Швидкість літака в польоті: види та особливості

Зміст

• Трубка Піто
• Види швидкості
• IAS (Indicated air speed) – приладова швидкість
• CAS (Calibrated airspeed) – відкорегована швидкість
• TAS (True air speed) – істинна швидкість в польоті
• GS (Ground speed) – шляхова швидкість
• Крейсерська швидкість
• Число М(Маха)
• Навігаційний трикутник швидкостей
• Чи можна використати GPS для визначення швидкості польоту?

Швидкість літака — одна із найбільш важливих характеристик літака в польоті. Швидше літак летить — більше відстані долає за менший час. Сьогодні поговоримо про те, як створюється швидкість, що таке трубка Піто, а також які відмінності між приладовою, істинною, відкорегованою та шляховою швидкостями. Окремо згадаємо про число Маха.

Трубка Піто

Трубка Піто – L-подібна трубка, один кінець якої поміщають в потік повітря. Відповідно, повітря в трубці гальмується, і завдяки певним маніпуляціям, визначається швидкість (IAS).

Тиск повітря, який ми отримуємо в трубці — повний, тобто це сума статичного і динамічного тисків. Оскільки літак повинен летіти, нас цікавить саме динамічний тиск, зі значення якого можна вирахувати швидкість польоту.

Базуючись на цих правилах функціонують всі авіаційні прилади вимірювання швидкості.

Види швидкості

IAS (Indicated air speed) – приладова швидкість

Еквівалентна тиску повітря («швидкісному напору»). Вираховується за допомогою уже згаданої вище трубки Піто, виведеної назовні та направленої по руху літака.

Зустрічний потік повітря «відхиляє» стрілку, інформація відображається в кабіні екіпажу. Оскільки густина повітря на висоті нижча — приладова швидкість на немалому ешелоні буде значно нижчою, аніж істинна, про яку далі.

CAS (Calibrated airspeed) – відкорегована швидкість

CAS – відкорегована приладова швидкість з урахування похибок приладів, трубки Піто та інших умов.

Зазвичай для вираховування використовується pilot operating handbook (POH).

TAS (True air speed) – істинна швидкість в польоті

Фактична швидкість літака. Використовується зазвичай лише в цілях навігації, та показує справжню швидкість польоту літака. Наприклад, якщо приладова швидкість 500 км/год, то істинна буде близько 800-ста.

В стандартних умовах TAS = IAS, тобто якщо літак летить невисоко, швидкості будуть майже однаковими. Проте коли літак набирає висоту, тиск падає, IAS та CAS відповідно також зменшуються, TAS необхідно перерахувати.

Розраховується базуючись на інформації про CAS, тиск повітря та температуру. Зазвичай це робиться з допомогою спеціальних алгоритмів та спеціального калькулятора. При розрахунках враховуються різні похибки: інструментальні чи аеродинамічні.

Однак існує спрощене правило, згідно з яким для вирахування TAS необхідно додавати 2% до значення швидкості на кожні 1000 футів висоти.

GS (Ground speed) – шляхова швидкість

Швидкість, з якою літак летить відносно земної поверхні, саме про неї повідомляє капітан літака пасажирам. Розраховується на підставі даних про істинну швидкість з урахуванням швидкості вітру. Для визначення можна використати звичайний GPS.

Крейсерська швидкість

Така повітряна швидкість, при якій мінімальні витрати палива, а швидкість оптимальна. В середньому складає 70-80% максимальної швидкості польоту.

Число М(Маха)

Число М, або Маха — відношення швидкості потоку до швидкості звуку в даному середовищі.

Число Маха в авіації — величина-критерій, яка важлива для розуміння близькості швидкості до швидкості звуку. Це важливо, адже за дозвукових, трансзвукових, надзвукових або гіперзвукових швидкостей відрізняються аеродинамічні закони, що може бути небезпечним для польоту. Тому на літаках окрема увага приділяється значенню числа М.

Навігаційний трикутник швидкостей

Навігаційний трикутник швидкостей — векторний трикутник, утворений векторами TAS, вітру та GS. Кожен із цих векторів характеризується своїм напрямом та чисельним значенням.

Згідно з відображеним вище, літак летить по умовній траєкторії, а саме по лінії заданого шляху, напрям якої збігається із вектором шляхової швидкості. При цьому повздовжна вісь «нахилена» вліво, таким чином відбувається компенсація зносу, спричиненого наявністю бокового вітру.

• Кут зносу (WCA – wind correction angle або drift angle): кут, між векторами повітряної та шляхової швидкостей.
• Кут вітру: кут між вектором шляхової швидкості та вектором вітру.
• Курс (HDG – heading): напрям, у якому спрямована поздовжня вісь літака.
• Шляховий кут(TA – track angle): кут, відповідний напряму руху літака.

Правила тригонометрії дають можливість визначити значення TAS та GS.

Чи можна використати GPS для визначення швидкості польоту?

GPS надає інформацію про значення Ground Speed, тобто швидкість, яка є важливою для пасажирів та навігаційних розрахунків.