Как найти истинную скорость самолета

Истинная воздушная
скорость по показанию однострёлочного
указателя скорости рассчитывается по
формуле

V_и=
V_пр+(±ΔV)
+ (±ΔV_м),

где
V_пр
— приборная воздушная скорость; ΔV
— инструмен­тальная поправка указателя
воздушной скорости; ΔV_М
— методическая поправка указателя
воздушной скорости на из­менение
плотности воздуха.

Рассмотренная
формула применяется для расчета истинной
скорости при полете на самолетах с
поршневыми двигателями.

Пример.
Н_760пр
=3000
м;
t_H
=
— 10°; V_пр
= 300 км/ч;
ΔV
= + 5 км/ч.
Оп­ределить
истинную воздушную скорость.

Решение. 1. Исправляем
показание указателя воздушной скорости
на инструментальную поправку:

V_{пр.испр}
= V_пр
+ (±ΔV)
= 300 + ( + 5) =305 км/ч.

2.
Учитываем с помощью НЛ-10М (рис. 6.1)
методическую поправку указателя
воздушной скорости на из­менение
плотности воздуха и нахо­дим истинную
скорость: V_и
=
350 км/ч.

4. Расчет приборной воздушной скорости для однострелочного указателя скорости

Приборная воздушная
скорость рассчитывается для того, что­бы
по указателю скорости выдерживать в
полете, если это требу­ется, заданную
истинную воздушную скорость. Приборная
воздуш­ная скорость рассчитывается
по формуле

V_пр
= V_и—
(±
ΔV_м)
— (± ΔV).

Пример.
Н_760пр=1500
м;
t_н
= + 10°; V_н
= 320 км/ч;
ΔV=
— 5 км/ч.
Опре­делить
приборную воздушную скорость.

Решение.
1. Исправляем истинную воздушную скорость
по НЛ-10М на методическую поправку
вследствие изменения плотности воздуха.
Для это­го температуру воздуха на
высоте полета, взятую па шкале 11,
необходимо под­вести против высоты
полета по шкале 12.
Затем
против истинной воздушной скорости,
взятой по шкале 14,
прочитать
по шкале 15
исправленную
скорость: V_{пр
испр}
= 295 км/ч.

2.
Учитываем инструментальную поправку
и определяем V_пр.

V_пр=
V_{пр
испр}
— (± Δ V)
= 295
— (—5) = 300 км/ч.

5. Расчет истинной и приборной воздушной скорости в уме

В
полете не всегда имеется возможность
рассчитать воздуш­ную скорость с
помощью навигационной линейки. Поэтому
необ­ходимо уметь приближенно
рассчитать скорость в уме. Кроме то­го,
такой расчет позволяет контролировать
правильность инстру­ментальных,
вычислений и тем самым предотвращать
в них гру­бые ошибки. Для приближенного
расчета воздушной скорости в уме нужно
запомнить методические поправки к
указателю скорости на основ­ных
высотах полета. Обычно эти поправки
даются в процентах от скорости полета
(табл. 6.2).

Таблица 6. 2

Методические поправки указателя скорости

При определении
истинной скорости методические
поправки прибавляются к скорости по
прибору, а при определении прибор­ной
скорости вычитаются из заданной истинной
скорости. Осталь­ные поправки указателя
скорости, если они имеются, учитывают-.
ся при расчете скорости в уме по общим
правилам.

Пример.
Н_760пр
= 3000 м;
V_пр=300
км/ч.
Опредлить
истинную воздушную скорость расчетом
в уме.

Решение.
1. Находим величину методической поправки
указателя скоро­сти: для высоты 3000 м
поправка
равна 16% от приборной скорости, что
сос­тавляет 45 км/ч.

2.
Определяем истинную воздушную скорость:
V_и
=
300 + 45 = 345 км/ч.

Соседние файлы в папке SVZh

• #

  20.04.2015398 б49avsim_ru.diz

• #

  20.04.2015106 б56Readme.txt

• #

From Wikipedia, the free encyclopedia

The true airspeed (TAS; also KTAS, for knots true airspeed) of an aircraft is the speed of the aircraft relative to the air mass through which it is flying. The true airspeed is important information for accurate navigation of an aircraft. Traditionally it is measured using an analogue TAS indicator, but as the Global Positioning System has become available for civilian use, the importance of such air-measuring instruments has decreased. Since indicated, as opposed to true, airspeed is a better indicator of margin above the stall, true airspeed is not used for controlling the aircraft; for these purposes the indicated airspeed – IAS or KIAS (knots indicated airspeed) – is used. However, since indicated airspeed only shows true speed through the air at standard sea level pressure and temperature, a TAS meter is necessary for navigation purposes at cruising altitude in less dense air. The IAS meter reads very nearly the TAS at lower altitude and at lower speed. On jet airliners the TAS meter is usually hidden at speeds below 200 knots (370 km/h). Neither provides for accurate speed over the ground, since surface winds or winds aloft are not taken into account.

