / h |
1910. április 23 | Hubert Latham | Antoinette | Antoinette | szép | 77,579 km / h |
1910. július 10 | Morane | Bleriot | Gnóm | Reims | 106,508 km / h |
1910. április 12 | A fehér | Bleriot | Gnóm | Pau | 111,801 km / h |
1911. május 11 | Nieuwpoort | Nieuwpoort | Nieuwpoort | Chalons | 133,136 km / h |
1912. január 13 | Jules Védrines | Deperdussin | Gnóm | Pau | 145,161 km / h |
1912. február 22 | Védrines | Deperdussin | Gnóm | Pau | 161,290 km / h |
1912. február 29 | Védrines | Deperdussin | Gnóm | Pau | 162,454 km / h |
1 st március 1912 | Védrines | Deperdussin | Gnóm | Pau | 166,821 km / h |
1912. március 2 | Védrines | Deperdussin | Gnóm | ? | 167,910 km / h |
1912. július 13 | Védrines | Deperdussin | Gnóm | Reims | 170,777 km / h |
1912. szeptember 9 | Védrines | Deperdussin | Gnóm | Chicago | 174,100 km / h |
1913. szeptember 27 | Maurice Prevost | Deperdussin | Gnóm | Reims | 191,897 km / h |
1913. szeptember 29 | Maurice Prevost | Deperdussin | Gnóm | Reims | 203,850 km / h |
1920. február 7 | Joseph Sadi-Lecointe | Nieuport-Delage | Hispano-Suiza | Villacoublay | 275,264 km / h |
1920. február 28 | Jean Casali | Spad-Herbemont | Hispano-Suiza | Villacoublay | 283,464 km / h |
1920. október 9 | Bernard Barny a Romanetből | Spad- Herbemont | Hispano-Suiza | Buc | 292,682 km / h |
1920. október 10 | Sadi-Lecointe | Nieuport-Delage | Hispano-Suiza | Buc | 296,694 km / h |
1920. október 20 | Sadi-Lecointe | Nieuport-Delage | Hispano-Suiza | Villacoublay | 302,520 km / h |
1920. november 4 | Romanet írta | Spad-Herbemont | Hispano-Suiza | Buc | 309,012 km / h |
1921. szeptember 26 | Sadi-Lecointe | Nieuport-Delage | Hispano-Suiza | Vad városok | 330,275 km / h |
1922. szeptember 21 | Sadi-Lecointe | Nieuport-Delage | Hispano-Suiza | Vad városok | 341,023 km / h |
1922. október 13 | Gal. BG Mitchell | Curtiss | Curtiss | Detroit | 358,836 km / h |
1923. február 15 | Sadi-Lecointe | Nieuport-Delage | Hispano-Suiza | Istres | 375 000 km / h |
1923. március 29 | RL Maughan hadnagy | Curtiss | Curtiss | Dayton | 380,751 km / h |
1923. november 2 | Brow hadnagy | Curtiss-Racer | Curtiss | Mineola | 417,059 km / h |
1923. november 4 | Williams hadnagy | Curtiss-Racer | Curtiss | Mineola | 429,025 km / h |
1924. december 11 | Altiszt Florentin Bonnet | Bernard SIMB V-2 | Hispano-Suiza | Istres | 448,171 km / h |
1932. szeptember 3 | Váltás. JH Doolittle | Gee-Bee | Pratt és Whitney-Cleveland | Mineola | 473 820 km / h |
1933. szeptember 4 | James R. Wedell | Wedell-Williams | Pratt és Withney-darázs | Chicago | 490,080 km / h |
1934. december 25 | Delmotte | Caudron | Renault | Istres | 505,848 km / h |
1935. szeptember 13 | Howard átölel | Hughes Special | Pratt & Withney iker darázs, Santa-Anna | Mineola | 567,115 km / h |
1937. november 11 | Herman Wurster | BF 113 R. | Daimler Benz | Augsburg | 610,950 km / h |
1939. március 30 | Hans dieterle | Heinkel 112 | Daimler-Benz DB 601 | Orianenburg | 746,604 km / h |
1939. április 26 | Fritz Wendel | Messerschmitt Me 209 | Daimler-Benz DB 601 | Augsburg | 755,138 km / h |
1945. november 7 | H. J; Wilson | Gloster-Meteor | Rolls-Royce-Derwent | Herne-Bay | 975,675 km / h |
1946. szeptember 7 | EM Donaldson | Gloster Meteor | Rolls-Royce-Derwent | Settle-Hampton | 991 000 km / h |
1947. június 21 | Cl. A. Boyd | Lockheed P-80 Shooting Star | General Electric | Muroc | 1003,880 km / h |
Az összhőmérséklet az a szonda által mért hőmérséklet, amely izentropikusan megállítja az áramlást. Ez egyenlő:
A statikus vagy a környezeti hőmérséklet a repülőgépet körülvevő levegő hőmérséklete, a légáramláshoz kapcsolódó zavarok hiányában. Más néven SAT (statikus léghőmérséklet) vagy OAT (külső levegő hőmérséklet).
A szubszonikus , statikus hőmérséklet adható a következő képlettel:
Normál légkörben, a troposzférában a statikus hőmérséklet megegyezik:
A repülés területén a Nemzetközi Polgári Repülési Szervezet bizonyos számú szabványosított paramétert határozott meg, különös tekintettel a tengerszintre vonatkozó paraméterekre.
Tehát úgy gondoljuk, hogy a tengerszinten:
A troposzférában:
Egyéb paramétereket használunk: