Hustota letového provozu, která vedla k definici pravidel, kde se výška letadla stala jedním ze základních parametrů, které je třeba znát, bylo nutné vyrobit zařízení umožňující přímé měření vzdálenosti s přesností požadovanou pravidly provozu. Kromě určitého vybavení, které umožňuje měřit svislou vzdálenost a vybavovat pouze určité typy letadel, byla volba zaměřena na přímé měření fyzikálních parametrů dostupných kolem letadla: atmosférický tlak .
V mezinárodním systému je jednotkou tlaku pascal, který odpovídá síle 1 newtonu aplikované na plochu 1 metr čtvereční. Ekvivalent atmosférického tlaku, nebo asi 10 newtonů na čtvereční centimetr, pak odpovídá tlaku 100 000 Pa . V letectví používáme násobek pascalu odpovídající 100 Pa (100 pascalů), kterému říkáme hektopascal (symbol: hPa).
Atmosférický tlak na hladině moře se pak rovná přibližně 1000 hPa . Korespondence s milibarem (mbar) je přímá: 1 mbar = 1 hPa . Od té doby1. st leden 1986, milibar se již nepoužívá v letectví, ale hektopascal.
Jednotkový milimetr rtuti ( mmHg ) používaný od roku 1643 a jeho anglosaský ekvivalent palec rtuti (inHg) mají následující korespondenci s hektopascalem:
1000 hPa = 750 mmHg = 29,54 inHg
Pokud stoupáme v atmosféře, tlak klesá. Tak :
Na stejném místě se atmosférický tlak může během dne měnit s malou amplitudou (+/- 1 hPa) a periodicky bez významné změny v místní meteorologii.
Může také podstoupit nepravidelné a vysoké odchylky amplitudy (+/- 10 hPa), obvykle doprovázené změnami místní meteorologie, jako jsou období dešťů.
Pokud tedy atmosférický tlak v daném místě prochází významnými změnami, zdá se obtížné nebo dokonce nemožné spojit nadmořskou výšku s atmosférickým tlakem!
To je však možné z konceptu standardní atmosféry ( Standard Atmosphere ) nebo ISA, který definuje hodnotu tlaku a teploty na hladině moře spojené s konvencí snižování teploty jako funkce nadmořské výšky. Zákony fyziky aplikované s těmito kritérii dávají zákon snížení atmosférického tlaku, nazývaný Laplaceův zákon, jako funkce výšky. V dané výšce pak odpovídá atmosférický tlak.
Tento vztah mezi nadmořskou výškou a tlakem ve standardní atmosféře ( Standard Atmosphere ) nebo ISA umožňuje definovat koncept tlakové nadmořské výšky, který spojuje měření tlaku ve skutečné atmosféře s nadmořskou výškou ve standardní atmosféře.
Rychlost nárůstu nadmořské výšky jako funkce tlaku, který není ve standardní atmosféře konstantní jako ve skutečné atmosféře, je 27,31 ft na hladině moře a rychle se mění s nadmořskou výškou, n 'by moderní výškoměry mohly být zohledněny teprve nedávno. s anemobarometrickými jednotkami schopnými digitálních výpočtů. Konvenční (mechanické) aneroidní výškoměry mají konstantní rychlost nárůstu 27,31 ft na hPa v celém jejich zobrazovacím rozsahu.
Tato linearita rychlosti nárůstu „zobrazené nadmořské výšky“ jako funkce „měřeného tlaku“ omezí rozsah posunutí výškové stupnice mezi hodnotami blízkými 1013,25 hPa. Aby byla chyba nadmořské výšky zanedbatelná, tyto hodnoty se obvykle pohybují mezi 950 hPa a 1050 hPa, což odpovídá odchylkám nadmořské výšky ve standardní atmosféře - 1000 ft až + 1800 ft.
Koexistence konvenční konstantní rychlosti zvyšování výškoměrů a moderních výškoměrů s přihlédnutím ke skutečné rychlosti zvyšování nadmořské výšky v závislosti na tlaku nepředstavuje bezpečnostní problém, pokud jsou všechny nastaveny na 1013, 25 hPa pro výletní lety, kde je letová hladina je požadováno.
