De flesta moderna jets använder en Air Data Computer (ADC) för att beräkna (bland annat) Mach Number.

AirDataComputer

EnADCärheltenkeltendatorsomaccepterarmätningaravatmosfärsdataförattberäknaolikaflygrelateradedata.

EntypiskADCkanvaraanslutentill$^1$:

Ingångar

• Statisksystemtryck
• Pitottryck
• Totaltlufttemperatur(TAT)

Utgångar(beräknad)

• Tryckhöjd
• Baro-CorrectedAltitude
• Vertikalhastighet
• Maskinnummer
• Totallufttemperatur
• Kalibreradflyghastighet
• TrueAirspeed
• Digitaliseradtryckhöjd(Gillham)
• AltitudeHold
• Hastighetförflyghastighet
• MachHold
• FlightControlGainScheduling.

Varochenavingångarnaochutgångarnakanvaraanalogellerdigitalberoendepåsystemetsutformningochanvändsförmångaändamålihelaflygplanet.Varjeutmatningärettrentberäknatvärdebaseratpådeolikaingåendemätningarnaochdatasomlagrasienheten.

FörattsvarapådinfrågaompitotkällantillMachMeter:Ja,deanvändersammapitotochstatiskakällorsomairspeed-indikatorn.

Vidmekaniskainstrumentärdebådaanslutnadirekttilldetstatiskapitotiskasystemet.

NärdetgällerenADC,ärdetstatiskapitotsystemetanslutetdirekttillADCochdåskickarelektriskasignalerlufthastighetenochmaskinnumrettilldenelektriskalufthastighetsindikatornochmach-mätaren(ellerEFIS),somintelängrekräverfaktiskpitotstatiskanslutningar.

Matematiken

EttförenklatexempelpåMachNumber-beräkningen$^2$skullebaseraspåtryckingångarna:

$$Mach~nummer=5((PT/PS+1)^{0,2857}-1)^\frac12$$

Där:

$PT$=Totalttryck
$PS$=Statiskttryck

Denfaktiskaberäkningengörkorrigeringaravtryckdataförattkompenseraförinstallationsfelochicke-linjärasensoravläsningar.

Observeraattdetintefaktisktberäknarljudets(lokala)ljudhastighetförattbestämmadetaktuellamaskinnumret,menmedTAT-ingångenochdetberäknademaskinnumretkandetberäknadetgenomattberäknautetemperaturen(OAT/SAT)först:

$$SAT=\frac{TAT}{1+0,2\gånger{Mach}^2}$$

$$LSS=38,945\sqrt{SAT}$$

LåtossexempelvissägaattTATär-36C(237.16K)ochviflygerMach0.80:

$$SAT=\frac{237.16}{1+0.2\times0.8^2}=\frac{237.16}{1.128}=210.25°K=-63°C$$

$$LSS=38.945\sqrt{210.25}=38.945\times14.5=564.70knots$$

Återigenärdetförenkladeformlereftersomdefaktiskaskulleövervägasensorfel,etc.

$^1$Listaöveringångarochutgångarsomerhållitsfrån Datalagdatorer .
$ ^ 2 $ Formel från TAT-sensordrift och ekvationer .

En (analog) maskinmätare ser något ut så här:

Sådetärmersomenmerkomplexversionavairspeed-indikatorn,idethärfalletkorrigerarförhöjdeniprocessen.MeddettasagtfannjagdettaextrakttydligenfrånenFAA-publikation:

Some older mechanical Machmeters not driven from an air data computer use an altitude aneroid inside the instrument that converts pitot-static pressure into Mach number. These systems assume that the temperature at any altitude is standard; therefore, the indicated Mach number is inaccurate whenever the temperature deviates from standard. These systems are called indicated Machmeters. Modern electronic Machmeters use information from an air data computer system to correct for temperature errors. These systems display true Mach number.

Deflestasystemanvänderidagmerdetaljeraddatafrånsensorerförattgeettkorrektvärdegenomenmängdolika(komplexa)beräkningar.

Enlitenmerdiskussionär tillgänglig på PPruNe .

Sidotal: Självhastigheten ($ a $) är enbart bestämd av temperaturen (det sägs att du kan bestämma det från tryck, eftersom trycket är en funktion av temperaturen) problemet med det analoga systemet ovan.

För luft:

$$ a = \ sqrt {R {\ gamma} T} ~ m / s $$

Där:

$ R = 287 $ Specifikt gaskonstant [dimensionslös]

$ \ gamma = 1.4 $ Specifikt värmeförhållande [dimensionslös]

$ T = $ Absolut temperatur [K]

Kom ihåg att du läser av angiven airspeed [IAS] i knutar i cockpiten, vilket inte är detsamma som True Airspeed [TAS] konverterat till m / s, om du försöker träna din maskinvarvtal manuellt ($ M = \ frac {TAS} {a} $)

För användning utan kännedom om airspeed & temperatur, Wikipedia ger följande formel för subsoniska flöden:

$$ M = \ sqrt {5 ((\ frac {P_T} {P} 1) ^ \ frac27-1)} $$

Var:

$ P_T = $ Totalt tryck

$ P = $ Statiskt tryck

En Machmeter bestämmer inte ljudets hastighet. Det behöver inte ens:

$$ Mach ~ Number = \ frac {P_T-P_S} {P_S} $$

Mach-nummer är helt enkelt förhållandet mellan totalt tryck minus statiskt tryck dividerat med det statiska trycket.

Här är varför:

$$ Mach ~ Nummer = \ frac {TAS} {LSS} $$

Mach-numret är sannt lufthastighet jämfört med lokal ljudhastighet

$$ TAS = IAS \ sqrt {T} \ div \ sqrt {P} \ div16.97 $$

Konvertera angiven hastighet till sann hastighet, vi måste multiplicera med kvadratroten av absolut temperatur (i ° K)

$$ LSS = 38,94 \ sqrt {T} $$

Även den lokala ljudhastigheten är direkt proportionell med kvadratroten av absolut temperatur (i ° K)

Om du delar $ TAS = IAS \ sqrt {T} \ div \ sqrt {P} \ div16.97 $ av $ LSS = 38.94 \ sqrt {T} $, kommer $ \ sqrt {T} $ att avbryta varandra ut.

$$ Mach ~ Number = \ frac {IAS} {\ sqrt {P} x} $$

IAS vi redan har, det är dynamiskt tryck minus statiskt tryck och $ P $ är bara statiskt tryck, eller, som jag sa i början:

$$ Mach ~ Number = \ frac {P_T-P_S} {P_S} $$

Se, ingen termometer ... bara dynamiskt och statiskt tryck.