[科普中國(guó)]-真實(shí)速度表

幾種飛行速度

航機(jī)上所用的速度有四種：指示空速(IAS)、真空速(TAS)、地速（GS）、馬赫數(shù)(Mach)。

1、指示空速：就是飛機(jī)和空氣相撞的速度，也是空速表上顯示的速度。

2、真空速：飛機(jī)事實(shí)上在空氣中移動(dòng)的速度，也就是經(jīng)氣壓換算成海平面高度的指示空速

3、地速：實(shí)際對(duì)地速度，無(wú)風(fēng)時(shí)就等于真空速。

4、馬赫數(shù)：就是音速的N倍。溫度越高，音速越快。

真空速是飛機(jī)相對(duì)于空氣的實(shí)際運(yùn)動(dòng)速度，其作用在于導(dǎo)航方面。真空速加上空氣相對(duì)于地面的運(yùn)動(dòng)速度，就可以得到飛機(jī)相對(duì)于地面的運(yùn)動(dòng)速度，即地速(GS)。

真空速通常都要比空速大。如果空速保持不變，那么真空速的數(shù)值就要隨著空氣密度的減小而增加。而空氣密度是隨著高度的遞增而減小，所以當(dāng)飛機(jī)以恒定的空速爬升時(shí)，它的真空速逐漸增加?？諝饷芏纫彩请S著溫度升高而減小，會(huì)明顯地影響飛機(jī)某些性能，如起飛距離和爬升速率。例如，在空氣密度較低的高溫高原機(jī)場(chǎng)，要達(dá)到起飛所需的空速，就需要飛機(jī)加速到較大的真空速，同時(shí)再加上發(fā)動(dòng)機(jī)性能的衰減，所以在高原、高溫機(jī)場(chǎng)需要較長(zhǎng)的起飛距離。1

真實(shí)速度表原理測(cè)量真空速的方法一般有兩種，一種是通過(guò)感受動(dòng)壓、靜壓、氣溫測(cè)量真空速；另一種是通過(guò)感受動(dòng)壓、靜壓測(cè)量真空速。

通過(guò)感受動(dòng)壓、靜壓、氣溫測(cè)量真空速根據(jù)空速與動(dòng)壓、靜壓、氣溫的關(guān)系式，如用三個(gè)感受部分，分別感受動(dòng)壓、靜壓和氣溫，共同控制儀表的指示，即能指示真空速。

如圖就是這種真實(shí)速度表原理圖。表中有兩個(gè)開(kāi)口膻盒和一個(gè)真空膜盒。其中，第一開(kāi)口膜盒內(nèi)部通全壓，外部通靜壓，其變形大小由動(dòng)壓決定；第二開(kāi)口膜盒與內(nèi)裝感溫液體的感溫器相連，其變形大小由氣溫決定(感溫器裝在飛機(jī)外面，感受大氣溫度，受熱后液體汽化，壓力增大)；真空膜盒感受靜壓，變形大小由靜壓決定。真空膜盒和第二開(kāi)口膜盒共同控制支點(diǎn)位置，改變傳送比。

如果靜壓、氣溫不變而動(dòng)壓增大，則說(shuō)明真空速增大。這時(shí)，第一開(kāi)口膜盒膨脹，通過(guò)傳送機(jī)構(gòu)，使指針轉(zhuǎn)角增大。如果動(dòng)壓、氣溫不變而靜壓減小，也說(shuō)明真空速增大。這時(shí)，真空膜盒膨脹使支點(diǎn)向右移動(dòng)，減小傳送臂，增大傳送比，在同樣的動(dòng)壓作用下，指針轉(zhuǎn)角增大。

如果動(dòng)壓、靜壓不變而氣溫降低，則說(shuō)明真空速減小。這時(shí)，第二開(kāi)口膜盒收縮使支點(diǎn)向左移動(dòng)，減小傳送比，指針轉(zhuǎn)角減小。由此可知，指針轉(zhuǎn)角隨動(dòng)壓增大而增大，隨靜壓減小而增大，隨氣溫降低而減小，它們的關(guān)系符合空速與動(dòng)壓、靜壓、氣溫的關(guān)系，可以測(cè)量真實(shí)速度。

通過(guò)感受動(dòng)壓、靜壓測(cè)量真空速這種真空速表的原理如圖所示。動(dòng)壓增大時(shí)，開(kāi)口膜盒膨脹，使指針轉(zhuǎn)角增大；靜壓減小時(shí)，真空膜盒膨脹，支點(diǎn)向右移動(dòng)，傳動(dòng)比增大，也使指針轉(zhuǎn)角增大。從而，儀表的指示可以按照標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下，真空速與動(dòng)壓、·靜壓的關(guān)系，隨動(dòng)壓、靜壓變化，指示出飛機(jī)的真空速。

這種真空速表沒(méi)有感受氣溫的部分，真空膜盒不僅反映了靜壓，也反映了溫度對(duì)真空速的影響。它的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，使用較廣泛。但是，當(dāng)外界實(shí)際氣溫不等于標(biāo)準(zhǔn)氣溫時(shí)，將出現(xiàn)氣溫方法誤差。2

真空速的計(jì)算方法TAS^2=2*((q*T)/(p*T0))=EAS^2*(p0/p)*(T/T0)。

這里T是溫度（單位K，273加攝氏溫度），p0和T0是海平面的空氣密度和標(biāo)準(zhǔn)溫度（1013.24hPa、288.15K）3

組成真實(shí)空速表測(cè)量真實(shí)空速，由兩個(gè)開(kāi)口膜盒、真空膜盒、傳送機(jī)構(gòu)和指示部分組成。其中兩個(gè)開(kāi)口膜盒分別敏感動(dòng)壓和溫度，真空膜盒敏感靜壓，三者共同控制傳送機(jī)構(gòu)，改變傳送比。在標(biāo)準(zhǔn)大氣下，可以簡(jiǎn)化真實(shí)空速表，保留一個(gè)開(kāi)口膜盒和真空膜盒，通過(guò)氣溫與靜壓的相互關(guān)系，由真空膜盒敏感溫度和靜壓，開(kāi)口膜盒敏感動(dòng)壓而工作。

發(fā)展與應(yīng)用現(xiàn)在飛機(jī)常用的是組合式空速表，用于綜合測(cè)量指示空速和真實(shí)空速。

儀表殼體內(nèi)通以靜壓，開(kāi)口膜盒內(nèi)部通總壓，故開(kāi)口膜盒感受總、靜壓之差，即動(dòng)壓。在動(dòng)壓作用下開(kāi)口膜盒產(chǎn)生的位移經(jīng)機(jī)械解算和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)傳給指示空速指針。動(dòng)壓與指示空速的函數(shù)關(guān)系靠膜盒特性和機(jī)械解算機(jī)構(gòu)特性的配合來(lái)實(shí)現(xiàn)。

真空膜盒感受靜壓，用于對(duì)指示空速進(jìn)行校正，以得到局部溫度修正的真實(shí)空速指示。

典型的組合空速表盤(pán)面如右下圖所示。

圖中的2個(gè)指針，分別指示“指示空速”和“真空速”。指示空速實(shí)際表示的是動(dòng)壓，它對(duì)飛行安全有著重要的意義，因此其指針更粗一些，而細(xì)指針則是指示真空速。