Приборная воздушная скорость ( IAS ) — это воздушная скорость самолета, измеренная его системой полного давления и статического давления [1] и отображаемая указателем воздушной скорости (УВС). [2] Это основной источник воздушной скорости для пилотов.
Это значение не корректируется с учетом ошибки установки, ошибки прибора или фактической плотности воздуха [2] , а вместо этого калибруется так, чтобы всегда отражать адиабатический сжимаемый поток Международной стандартной атмосферы на уровне моря. [1]
Он использует разницу между полным давлением и статическим давлением, предоставляемую системой, для механического или электронного измерения динамического давления . Динамическое давление включает в себя термины как для плотности, так и для воздушной скорости. Поскольку индикатор воздушной скорости не может знать плотность, он по своей конструкции откалиброван для предположения стандартной плотности атмосферы на уровне моря при расчете воздушной скорости. Поскольку фактическая плотность будет значительно отличаться от этого предполагаемого значения по мере изменения высоты самолета, IAS значительно отличается от истинной воздушной скорости (TAS), относительной скорости между самолетом и окружающей воздушной массой. Калиброванная воздушная скорость (CAS) — это IAS, скорректированная с учетом погрешности прибора и положения . [3]
Приборная воздушная скорость самолета в узлах обычно обозначается аббревиатурой KIAS ( Knots - Indicated Air Speed) (в отличие от KCAS для калиброванной воздушной скорости и KTAS для истинной воздушной скорости ).
IAS является важным значением для пилота, поскольку именно указанные скорости указаны в руководстве по летной эксплуатации самолета для таких важных значений производительности, как скорость сваливания . Эти скорости, в терминах истинной воздушной скорости, значительно различаются в зависимости от высоты по плотности . Однако на типичных гражданских эксплуатационных скоростях аэродинамическая структура самолета реагирует только на динамическое давление, и самолет будет вести себя так же при том же динамическом давлении. Поскольку это то же самое динамическое давление управляет указателем воздушной скорости, самолет всегда, например, будет сваливаться на опубликованной указанной воздушной скорости (для текущей конфигурации) независимо от плотности, высоты или истинной воздушной скорости. [4]
Кроме того, приборная скорость указывается в некоторых правилах, а также службой управления воздушным движением при выдаче указаний пилотам, поскольку указатель воздушной скорости отображает эту скорость (по определению), и она является основным ориентиром воздушной скорости для пилота при полетах на скоростях ниже околозвуковых или сверхзвуковых .
Приборную скорость полета, измеренную с помощью трубки Пито, можно приблизительно выразить следующим уравнением, полученным из уравнения Бернулли .
ПРИМЕЧАНИЕ: Вышеприведенное уравнение применимо только к условиям, которые можно считать несжимаемыми. Жидкости считаются несжимаемыми почти при всех условиях. Газы при определенных условиях можно считать несжимаемыми. См. Сжимаемость .
Эффекты сжатия можно скорректировать с помощью константы Пуассона . Эта компенсация соответствует эквивалентной воздушной скорости (EAS) [ требуется цитата ] .
где:
IAS не является фактической скоростью в воздухе, даже когда самолет находится на уровне моря в условиях Международной стандартной атмосферы (15 °C, 1013 гПа , влажность 0%). IAS необходимо скорректировать с учетом известных погрешностей прибора и положения, чтобы показывать истинную воздушную скорость в этих конкретных атмосферных условиях, и это CAS (калиброванная воздушная скорость). Несмотря на это, основной эталон воздушной скорости пилота, ASI, показывает IAS (по определению). Соотношение между CAS и IAS известно и задокументировано для каждого типа и модели самолета.
В руководстве пилота самолета критические скорости V обычно указываются как IAS, то есть скорости, отображаемые указателем воздушной скорости. Это происходит потому, что самолет ведет себя одинаково на одной и той же IAS независимо от TAS: например, пилот, приземляющийся на жарком и высоком аэродроме, будет использовать ту же IAS для управления самолетом на правильных скоростях захода на посадку и посадки, как и при посадке на холодном аэродроме на уровне моря, даже если TAS должна значительно отличаться между двумя посадками.
В то время как IAS может надежно использоваться для мониторинга критических скоростей значительно ниже скорости звука, это не так на более высоких скоростях. Пример: поскольку (1) сжимаемость воздуха значительно изменяется, приближаясь к скорости звука, и (2) скорость звука значительно меняется с температурой и, следовательно, высотой; максимальная скорость, при которой конструкция самолета безопасна, никогда не превышаемая скорость (сокращенно V NE ), указана для нескольких различных высот в руководствах по эксплуатации более быстрых самолетов, как показано в таблице-образце ниже.
Ссылка: Заметки пилота по двигателю Tempest V Sabre IIA - Министерство авиации AP2458C-PN
Для навигации необходимо преобразовать IAS в TAS и/или путевую скорость (GS) с использованием следующего метода:
С появлением доплеровской радиолокационной навигации и, в последнее время, приемников GPS , а также другого современного навигационного оборудования, позволяющего пилотам напрямую определять путевую скорость , расчет TAS в полете становится ненужным для целей навигационных оценок.
TAS является основным методом определения крейсерских характеристик самолета на основании спецификаций производителя [2] , сравнений скоростей и отчетов пилотов.
Из IAS также можно рассчитать следующие скорости:
На больших реактивных самолетах IAS является самым важным показателем скорости. Большинство ограничений скорости самолета основаны на IAS, поскольку IAS близко отражает динамическое давление. TAS обычно также отображается, но исключительно для справочной информации и, как правило, не на видном месте.
Современные реактивные авиалайнеры также включают путевую скорость (GS) и махометр . Путевая скорость показывает фактическую скорость, которую использует самолет по сравнению с землей. Обычно это связано с GPS или аналогичной системой. Путевая скорость — это всего лишь помощь пилоту, позволяющая оценить, идет ли рейс по расписанию, отстает или опережает его. Она не используется для взлета и посадки, поскольку императивная скорость для летящего самолета всегда — это скорость против ветра.
Махаметр на дозвуковых самолетах является предупреждающим индикатором. Дозвуковые самолеты не должны летать быстрее определенного процента скорости звука. Обычно пассажирские авиалайнеры не летают быстрее, чем около 85% скорости звука, или 0,85 Маха. Сверхзвуковые самолеты, такие как Concorde и военные истребители, используют Махаметр в качестве основного прибора измерения скорости, за исключением взлетов и посадок.
Некоторые самолеты также имеют указатель скорости руления для использования на земле. Поскольку IAS часто начинается примерно на 74–93 км/ч (40–50 узлов) (на реактивных авиалайнерах), пилотам может потребоваться дополнительная помощь при рулении самолета на земле. Его диапазон составляет около 0–93 км/ч (0–50 узлов).
Приборная воздушная скорость. Скорость самолета, измеренная системой измерения воздушной скорости Пито-статической, откалиброванной для отражения стандартного атмосферного адиабатического сжимаемого потока на уровне моря без поправки на ошибки системы измерения воздушной скорости.
Приборная скорость полета (IAS) — прямые показания прибора, полученные от ASI, без поправки на изменения плотности атмосферы, ошибку установки или ошибку прибора.
![{\displaystyle u={\sqrt {{\frac {2\gamma }{\gamma -1}}{\frac {p_{s}}{\rho }}\left[\left({\frac {p_{t}}{p_{s}}}\right)^{\frac {\gamma -1}{\gamma }}-1\right]}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/70ed8af9fa89040ca8be553b9ad39053e55647bf)
