Идеальная коррекция скорости полета

Введение

Это тематическое исследование симулирует обозначенную и истинную скорость полета. Это составляет фрагмент полной проблемы аэродинамики, только включая измерение и калибровку.

Пошлите модели коррекции авиапочтой

Чтобы просмотреть модели коррекции скорости полета, введите следующее в MATLAB^® командная строка:

aeroblk_indicated
aeroblk_calibrated

Модель aeroblk_indicated

aeroblk_indicated model

Модель aeroblk_calibrated

aeroblk_calibrated model

Измерьте скорость полета

Чтобы измерить скорость полета, большинство проектов легкого самолета реализует pitot-статические анемотахометры на основе принципа Бернулли. Pitot-статическая скорость полета меры по анемотахометрам расширяемой капсулой, которая расширяется и сокращается с увеличением и уменьшением динамического давления. Это известно как калиброванную скорость полета (CAS). Это - то, что пилот видит в кабине самолета.

Чтобы компенсировать погрешности измерения, это помогает отличить три типа скорости полета. Эти типы объяснены более полностью в следующем.

Пошлите тип авиапочтой	Описание
Калиброванный	Обозначенная скорость полета откорректирована для калибровочной ошибки
Эквивалентный	Калиброванная скорость полета откорректирована для ошибки сжимаемости
TRUE	Эквивалентная скорость полета откорректирована для ошибки плотности

Калибровочная ошибка

Датчик скорости полета показывает статический вентилятор, чтобы поддерживать его внутреннее давление, равное атмосферному давлению. Положение и размещение статического вентилятора относительно угла нападения и скорости самолета определяют давление в датчике скорости полета и поэтому калибровочной ошибке. Таким образом калибровочная ошибка характерна для проекта самолета.

Калибровочная таблица скорости полета, которая обычно включается в экспериментальное операционное руководство или другую документацию самолета, помогает пилотам преобразовать обозначенную скорость полета в калиброванную скорость полета.

Ошибка сжимаемости

Плотность воздуха не является постоянной, и сжимаемость воздушных увеличений с высотой и скоростью полета, или, когда содержится в ограниченном объеме. Pitot-статический датчик скорости полета содержит ограниченный объем воздуха. На больших высотах и высоких скоростях полета, калиброванная скорость полета всегда выше, чем эквивалентная скорость полета. Эквивалентная скорость полета может быть выведена путем корректировки калиброванной скорости полета для ошибки сжимаемости.

Ошибка плотности

На больших высотах, чтение анемотахометров ниже, чем истинная скорость полета, потому что плотность воздуха ниже. Истинная скорость полета представляет компенсацию эквивалентной скорости полета для ошибки плотности, различия в плотности воздуха на высоте от плотности воздуха на уровне моря, в стандартной атмосфере.

Коррекция скорости полета модели

aeroblk_indicated и aeroblk_calibrated модели показывают, как взять истинную скорость полета и откорректировать ее к обозначенной скорости полета для инструментального отображения в Cessna 150M Пригородный легкий самолет. aeroblk_indicated модель реализует преобразование в обозначенную скорость полета. aeroblk_calibrated модель реализует преобразование в истинную скорость полета.

Каждая модель состоит из двух основных компонентов:

Блок Model Атмосферы COESA вычисляет изменение в атмосферных условиях с изменяющейся высотой.
Идеальный Блок Коррекции Скорости полета преобразовывает истинную скорость полета к калиброванной скорости полета и наоборот.

Блок Model атмосферы COESA

Блок COESA Atmosphere Model является математическим представлением США 1976 COESA (Комитет по Расширению Стандартной Атмосферы), стандарт понижает атмосферные значения для абсолютной температуры, давления, плотности и скорости звука для входной высоты геопотенциала. Ниже 32 000 метров (104 987 футов) американская Стандартная Атмосфера идентична со Стандартной Атмосферой ICAO (Международная организация гражданской авиации).

aeroblk_indicated и aeroblk_calibrated модели используют блок Model Атмосферы COESA, чтобы предоставить скорость звука и входных параметров давления воздуха для блока Ideal Airspeed Correction в каждой модели.