Performance[edit]

TAS is the true measure of aircraft performance in cruise, thus it is the speed listed in aircraft specifications, manuals, performance comparisons, pilot reports, and every situation when cruise or endurance performance needs to be measured. It is the speed normally listed on the flight plan, also used in flight planning, before considering the effects of wind.

Airspeed sensing errors[edit]

The airspeed indicator (ASI), driven by ram air into a pitot tube and still air into a barometric static port, shows what is called indicated airspeed (IAS). The differential pressure is affected by air density. The ratio between the two measurements is temperature-dependent and pressure-dependent, according to the ideal gas law.

At sea level in the International Standard Atmosphere (ISA) and at low speeds where air compressibility is negligible (i.e., assuming a constant air density), IAS corresponds to TAS. When the air density or temperature around the aircraft differs from standard sea level conditions, IAS will no longer correspond to TAS, thus it will no longer reflect aircraft performance. The ASI will indicate less than TAS when the air density decreases due to a change in altitude or air temperature. For this reason, TAS cannot be measured directly. In flight, it can be calculated either by using an E6B flight calculator or its equivalent.

For low speeds, the data required are static air temperature, pressure altitude and IAS (or CAS for more precision). Above approximately 100 knots (190 km/h), the compressibility error rises significantly and TAS must be calculated by the Mach speed. Mach incorporates the above data including the compressibility factor. Modern aircraft instrumentation use an air data computer to perform this calculation in real time and display the TAS reading directly on the electronic flight instrument system.

Since temperature variations are of a smaller influence, the ASI error can be estimated as indicating about 2% less than TAS per 1,000 feet (300 m) of altitude above sea level. For example, an aircraft flying at 15,000 feet (4,600 m) in the international standard atmosphere with an IAS of 100 knots (190 km/h), is actually flying at 126 knots (233 km/h) TAS.

Use in navigation calculations[edit]

To maintain a desired ground track while flying in the moving airmass, the pilot of an aircraft must use knowledge of wind speed, wind direction, and true air speed to determine the required heading. See also wind triangle.

Calculating true airspeed[edit]

Low-speed flight[edit]

At low speeds and altitudes, IAS and CAS are close to equivalent airspeed (EAS).

^[1]

TAS can be calculated as a function of EAS and air density: ^[1]

where

is true airspeed,

is equivalent airspeed,

is the air density at sea level in the International Standard Atmosphere (15 °C and 1013.25 hectopascals, corresponding to a density of 1.225 kg/m³),

is the density of the air in which the aircraft is flying.

High-speed flight[edit]

TAS can be calculated as a function of Mach number and static air temperature:

where

is the speed of sound at standard sea level (661.47 knots (1,225.04 km/h; 340.29 m/s)),

is Mach number,

is static air temperature in kelvins,

is the temperature at standard sea level (288.15 K).

For manual calculation of TAS in knots, where Mach number and static air temperature are known, the expression may be simplified to

(remembering temperature is in kelvins).

Combining the above with the expression for Mach number gives an expression for TAS as a function of impact pressure, static pressure and static air temperature (valid for subsonic flow):

where:

is impact pressure,

is static pressure.

Electronic flight instrument systems (EFIS) contain an air data computer with inputs of impact pressure, static pressure and total air temperature. In order to compute TAS, the air data computer must convert total air temperature to static air temperature. This is also a function of Mach number:

where

total air temperature.

In simple aircraft, without an air data computer or machmeter, true airspeed can be calculated as a function of calibrated airspeed and local air density (or static air temperature and pressure altitude, which determine density). Some airspeed indicators incorporate a slide rule mechanism to perform this calculation. Otherwise, it can be performed using this applet or a device such as the E6B (a handheld circular slide rule).

See also[edit]

References[edit]

Bibliography[edit]

• Air Navigation. Department of the Air Force. 1 December 1989. AFM 51-40.
• Clancy, L.J.(1975), Aerodynamics, Chapter 3. Pitman Publishing Limited, London. ISBN 0-273-01120-0
• Kermode, A.C., Mechanics of Flight, Chapter 2. (Eighth edition 1972) Pitman Publishing Limited, London. ISBN 0-273-31623-0
• Gracey, William (1980), «Measurement of Aircraft Speed and Altitude» Archived 2021-09-26 at the Wayback Machine (11 MB), NASA Reference Publication 1046.

