我們都知道現在GPS也可以測速,我們在汽車或者航船等上面都有安裝這種設備,然而飛機上也有這種設備嗎?飛機的速度也可以用GPS測量嗎?
在GPS還沒出現之前,飛機就有了,所以飛機在GPS之前,也就是說,飛機不是用GPS來測速的。從原理來講,GPS測量的是物體的相對速度,當然也可以測量絕對速度,飛機在空中飛行,對它最重要的速度不是相對地面的速度,而是相對於空氣的速度,因為飛機是依靠保持一定速度,讓空氣流過機翼而產生升力的,如果空速不夠,流過機翼的空氣不能保持暢順而出現亂流,這樣會令飛機不能產生足夠的升力,飛機就會失速,升力不足以平衡重力以及阻力,最後飛機會下墮,處置不當甚至墮毀。
這裡我們會提到一種裝置,皮托管,pitot tube ,也叫空速管,是飛機上極為重要的測速工具。
它的安裝位置一定要在飛機外面氣流較少受到飛機影響的區域,一般在機頭正前方,垂尾或翼尖前方。同時為了保險起見,一架飛機通常安裝2副以上空速管。
不過,流入皮托管的空氣,除了有空氣流動帶來的動態壓力,還有由大氣壓力而起的靜態壓力。為了抵消靜態壓力,空速計的模組也會通過機身上的小透氣孔,與外界的空氣相連。這樣會使空速計的機械內外,也會受到同樣的靜態壓力,這樣就可以將靜態壓力造成的影響抵消,因此就可以測到飛機的速度。
因為飛機一般也在高空巡航,空氣的壓力與密度也會隨之降低,就算飛機實際的飛行速度一樣,在高空巡航測得的空速,會明顯比在接近地面時要低很多。這是什麼概念?例如在10,500米,機外溫度為-59度時,通過皮托管測量的速度(指示空速,Indicated Airspeed)可能是300節,但經過校正後的實際空速(True Airspeed)卻達到500節。
除了空氣密度造成的誤差以外,另外高速空氣流進皮托管也會發生一些壓縮,這樣會稍微提升動態壓力,令讀數偏高;然而,這種誤差在飛機巡航高度時,也是小到可以忽略不計的。
對於噴氣飛機來說,由於指示空速的誤差,一般會用另外的方式表示速度,就是用實際空速與飛行高度的音速之比,也就是一般所謂的「馬赫」(Mach)。取決於不同飛機的設計、天氣情況、載重、燃料消耗等情況,一般噴射民航機的巡航速度,會在0.75至0.9馬赫之間。
還有,為了防止空速管前端小孔在飛行中結冰堵塞,一般飛機上的空速管都有電加溫裝置。飛機在停場過夜的時候一般都會用皮托管套套住,防止夜晚因大風導致塵土以及小飛蟲物體進入等,從而堵塞皮托管。
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