理想的空速修正
介绍
这个案例研究模拟显示和真正的空速。它构成的一个片段一个完整的空气动力学问题,包括测量和校准。
空速修正模型
查看空速修正模型,在MATLAB输入以下®命令行:
aeroblk_indicated aeroblk_calibrated
aeroblk_indicated模型
aeroblk_calibrated模型
测量速度
测量速度,大多数轻型飞机托静态空速指示器它两种设计实现基于伯努利定律。Pitot-static空速指标测量航速由一个可扩展的胶囊,扩张和收缩与动态压力增加和减少。这就是所谓的校准空速(CAS)。这是一个飞行员把飞机的驾驶舱。
为了弥补测量误差,它有助于区分三种类型的空速。这些类型是完全在下面详细解释。
空速类型 |
描述 |
|---|---|
校准 |
指示空速修正校准误差 |
等效 |
校准空速为压缩性修正错误 |
真正的 |
为密度当量空速修正错误 |
标定误差
一个空速传感器静态特性通风来保持其内部压力等于大气压力。的位置和放置静态发泄对飞机的迎角和速度决定了空速传感器内部的压力,因此标定误差。因此,标定误差是特定于飞机的设计。
一个空速校准表通常包含在试点操作手册或其他飞机文档,帮助飞行员将校准空速指示空速。
压缩错误
空气的密度不是常数,空气的压缩系数随高度和速度,或包含在一个受限制的体积。托静态空速传感器包含一个它两种一个限制空气的体积。在高海拔地区和高空速,校准空速总是高于当量空速。当量空速可以通过调整压缩系数误差的校准空速。
密度误差
在高海拔地区,空速指示器读低于真实空速由于空气密度低。真空速代表补偿密度当量空速的错误,空气密度的差异在海平面高度的空气密度,在标准大气。
空速修正模型
的aeroblk_indicated和aeroblk_calibrated模型展示了如何把真实空速和正确指示空速仪表显示的塞斯纳150通勤轻型飞机。的aeroblk_indicated模型实现了一个转换指示空速。的aeroblk_calibrated模型实现了一个转换为真空速。
每个模型包含两个主要组件:
COESA大气模型块计算大气条件的变化和改变高度。
理想的空速修正块变换真空速校准空速,反之亦然。
COESA大气模型块
的COESA大气模型1976块的数学表示美国COESA扩展标准大气(委员会)标准大气绝对温度的值较低,压力、密度和声速输入位势高度。低于32000米(104987英尺),美国标准大气相同的标准大气国际民用航空组织(国际民航组织)。
的aeroblk_indicated和aeroblk_calibrated模型使用COESA大气模型块提供的声速和气压输入理想空速修正块在每个模型。
理想的空速修正块
的理想的空速修正块补偿空速测量误差航速从一种类型转换为另一种类型。下表包含理想空速修正块的输入和输出。
| 空速输入 | 空速输出 |
|---|---|
| 真空速 | 当量空速 |
| 校准空速 | |
| 当量空速 | 真空速 |
| 校准空速 | |
| 校准空速 | 真空速 |
| 当量空速 |
在aeroblk_indicated模型中,理想的空速修正块变换对校准空速。在aeroblk_calibrated模型中,理想的空速修正校准块转换为真空速。
以下部分解释理想的空速修正块数学代表空速转换:
真空速的实现。真空速(助教)被实现为一个输入和当量空速(EAS)的函数,可表现的
在哪里
| α | 音速在m / s的高度 |
| δ | 相对压力比在高空 |
| 一个0 | 在平均海平面声速m / s |
校准空速的实现。校准空速(CAS),推导出用伯努利方程的可压缩形式和假设等熵条件,可以表示为
在哪里
| ρ0 | 空气密度在平均海平面公斤/米3 |
| P0 | 在平均海平面静压N / m2 |
| γ | 比热比 |
| 问 | 动压在平均海平面N / m2 |
当量空速的实现。当量空速(EAS)是一样的,除了静压海平面被静压高度。
符号定义如下:
| ρ0 | 空气密度在平均海平面公斤/米3 |
| P | 静压在N / m的高度2 |
| γ | 比热比 |
| 问 | 动压在平均海平面N / m2 |
模拟空速修正
在aeroblk_indicated模型,定义了飞机旅行以恒定的速度72节(真空速)和海拔500英尺。襟翼40度。的COESA大气模型块的高度作为输入和输出声音和空气压力的速度。音速,空气的压力和速度作为输入理想的空速修正块将真空速校准空速。最后,计算IAS子系统使用皮瓣设置和校准空速来计算指示空速。
模型的显示块显示表示和校准空速。
在aeroblk_calibrated模型,定义了飞机旅行以恒定的速度70节(指示空速)和高度500英尺。襟翼10度。COESA大气模型块以高度为输入和输出声音和空气压力的速度。的中科院计算子系统使用皮瓣的设置和计算校准空速指示空速。最后,使用声音的速度,空气压力,和真正的校准空速作为输入,理想的空速修正块转换校准空速回到真空速。
模型的显示块校准和真空速。