Идеальный блок коррекции скорости полета

Блок Ideal Airspeed Correction компенсирует погрешности измерения скорости полета, чтобы преобразовать скорость полета от одного типа до другого типа. Следующая таблица содержит вводы и выводы блока Ideal Airspeed Correction.

Вход скорости полета	Скорость полета Выход
Истинная скорость полета	Эквивалентная скорость полета
Истинная скорость полета	Калиброванная скорость полета
Эквивалентная скорость полета	Истинная скорость полета
Эквивалентная скорость полета	Калиброванная скорость полета
Калиброванная скорость полета	Истинная скорость полета
Калиброванная скорость полета	Эквивалентная скорость полета

В aeroblk_indicated модель, блок Ideal Airspeed Correction преобразовывает верный для калиброванной скорости полета. В aeroblk_calibrated модель, блок Ideal Airspeed Correction преобразовывает калиброванный к истинной скорости полета.

Следующие разделы объясняют, как блок Ideal Airspeed Correction математически представляет преобразования скорости полета:

Истинная Реализация Скорости полета. Истинная скорость полета (TAS) реализована как вход и в зависимости от эквивалентной скорости полета (EAS), выразимый как

$T A S = \frac{E A S \times a}{a_{0} \sqrt{δ}}$

где

α	Скорость звука на высоте в m/s
δ	Относительное отношение давления на высоте
a ₀	Скорость звука на среднем уровне моря в m/s

Калиброванная Реализация Скорости полета. Калиброванная скорость полета (CAS), выведенное использование сжимаемой формы уравнения и принятия Бернулли изэнтропических условий, может быть описана как

$C A S = \sqrt{\frac{2 γ P_{0}}{(γ - 1) ρ_{0}} [{(\frac{q}{P_{0}} + 1)}^{(γ - 1) / γ} - 1]}$

где

_ρ0	Плотность воздуха на среднем уровне моря в кг/м³
P ₀	Статическое давление на среднем уровне моря в N/m²
γ	Отношение удельных теплоемкостей
q	Динамическое давление на среднем уровне моря в N/m²

Эквивалентная Реализация Скорости полета. Эквивалентная скорость полета (EAS) совпадает с CAS, кроме статического давления на уровне моря заменяется статическим давлением на высоте.

$E A S = \sqrt{\frac{2 γ P}{(γ - 1) ρ_{0}} [{(\frac{q}{P} + 1)}^{(γ - 1) / γ} - 1]}$

Символы определяются следующим образом:

_ρ0	Плотность воздуха на среднем уровне моря в кг/м³
P	Статическое давление на высоте в N/m²
γ	Отношение удельных теплоемкостей
q	Динамическое давление на среднем уровне моря в N/m²

Симулируйте коррекцию скорости полета

В aeroblk_indicated модель, самолет задан, чтобы переместиться на постоянной скорости 72 узлов (истинная скорость полета) и высота 500 футов. Откидные створки установлены в 40 градусов. Блок COESA Atmosphere Model берет высоту в качестве входа и выводит скорость звука и давления воздуха. Беря скорость звука, давления воздуха и скорости полета как входные параметры, блок Ideal Airspeed Correction преобразует истинную скорость полета в калиброванную скорость полета. Наконец, Вычислить подсистема IAS использует установку откидной створки и калиброванную скорость полета, чтобы вычислить обозначенную скорость полета.

Блок Display модели показывает и обозначенные и калиброванные скорости полета.

aeroblk_indicated model after run

В aeroblk_calibrated модель, самолет задан, чтобы переместиться на постоянной скорости 70 узлов (обозначенная скорость полета) и высота 500 футов. Откидные створки установлены в 10 градусов. Блок Model Атмосферы COESA берет высоту в качестве входа и выводит скорость звука и давления воздуха. Calculate CAS подсистема использует установку откидной створки и обозначенную скорость полета, чтобы вычислить калиброванную скорость полета. Наконец, с помощью скорости звука, давления воздуха и истинной калиброванной скорости полета как входные параметры, блок Ideal Airspeed Correction преобразует калиброванную скорость полета назад в истинную скорость полета.

Блок Display модели показывает и калиброванные и истинные скорости полета.

aeroblk_calibrated model after run

Документация