Ошибка положения - Position error

Ошибка положения одна из ошибок, влияющих на системы в самолете для измерения скорость полета и высота.^[1]^[2] Для самолета нецелесообразно и непрактично иметь точно точную систему индикации воздушной скорости и систему индикации высоты. Небольшая ошибка допустима. Это вызвано расположением статического вентиляционного отверстия, которое подает давление воздуха на индикатор воздушной скорости и высотомер.

Статическая система

Все самолеты оснащены небольшим отверстием в поверхности самолета, которое называется статическим портом. Давление воздуха вблизи статического порта передается через канал к высотомер и индикатор воздушной скорости. Этот статический порт и канал составляют статическую систему самолета. Задача статической системы - определять давление воздуха на высоте, на которой летит самолет. В идеальной статической системе давление воздуха, подаваемое на высотомер и индикатор воздушной скорости, равно давлению воздуха на высоте, на которой летит самолет.

Когда воздух проходит мимо летательного аппарата в полете, на линии тока влияет присутствие самолета, и скорость воздуха по отношению к летательному аппарату различается в разных положениях на внешней поверхности самолета. В следствие Принцип Бернулли, разные скорости воздуха приводят к разному давлению в разных местах на поверхности самолета.^[3] Идеальное положение для статического порта - это положение, в котором местное давление воздуха в полете всегда равно давлению на удалении от самолета, однако на борту самолета нет места, где эта идеальная ситуация существует для всех. углы атаки. При выборе позиции для статического порта конструкторы самолетов пытаются найти положение, в котором ошибка между статическим давлением и давлением набегающего потока является минимальной во всем рабочем диапазоне углов атаки самолета. Остаточная ошибка при любом заданном угле атаки называется ошибка положения.^[4]

Ошибка положения влияет на указанная воздушная скорость и указанные высота. Изготовители самолетов используют руководство по летной эксплуатации самолета, чтобы опубликовать подробную информацию об ошибке указанной воздушной скорости и указанной высоты в рабочем диапазоне скоростей. На многих самолетах влияние ошибки местоположения на воздушную скорость показано как разница между указанная воздушная скорость и калиброванная воздушная скорость. В некоторых низкоскоростных самолетах ошибка местоположения отображается как разница между указанная воздушная скорость и эквивалентная воздушная скорость.

Система Пито

Принцип Бернулли заявляет, что полное давление (или давление застоя ) постоянна вдоль линии тока.^[5] Давление торможения не меняется независимо от положения на линии тока, где оно измеряется. Отсутствует ошибка положения, связанная с давлением застоя.

В трубка Пито оказывает давление на индикатор воздушной скорости. Давление Пито равно давлению торможения при условии, что трубка Пито выровнена с местным воздушным потоком, она расположена вне пограничного слоя и за пределами смыва от пропеллера. Давление Пито может вызвать ошибку выравнивания, но оно не уязвимо для ошибки положения.

Стандарты проектирования самолетов

Стандарты проектирования самолетов определяют максимальное количество Пито-статическая система ошибка. Погрешность индикации высоты не должна быть чрезмерной, так как пилотам важно знать свою высоту с разумной точностью для целей разделения движения. нас Федеральные авиационные правила, Часть 23,^[6] §23.1325 (e) включает следующие требования для системы статического давления:

Системная ошибка на указанной барометрической высоте ... не должна превышать ± 30 футов (9,1 м) на 100 узлов (190 км / ч) скорости для [диапазона рабочей скорости самолета].

Погрешность индикации воздушной скорости также не должна быть чрезмерной. Часть 23, §23.1323 (b) включает следующее требование к системе индикации воздушной скорости:

Системная ошибка, включая ошибку местоположения, ... не может превышать трех процентов калиброванной воздушной скорости или 5 узлов (9,3 км / ч), в зависимости от того, что больше, во всем [диапазоне рабочей скорости воздушного судна].

Ошибка положения измерения

В целях соблюдения стандарта конструкции воздушного судна, который определяет максимально допустимую ошибку в системе индикации воздушной скорости, необходимо измерить ошибку местоположения на типичном воздушном судне. Есть много разных методов измерения погрешности положения. Некоторые из наиболее распространенных методов:

использование GNSS приемник при полете треугольным курсом
подводящий канал с источником статического электричества, стабилизированный пластиковым конусом
облет башни с фотографиями пролетающего самолета, сделанными с вышки, чтобы точно показать высоту самолета над или под вышкой
трейлинг-боб с источниками Пито и статическими источниками

Смотрите также

внешняя ссылка

Определение статической системной ошибки

[1] Кермод, A.C.,Механика полета, 10-е издание - страница 65

[2] «Из этих ошибок ошибка определения статического давления, как правило, является самой серьезной и имеет особое название: ошибка положения. » Доммаш Д.О., Шерби С.С., Коннолли Т.Ф. (1967) Аэродинамика самолета, 4-е издание - стр. 51, Pitman Publishing Corp., Нью-Йорк

[3] «Практически невозможно найти положение, в котором статическое давление всегда будет точно таким же, как давление в свободном воздушном потоке вдали от самолета». Кермод, A.C., Механика полета, Издание 10-е - страница 65

[4] Величина, на которую местное статическое давление в данной точке поля потока отличается от статического давления набегающего потока, называется ошибка положения установки. " Измерение статического давления на самолете NACA, TR-1364, стр.646

[5] При условии, что линия тока не входит в пограничный слой, не проходит через ударную волну и не претерпевает значительных изменений высоты, так что изменения гравитационной потенциальной энергии являются значительными. Эти три фактора отсутствуют при рассмотрении статической системы Пито в дозвуковом самолете.

[6] Стандарты летной годности: самолеты нормальной, служебной, акробатической и пригородной категорий

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]