[科普中國(guó)]-空速表

空速測(cè)量原理

（一）測(cè)量指示空速原理1

我們把溫度和靜壓設(shè)為海平面標(biāo)準(zhǔn)大氣參數(shù)，這樣空速只與動(dòng)壓有關(guān)，由此得到

即，僅通過(guò)測(cè)量動(dòng)壓便可以表示指示速度。

指示空速表中的開口膜盒在動(dòng)壓的作用下產(chǎn)生變形，并帶動(dòng)指針指示。指針的轉(zhuǎn)角完全取決于動(dòng)壓的大小，即所指示空速的大小。空速大，動(dòng)壓也大，儀表指示也越大。

指示空速表是根據(jù)海平面標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下空速與動(dòng)壓的關(guān)系，利用開口膜盒這一敏感元件敏感動(dòng)壓，從而實(shí)現(xiàn)相應(yīng)指示空速的測(cè)量。

（二）測(cè)量真空速原理1

理論和實(shí)驗(yàn)證明，動(dòng)壓 與空速V之間有如下關(guān)系：

其中ε為考慮氣體壓縮性所引入的修正系數(shù)，它與空速和靜溫有關(guān)；ρ為大氣密度，與大氣靜壓和靜溫密切相關(guān)。

因此真空速可通過(guò)測(cè)量動(dòng)壓、靜壓和靜溫而獲得。

真實(shí)空速表中有兩個(gè)開口膜盒和一個(gè)真空膜盒。第一個(gè)開口膜盒內(nèi)部通全壓，其外部通靜壓，膜盒變形大小有動(dòng)壓決定。第二個(gè)開口膜盒與感溫液體的感溫器相連，其變形大小由氣溫決定。真空膜盒感受靜壓變形，其變形大小由靜壓決定。

當(dāng)靜壓、氣溫不變而動(dòng)壓增大時(shí)，指針轉(zhuǎn)角增大，即真空速變大；當(dāng)動(dòng)壓、靜壓不變而氣溫降低時(shí)，指針轉(zhuǎn)角減小，即真空速變?。划?dāng)動(dòng)壓、氣溫不變而靜壓減小時(shí)，指針轉(zhuǎn)角增大，即真空速變大。

指示空速表指示空速表主要由開口膜盒、傳送機(jī)構(gòu)和指示部分組成。指示空速表的表盤一般涂有顏色標(biāo)記，其中白色區(qū)表速范圍為59-103 n mile/h，表示提醒襟翼可操作范圍；綠色區(qū)表速范圍為70-150 n mile/h，表示正常工作范圍；黃色區(qū)表速范圍為150-187 n mile/h，表示警戒速度；紅色標(biāo)線處表速為187 n mile/h，表示極限速度，不能超過(guò)。1

指示空速表實(shí)質(zhì)上是一個(gè)動(dòng)壓測(cè)量?jī)x表，在標(biāo)準(zhǔn)海平面狀態(tài)下它所指示的空速值與真空速相吻合，非標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下或海平面以上，指示空速將偏離真空速，且高度愈高，偏差愈大。迎角一定時(shí)，升力和阻力的大小直接取決于動(dòng)壓，因此指示空速對(duì)保證安全飛行防止失速具有重大的意義，尤其是在起飛和著陸階段。

真實(shí)空速表真實(shí)空速表測(cè)量真實(shí)空速，由兩個(gè)開口膜盒、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，開口膜盒敏感動(dòng)壓而工作。

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，開口膜盒內(nèi)部通總壓，故開口膜盒感受總、靜壓之差，即動(dòng)壓。在動(dòng)壓作用下開口膜盒產(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。

空速表誤差空速表誤差包括機(jī)械誤差和方法誤差。

機(jī)械誤差主要由空速表本身的制造、表盤刻度不準(zhǔn)、磨損、傳感器疲勞等造成。

方法誤差主要針對(duì)只有一個(gè)開口膜盒和一個(gè)真空膜盒的真空速表，由于溫度與靜壓的關(guān)系只有在標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下才有簡(jiǎn)單的關(guān)系，如果不是標(biāo)準(zhǔn)大氣條件，則會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的誤差，也即方法誤差。