戰鬥機前面有根「長針」是幹嘛用的?

　　出品：科普中國

　　作者：嶽江鋒

　　策劃：宋雅娟

　　監製：光明網科普事業部

　　網友提問：戰鬥機前面有根「長針」是幹嘛用的?

　　專家解答：

　　如果您去過軍事主題的展覽館或公園，往往能看到亮閃閃的退役飛機，機頭前方安裝了一根「長針」，有的還可以折上去。那麼這根「長針」是用來做什麼的呢？其實，這根「長針」就是空速管，也叫皮托管。

　　前面安裝了空速管的飛機展品（圖片來自網絡）

　　空速管是用來測量飛機在空中飛多快的設備。在空速管的正面和側面分別開了一組口子，正面叫「總壓管」或者「全壓管」，可以理解為測量正面風吹來的壓力；側面是「靜壓管」，測量「沒有風時『靜止』空氣的壓力」。那麼兩者結合，就能計算出正面壓力裡有多大的成分是「由於飛機向前飛」帶來的「動壓」了，從而計算出飛機飛得有多快。

　　測速時空速管頭部對準機頭方向，當飛機向前飛行時，氣流便衝進空速管，速度降為零，在管子末端的感應器就能測出總壓，靜壓孔測得靜壓。根據伯努利方程，總壓等於動壓與靜壓的和。因此，總壓與靜壓的差就是動壓。然後根據公式 v=√(2(P_0-P)/ρ)，即可以計算出飛機飛行的速度。實際上，測試時不必分別測量出總壓與靜壓，只需要將兩個通路連接在一根U型測壓計的兩支上直接測量二者的差 (P_0-P )即可。

　　比較兩種壓力差值的感應器是一個由上下兩片很薄的金屬片製成的表面帶波紋的空心圓形盒子，稱為膜盒。這盒子是密封的，但有一根管子與空速管相連。如果飛機速度快，動壓便增大，膜盒內壓力增加，膜盒會鼓起來。用一個由小槓桿和齒輪等組成的裝置可以將膜盒的變形測量出來並用指針顯示，這就是最簡單的飛機空速表。

　　空速管測速原理示意圖（圖片來自網絡）

　　不過這種基於「動壓」計算出的速度只能反映出「飛機在當地空氣中感受到的速度」，被稱為「錶速」。錶速反映了飛機和周圍空氣的相對作用力，飛機飛行的升力、阻力等都和這個錶速代表的動壓密切相關。如果直接拿這個速度去表徵實際飛行速度，那是不靠譜的。錶速需要根據溫度、高度進行修正，也就是據當地空氣環境和標準大氣環境加以換算，才能得到相對地表移動的真實速度。

　　嶽江鋒，原中國國防科技信息中心軍事刊物主編，畢業於解放軍國防科技大學，曾在軍中服役20餘年，現為某研究所高級工程師、項目總師，獲軍隊科技進步二等獎1項，三等獎3項，在多家網絡媒體發表文章百餘篇，並創建了「謝武軍事」公眾號。