External links[edit]

• A free windows calculator which converts between various airspeeds (true / equivalent / calibrated) according to the appropriate atmospheric (standard and not standard!) conditions
• Android application for airspeed conversion in different atmospheric conditions
• True, Equivalent, and Calibrated Airspeed at MathPages
• Newbyte airspeed converter
• avc.obsment.com — True airspeed calculator.
• Calculate True Airspeed, Mach, Pitot Tube Impact Air Pressure and more at luizmonteiro.com

Если название поста вам ни о чём не говорит, рекомендую немедленно прекратить его прочтение,
поскольку в первоначальной версии его рабочим заглавием было «Самый нудный пост».
Идея разразиться мастер-классом пришла после получения в личную почту нескольких просьб объяснить простым и доходчивым языком физическую сущность этих самых скоростей — приборной, истинной и путевой.

Итак, начнём с приборной. Она же индикаторная или IAS (Indicated Air Speed), она же «скорость по широкой стрелке».

Длиннющий белый шарф, который вы видите на моей новой аватарке, это не дань моде, а реликтовый
указатель скорости, которым активно пользовались пионеры-авиаторы в конце позапрошлого века.
Скорость определялась по тому, насколько интенсивно развевался этот самый шарф в потоке воздуха, обтекающего открытую кабину авиатора.

Цифрового значения скорости шарф, конечно, не выдавал, да оно особенно и не требовалось. Важнее было понять, достаточно ли мощен поток воздуха, чтобы на него можно было опереться без риска свалиться в штопор.

Впоследствии его так и назвали — скоростной напор, или приборная скорость. Замеряется она простой выведенной за борт самолёта трубкой. Воздушный поток, попадающий в эту трубку, с помощью нехитрого приспособления отклоняет стрелку, которая и индицирует приборную скорость.

С подъёмом на высоту плотность воздуха уменьшается, а в ближнем космосе и вовсе обнуляется. Если выдерживать в наборе высоты постоянной приборную скорость, допустим, 500 км/час, то на высоте десять километров самолёт фактически будет лететь со скоростью 900км/час.

Эти 900км/час – скорость самолёта относительно молекул воздуха (кислорода или азота, если вам симпатичнее азот) Поскольку молекул этих на десятикилометровой высоте остаётся уже не очень много, то и в трубку-приёмник их попадает почти в два раза меньше, чем у земли.

Таким образом, мы имеем уже две скорости – приборную (500км/час) и истинную (900км/час)
Истинная скорость, она же TAS (True Air Speed), она же «скорость по узкой стрелке», в отличие от приборной, используется не для безопасного пилотирования самолёта, а для навигации.

Когда нет ветра, то есть воздух не перемещается относительно земной поверхности, никаких проблем не возникает. При наличии же ветра, он либо крадёт, либо увеличивает скорость. Относительно земли самолёт перемещается с так называемой путевой скоростью, она же GS (Ground Speed)

Раньше путевую скорость вычисляли, поделив пройденное самолётом расстояние на время, потом появились инерциальные, допплеровские системы и GPS, определяющие путевую скорость другими методами, причём каждая уникально своим.

Итак, резюмируя вышесказанное:
1. Самолёт только оторвался от земли — приборная скорость равна истинной.
2. На высоте десять километров приборная скорость меньше истинной.
3. Самолёт каким-то чудом занесло в космос — приборная = истинной = нулю.

PS. Если кто-то из коллег всё же зацепился глазом и домучал этот нуднейший пост до конца — приношу извинения за упрощенчество и детсадовский стиль — по другому не получилось…

Стартуем с азов: скорости большинства современных самолётов измеряются в узлах. Узел — это морская миля (1.852 км) в час. Связано это с навигационными задачами которые пришли ещё со времён мореплавателей. Морская миля — это минута широты.

Приборная скорость отображается в левой колонке на главном пилотажном дисплее (PFD), здесь же индицируются взлётные скорости V1, Vr и V2. На навигационном дисплее отображаются скорости TAS (истинная скорость) и GS. Давайте разберём каждую скорость по отдельности.

Для начала изучим приборную скорость (IAS). Если вы во время полёта спросите пилота: «Какова наша скорость?» — в первую очередь он укажет вам на индикатор скорости слева от авиагоризонта на главном пилотажном дисплее (PFD). При пилотировании это, пожалуй, наиболее важная скорость, именно она характеризует несущие свойства планера в текущей момент, независимо от высоты полёта. Именно по ней исчисляются взлетные, посадочные, V-сваливания и другие ключевые скорости самолёта.

