Vad hindrar en Machmeter från att vara standardluftshastighetsindikatorn?

9

Lufthastigheten är mer exakt när den visas av en Machmeter än när den visas av en airspeedindikator . Det påverkas inte av omgivande temperatur / densitetsförändringar. Det påverkas fortfarande av positionsfel, och det måste därför ange något mellan IAS och CAS .


Källa , källa

Vad hindrar det för att få en Machmeter-skala både i knutar och Mach-nummer, och använd Machmeter i stället för airspeed-indikatorn, som standardluftshastighetsinstrumentet?

Sådana instrument finns:


Källa (Från FAA Flygplan Flyghandbok)

    
uppsättning mins 05.07.2017 15:16

3 svar

13

Maskinbaserad hastighetsmätare skulle inte indikera något mellan IAS och CAS, det skulle indikera TAS men för samma¹ instrument och positionsfel har den normala lufthastighetsindikatorn.

Indikatorn för airspeed indikerar inte sann lufthastighet och det här är avsiktligt .

EAS, som luftvägsindikatorn syftar till att visa, är ett mått på dynamiskt tryck. Eftersom hissen, som även innefattar effektiviteten av styrytorna, är proportionell mot dynamiskt tryck och drag är också en funktion av dynamiskt tryck, är de flesta hanteringsegenskaper beroende av det dynamiska trycket. Därför är det värde som indikeras av airspeed-indikatorn precis vad piloten vill veta.

De enda effekterna som beror på andra hastigheter är aeroelastic flutter, vilket beror på sann flyghastighet och kompressibilitetseffekter, som beror på Mach-nummer. Båda begränsar den maximala säkra hastigheten. Det är därför snabbt flygplan också behöver Machmeter. Men de behöver fortfarande den angivna ² flyghastigheten.

¹ Båda instrumenten använder samma två råvärden som erhållits från det pitot-statiska systemet: totalt och statiskt tryck. Airspeed-indikatorn visar kvadratroten av skillnaden (eftersom dynamiskt tryck är proportionellt mot hastighetens kvadrat), visar Machmeter förhållandet till en viss fraktionell exponent. Så alla felen påverkar på samma sätt, och i elektroniska instrument kompenseras de i samma utsträckning.

² Elektroniska system i moderna flyglinjer säger att de visar CAS, vilket korrigerar alla fel som de rimligen kan uppskatta.

    
svaret ges 05.07.2017 20:11
5

...Machmeter scale both in knots and Mach numbers

Det enkla svaret är att till skillnad från säga (MPH vs KTS) ändras ekvivalenterna med höjd så att en skala skulle behöva röra sig. Till exempel på havsnivå Mach 1 är ungefär 661 Kts. vid jämförelse vid 35 000 ft är dess 574 kts. Även om en luftfartygsindikator också lider av liknande korrigeringar är MPH / KTS-skalorna alltid i linje. IAS / TAS-kalibreringen skapar en liknande fråga men i allmänhet är det acceptabelt att korrigera när krysshöjden har uppnåtts (eller du är åtminstone i kryssningssituation och fri att hantera sådan korrigering). Sanningen är att de flesta moderna glas cockpit enheter hanterar detta för dig.

En annan sak att tänka på är enheter. Mach Number, strängt sett är unit-less medan hastigheten mäts som Distance / Time många kan säga att dessa två saker inte kan vara på samma instrument.

Faktum kvarstår att du, kan, kan skriva ut dem på samma instrument så länge som en skala ständigt justerades för. Jag antar (baserat på bilden) att Mach-mätare kan ha problem med låga mätvärden som kan vara ett problem för saker som stallmärkning etc.

Du kanske också vill titta på exempel som beskrivs här.

    
svaret ges 05.07.2017 15:23
2

Nålen skulle gå väldigt lite vid lägre lufthastigheter och skulle vara föremål för olinjäritet. Hastigheten följer direkt från $ p_ {total} - p_ {static} $, medan Mach-talet är en bråkdel. Från Wikipedia:

$$ M = \ sqrt {5 \ left {\ left {\ frac {p_t} {p_s} \ right) ^ \ frac {2} {7} -1 \ right]} $$

I början av skalan är det väldigt liten relativ förändring och mycket liten rörelse i nålen, och när hastigheten plockar upp där finns mer nålrörelse per knut.

En plot av $ \ Delta $ dynamisk tryck som en bråkdel av statiskt tryck (vid havsnivån i ISO-atmosfär) visar detta. Vid 200 knop är det dynamiska trycket endast 6% av det statiska trycket. Eventuell friktion i mätutrustning kommer att ha stora effekter på noggrannheten och linjäriteten hos hastighetsläsningen fram till denna punkt. Endast vid hastigheter av > 200 knop börjar gradienten vara rimligt användbar.

    
svaret ges 05.07.2017 16:38