飞行总动员大课堂之10--如何测量飞行的高度、速度和方向

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驾驶员用眼虽然也可以估计出飞机与地面的距离，但这样得出的结论很不准确。而且当光线不好或飞机飞得很高时，用目测高度就根本不可能。用大气压力变化与高度相关的原理，制造出的飞机高度表解决了这个问题。
    大气压力是由空气的重量堆积而成的，越到高处空气的厚度就越小，气压就越低。随着高度的增加，气压线性下降。如果在飞机上能测出外面的气压，当然就可以换算出飞机此刻的飞行高度。飞机上现在装的就是以这样原理做的气压表，但表盘上显示出的数字却是经过换算出来的高度，这就方便于驾驶员的使用了。
    飞机在空中飞行，驾驶员不仅要知道飞机对地面运动的速度(地速)，而且还要知道飞机相对于空气运动的速度（空速）。下面先解释一下对飞机来说比较重要的空速。机翼的升力来自于流过的机翼上下表面气流的速度差，因此空速决定了升力的大小。空速越大，升力F越大；没有空速，升力消失，飞机就会从天上掉下来。相对于飞机来说，空气流动的越快，对飞机冲击的压力也越大，这个压力被称之为动压。动压与空速相关，当动  压被测出后也就可以换算出空速。
    测量空速的系统由三部分组成。第一部分叫全压管。它是一根向飞行前方伸出的管子，被装在机头或翼尖上。当空气迎面吹过来流入管中，在管子的后部就可以感受到流入空气的全部压力。这个压力由空气流入管内的动压和空气静止时内部的静压组成。第二部分是静压孔。静压孔是开在机身侧方不受气流干扰的一些小孔。空气从这里缓慢流人孔内，这里的空气压力是静压。第三部分是压力表，表的一端与全压管相连，另一端与静压孔相连。压力表测得的数字是全压与静压之差，也就是动压。根据动压与空速的相关关系，就能将空速换算出来。
    地速表明飞行中的飞机相对于地面运动的速度。地速是由空速加上空气本身的流速(风速)这两部分组成。空速、风速、地速都是可以是指向任何方向的矢量。当把它们加在一起时，三个矢量组成一个三角形，这就是有名的速度三角形。通过它，驾驶员就可以知道飞机的地速是多少了。

    低速飞机在飞行时，驾驶员依靠观察地面的标志来辨别方向。一旦飞机升到云海之上或在海洋上空飞行时就找不到地面标志物了。借助于我们祖先的伟大发明之一——磁罗盘，这个问题就解决了。在飞机上的这个磁罗盘(指南针)是经过改装的，叫做航向仪。因为飞机飞行速度很快，沿地表面飞行时，尽管乘客感受不到地球的弯曲弧度，但磁罗盘却会感觉到这种变化。飞机沿着地表曲度不断变化着姿态，如果磁罗盘的运动赶不上这种变化速度，那么它指出的就是错误方向。为此在磁罗盘上还要附加一套陀螺，这样才能使磁罗盘一直保持与地面平行的姿态，为飞机指明正确的方向。这一整套装置叫航道罗盘。

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