Каким же образом определяется приборная скорость? На самолетах установлены приемники воздушного давления (ПВД) они же трубки Пито (Pitot tubes). Исходя из динамического давления, замеренного с их помощью, и рассчитывается приборная скорость.

Важный момент, в формуле расчёта приборной скорости используется константа, стандартное давление на уровне моря. А вы же помните, что с увеличением высоты, давление изменяется? Соответственно, приборная скорость совпадает со скоростью относительно земли только у поверхности.

Ещё один интересный факт: какой образ вам приходит в голову, когда вы слышите о пионерах авиации? Кожаная коричневая куртка, шлем с очками и длинный белый шелковый развивающийся шарф. Согласно некоторым легендам, шарф и был первым примитивным индикатором приборной скорости!

Теперь рассмотрим верхний левый угол навигационного дисплея. Здесь отображается наша скорость относительно земли GS (Ground Speed). Это та самая скорость, которую докладывают пассажирам во время полёта. Она определяется, в первую очередь, по данным от спутниковых систем, таких, как GPS. Также её используют для контроля при рулении, так как при малых скоростях на трубки Пито не создаётся достаточный динамический напор для определения IAS.

Чуть правее TAS (True Air Speed) — истинная воздушная скорость, скорость относительно окружающей самолет воздушной среды. Все фотографии сделаны примерно в один момент времени. Как видите, скорости значительно различаются между собой.

Приборная скорость IAS составляет чуть менее 340 узлов. Истинная скорость относительно воздуха TAS — 405 узлов. Скорость относительно поверхности GS — 389. Теперь-то, я думаю, вы понимаете, почему они отличаются.

Также хочу ещё отметить число Маха. Немного упрощая, это скорость тела относительно скорости звука в данной среде. Она отображается под колонкой приборной скорости и составляет в нашей ситуации 0,637.

Теперь обсудим взлётные скорости. Три основных взлётных скорости V1, Vr и V2, обозначения стандартны для всех самолетов, которые имеют больше одного двигателя, начиная с малютки Beechcraft 76 и заканчивая гигантом Airbus A380, они всегда располагаются именно в такой последовательности. Давайте представим, что наш A320 стоит на полосе, чеклист выполнен, разрешение диспетчера получено, мы полностью готовы к взлёту.

Вы перемещаете рычаги управления двигателями на 40%, убеждаетесь в стабилизации оборотов и устанавливаете взлетный режим. Первой будет достигнута скорость V1 (148 узлов в наших условиях). Это скорость принятия решения, проще говоря, после достижения V1, взлёт уже не может быть прерван, в том числе, в случае серьезного отказа. Даже если у вас отказал двигатель, а V1 уже достигнута, вы должны продолжать взлёт. До V1 в этой ситуации вы инициируете процедуру прерванного взлёта, включаете реверс, срабатывает автоматическое торможение, выпускаются спойлеры, и вы успеваете остановиться до конца полосы.

Но у нас всё хорошо, двигатели работают штатно и, после V1, пилотирующий пилот убирает руку с рычагов управления двигателями. Приближается скорость Vr (rotate speed, 149 узлов). На этой скорости пилотирующий пилот тянет штурвал (в нашем случае sidestick) на себя и поднимает носовую стойку шасси в воздух.

В это же мгновение наступила V2, в нашей ситуации Vr и V2 скалькулировались одинаковыми, но зачастую V2 превосходит Vr. V2 — безопасная скорость. В случае отказа одного из двигателей будет поддерживаться именно V2, она гарантирует безопасный градиент набора высоты. Но, как вы помните, у нас всё замечательно, активен режим SRS, и поддерживается скорость V2+10 узлов.

На PFD во время взлёта V1 обозначена голубым треугольником, точкой цвета маджента — Vr, треугольником цвета маджента — V2.

Итак, вы узнали, что же такое взлетные скорости и с чем их едят, а теперь давайте узнаем, как их готовить, и от чего же они всё-таки зависят. Сейчас мы уже подняли наш прекрасный A320 в воздух, но давайте отмотаем время немного вспять.

Представим, что мы готовимся к вылету, и настало время рассчитать скорости V1, Vr и V2. На дворе 21 век, и чудеса прогресса подарили нам электронный лётный портфель (EFB — специально обученный iPad с необходимым комплектом софта) Какую же именно информацию нужно внести в этот портфель, чтобы магия единичек и ноликов рассчитала нам скорости? Прежде всего, длину взлетной полосы. Мы с вами готовимся к вылету с полосы 14 правая столичного аэропорта Домодедово. Её длина 3500 метров.

