Podstawowe instrumenty lotu
Prędkość samolotu mierzona jest w węzłach lub milach na godzinę na wskaźniku prędkości w kokpicie samolotu. Wskaźnik prędkości lotu jest jednym z podstawowych przyrządów lotniczych i ma znaczenie dla pilotów, ponieważ bezwzględne jest przestrzeganie bezpiecznych prędkości roboczych. Każdy samolot ma swoje własne prędkości lotu, o których pilot musi wiedzieć. Piloci muszą znać prędkości, z jakimi samolot będzie startował, lądował, przeciągał i w inny sposób bezpiecznie działał podczas różnych faz lotu.
Wskaźnik prędkości lotu działa, porównując ciśnienie dynamiczne (ciśnienie powietrza) i ciśnienie statyczne. Ten artykuł dotyczy konwencjonalnych przyrządów prędkości lotu w przeciwieństwie do nowszych skomputeryzowanych systemów znalezionych na zaawansowanych technologicznie samolotach . Wskaźniki prędkości na nowoczesnych, skomputeryzowanych wyświetlaczach lotu pierwotnego przedstawiają prędkość lotu inaczej niż opisano w tym artykule i są obliczane przy użyciu nowoczesnej technologii czujników. Prędkość można również uzyskać z jednostki GPS w wyposażonym statku powietrznym.
Jak to działa
Wskaźnik prędkości lotu jest częścią systemu pitot-static, systemu różnicowego ciśnienia, który mierzy zarówno dynamiczne ciśnienie powietrza z rurki Pitota, jak i ciśnienie statyczne ze statycznego portu. Wewnątrz obudowy instrumentu znajduje się szczelna membrana, która odbiera ciśnienie statyczne i dynamiczne z rurki Pitota.
Ciśnienie statyczne mierzy się również wewnątrz obudowy, ale poza membraną. Ciśnienia statyczne zarówno wewnątrz, jak i na zewnątrz membrany znoszą się nawzajem, pozostawiając pomiar całkowitego ciśnienia dynamicznego lub ciśnienie powietrza w siłowniku.
Gdy samolot przyspiesza, ciśnienie dynamiczne z rury Pitota zwiększa się, powodując rozszerzenie membrany. Poprzez mechaniczne połączenie ten pomiar zwiększonej prędkości jest pokazany w igle wskaźnika prędkości.
Rodzaje prędkości lotu
- Wskazywana prędkość lotu: IAS to prędkość lotu odczytana bezpośrednio ze wskaźnika prędkości lotu.
- Skalibrowana prędkość lotu: CAS to rzeczywista prędkość statku powietrznego w powietrzu, po skorygowaniu o błędy pozycji i instrumentu. Skalibrowaną prędkość lotu (w porównaniu ze wskazaną prędkością) można znaleźć w instrukcji obsługi samolotu.
- Rzeczywista prędkość lotu: TAS jest skalibrowaną (lub równoważną) prędkością dostosowaną do niestandardowego ciśnienia i temperatury.
- Równoważna prędkość lotu: EAS jest skalibrowaną prędkością dostosowaną do błędów ściśliwości.
- Prędkość ziemi: rzeczywista prędkość samolotu nad ziemią, mierzona w węzłach lub milach na godzinę. Prędkość ziemi jest prawdziwą prędkością skorygowaną o wpływ wiatru i jest przydatna podczas planowania lotu .
- Liczba Macha : Liczba Macha to prawdziwa prędkość lotu samolotu w porównaniu z prędkością dźwięku. Szybkość dźwięku określana jest jako Mach 1.0. Samoloty szybkobieżne mają wskaźniki Mach zamiast wskaźników prędkości lotu.
Oznaczenia i ograniczenia
Małe samoloty jednosilnikowe wykorzystują oznaczone kolorami oznaczenia prędkości lotu, aby pomóc pilotowi działać bezpiecznie i sprawnie. Oznaczenia te są pomocne, ponieważ pokazują kluczowe prędkości samolotu, znane jako prędkości V.
- Biały łuk : Biały łuk na wskaźnikach prędkości przedstawia normalny zakres działania klapy. Wewnątrz łuku białego można używać pełnych klap. Górna część łuku białego wskazuje najwyższą prędkość, z jaką klapy mogą być wydłużane podczas lotu, a praca z prędkościami poza białym łukiem z klapami w dół może być niebezpieczna.
- Zielony łuk : Zielony łuk na wskaźniku prędkości oznacza normalny zasięg działania samolotu.
- Żółty łuk : żółty łuk to ostrzegawczy zakres prędkości lotu. Zaleca się, aby piloci działali tylko w żółtym łuku w spokojnym powietrzu. Latanie z prędkością w zakresie uwagi podczas turbulencji może być niebezpieczne.
- Czerwona linia : Na górze żółtego łuku znajduje się czerwona linia, która reprezentuje maksymalną dopuszczalną prędkość dla samolotu.
Błędy wskaźnika prędkości lotu
Wskaźnik prędkości lotu będzie nieskuteczny, jeśli wystąpi blokada rurki Pitota lub portu statycznego lub oba te elementy. Blokada jest najczęściej wynikiem owadów, wody lub oblodzenia.
Jeśli rura Pitota i jego otwór odpływowy zostaną zablokowane, wskaźnik prędkości lotu działa jak wysokościomierz, pokazując wzrost prędkości, gdy samolot wspina się na wyższą wysokość i zmniejsza prędkość w trakcie zjazdu.
Jeśli rura Pitota zostanie zablokowana, a otwór spustowy pozostanie otwarty, ciśnienie powietrza nurnika wycieknie przez otwór spustowy, pozostawiając jedynie ciśnienie statyczne w rurce Pitota. Nowe ciśnienie statyczne w rurce Pitota byłoby równoważne ciśnieniu statycznemu z portu statycznego, a wskaźnik prędkości lotu miałby wartość "0".
Jeśli port statyczny zostanie zablokowany (ale nie rurka Pitota), wskaźnik prędkości lotu zadziała, ale będzie niedokładny. Ponieważ powietrze statyczne zostaje uwięzione w obudowie na wysokości, na której instrument przestał działać, wznoszenie spowoduje niższą niż normalna prędkość lotu. Podczas lotu poniżej wysokości, na której wystąpiło zablokowanie, wskaźnik prędkości lotu będzie wyższy niż normalnie.
Awaryjne działanie
Niektóre samoloty są wyposażone w grzałki rurkowe Pitota. Ciepło Pitota jest stosowane jako środek zapobiegawczy zapobiegający tworzeniu się lodu w rurce Pitota i aktywowane podczas lotu w zimne dni.
Wiele małych samolotów jest wyposażonych w alternatywne źródło statyczne, które można aktywować przez pociągnięcie dźwigni w kokpicie w przypadku zablokowania portu statycznego. Nowe naprzemienne ciśnienie statyczne jest niższym ciśnieniem niż zewnętrzne ciśnienie atmosferyczne podczas lotu, co powoduje niedokładne wskazania przyrządów, ale zapewnia wystarczająco dobry sygnał do utrzymania pozytywnej kontroli samolotu.