Настаёт момент истинны. Вносим нашу взлетную массу и центровку. Решаем, можем ли мы вообще взлететь с этой полосы, или придётся оставить пару сотен бутылок из дьюти фри и четырёх самых тучных пассажиров на земле

Поскольку 3500 метров — это более, чем достаточно для взлёта, продолжаем вносить данные. На очереди Превышение аэродрома над уровнем моря, Составляющая ветра, Температура воздуха, Состояние полосы (мокрая/сухая), Взлётный режим тяги, Положение закрылок, Использование паков (система кондиционирования) и антиобледенительных систем. Вуаля, скорости готовы, осталось только внести их в MCDU.

Окей, мы обсудили расчёт скоростей с использованием электронного лётного портфеля, но если вы перед рейсом слишком много кидались злыми птичками или, что совсем для пилота зазорно, в танки играли и разрядили свой чудо-девайс? А если вы представитель школы обскурантизма и отрицаете прогресс? Вам предстоит увлекательнейший квест в мир документов с пугающими названиями и содержащимися в них таблицами и графиками.

Для начала проверяем, взлетим ли мы с выбранной полосы: открываем график, в котором по осям разложены необходимые переменные. Ведём пальчиком до пересечения, и, если искомое значение внутри графика, попытка обещает быть удачной.

Далее берём следующий документ и начинаем вычислять V1 Vr и V2. Исходя из веса и выборной конфигурации, получаем значения скоростей. Перемещаясь от таблички к табличке, вносим коррективы, в зависимости от ячейки прибавляем или отнимаем несколько узлов.

И так раз за разом, пока не получите все значения, а их много. Прямо как в первом классе — пальчик передвинул, символ прочитал. Очень занимательно.

Осталось совсем немного: взлететь, на тысяче футов включить автопилот и подождать ещё совсем чуть-чуть. А там уж девчонки касалетки с кормом принесут и можно будет погрузится в школьные воспоминания. А аэрбас сам хорошо летит, главное — не мешайте ему.

Но что-то мы опять замечтались. А тем временем мы оторвались от земли, удерживаем скорость V2+10 узлов и даже успели убрать шасси, чтобы они не мёрзли. На верху ведь холодно, помните?
Набирать высоту мы будем без применения процедур по уменьшению шума, пусть все знают, что мы взлетели! Снова старушки на верхних этажах начнут энергично креститься, а дети радостно указывать пальцем в небо на наш блестящий в лучах солнца лайнер.

Не успели мы и глазом моргнуть, как добрались до высоты 1500 футов. Настало время переводить Рычаги Управления Двигателями в режим Climb. Нос опускается ниже, и мы начинаем разгоняться до скорости S-speed, на ней убираем механизацию (Flaps 0), следующий скоростной рубеж — 250 узлов.
10 000 футов, Нос опускается ещё ниже, скорость продолжает увеличиваться быстрее, а высота — медленнее. Выключаем Landing Lights, а самые нетерпеливые уже держат руку на готове для отключения табло «пристегните ремни».

Top of climb, достигнут заданный эшелон полёта, самолет выравнивается, идём с крейсерской скоростью. Самое время пополнить запас калорий!

Ужин на высоте нескольких километров с панорамным видом на окрестности — это прекрасно. Да, еда не тянет на звезду мишлен, зато счёт вам оплатят! Но всё хорошее, как известно, имеет свойство заканчиваться, вот и нам пора снижаться. Опускаем нос, начинаем снижение. После 10 000 футов скорость падает до 250 узлов, продолжаем снижать высоту.

Настало время переходить в фазу подхода (approach phase). При помощи магии аэрбаса (который сам посчитал все скорости) замедляемся до Green dot speed (скорость чистого крыла). Лететь на этой скорости для нас максимально экономично, но вы же помните, что всё хорошее имеет свойство…

Выпускаем закрылки в первое положение, скорость гасится до S-speed. Далее — закрылки 2 и плавно достигаем F-speed. Закрылки 3 и, наконец, закрылки полностью, замедляемся до Vapp. Vapp — минимальная скорость (VLS), но с поправкой на ветер и порывы (минимум 5 максимум 15 узлов).

1000 футов, проверяем соблюдение критериев стабилизированного захода, и, если все в норме, продолжаем снижение. Перед касанием самолет продемонстрирует своё отношение к вам, провозгласив «Retard! Retard! Retard!»» (если вы не сильны в англоязычных обзывательствах, можете воспользоваться интернет-словарём urbandictionary). Устанавливаем малый газ (Idle) и через мгновение мягко касаемся полосы.