Použití měření atmosférického tlaku v místě, které je či není spojeno s měřením teploty okolního vzduchu na stejném místě, vede k definici barometrické nadmořské výšky (nebo tlakové nadmořské výšky) a hustotní nadmořské výšky.
Barometrická nadmořská výškaBarometrická nadmořská výška (nebo tlaková nadmořská výška) je nadmořská výška odvozená z toho, že se jako parametr vezme pouze statický tlak obklopující letadlo.
V troposféře , mezi nadmořskou výškou 0 a 11 km , lze barometrickou nadmořskou výšku určit pomocí následujícího vzorce:
Pokud jsme ve standardní atmosféře , tlaková výška se rovná geopotenciální výšce.
Pokud vezmeme v úvahu, že je to vyjádřeno v „hPa“ a je vyjádřeno v „ft“, přibližný vzorec je:
Hustota nadmořská výškaHustota nadmořská výška je nadmořská výška místa, pro které by se skutečná hustota rovnala teoretické hustotě ve standardní atmosféře (což v reálném světě nikdy neplatí). Tato představa má velký význam, protože vysvětluje velkou část odchylek ve výkonu hnacího ústrojí a turbovrtulových letadel.
Hustota vzduchu v místě je poměr hustoty v tomto místě k jeho hustotě ve standardní atmosféře na hladině moře. Tento poměr lze vyjádřit jako funkci tlaku a statické teploty aplikací stavové rovnice ideálních plynů hladinu moře ve standardní atmosféře a na místě uvažovaném ve skutečné atmosféře, aby se eliminovalo .
V troposféře , mezi nadmořskou výškou 0 a 11 km , může být nadmořská výška hustoty dána následujícím vzorcem:
Pokud vezmeme v úvahu, že je to vyjádřeno v „hPa“, je vyjádřeno v „° C“ a je vyjádřeno v „ft“, přibližný vzorec je:
Atmosférický tlak měřený výškoměrem aneroidní kapsle se převádí na nadmořskou výšku podle zákona o poklesu tlaku jako funkce nadmořské výšky použité ve standardní atmosféře. Tlak na hladině moře měřený svisle od místa, kde se nachází výškoměr, se zřídka rovná 1013,25 hPa, což může vyvolat významný rozdíl mezi nadmořskou výškou indikovanou výškoměrem a skutečnou nadmořskou výškou.
Zvolená metoda spočívá v vynulování výškové stupnice výškoměru jako funkce tlaku skutečně pozorovaného v místech, jejichž nadmořská výška je známa. Použitý princip spočívá v mobilizaci výškové stupnice ve vztahu ke stupnici tlaku.
Nastavení výškoměruV závislosti na letových podmínkách je možné nastavit výškoměr tak, aby ukazoval:
Nastavení udávající výšku, nazývané QFE, se již nepoužívá, s výjimkou prostředí letištního okruhu pro postupy přiblížení a přistání, kde musí být v různých fázích letu dodržovány určité výšky.
Nastavení označující nadmořskou výšku nad polohou letadla se nazývá QNH. Používá se při nízké úrovni plavby k překonávání překážek a lze jej také použít místo QFE při postupech přiblížení a přistání, zejména v horách.
Nastavení označující letovou hladinu se vztahuje na neviditelný povrch, kde převládá tlak 1013,25 hPa. Toto nastavení nemá žádný přímý vztah k překážkám na zemi, ale umožňuje letadlům letícím v různých uvedených nadmořských výškách zůstat při přechodu navzájem se stejným výškovým rozdílem.
Pojem „letová hladina“ je číslo vyjadřující ve stovkách stop údaj o výškoměru nastaveném na 1013,25 hPa. Pokud výškoměr nastavený na 1013,25 hPa indikuje 6000 ft, znamená to, že letoun letí na „úrovni 60“.
Výškové chybyMěření nadmořské výšky je poznamenáno dvěma typy inherentní chyby, jedním v metodě měření aneroidního barometru a druhým v principu korespondence mezi tlakem a nadmořskou výškou.
První typ chyby může být do určité míry detekován porovnáním mezi indikovanou nadmořskou výškou a známou nadmořskou výškou (topologická nadmořská výška letiště uvedená na mapách VAC) a opraven kalibrací, pokud je rozdíl větší než +/- 3 hPa. .
Druhý typ chyby může mít přímou příčinu:
V letectví (a obecně v aerodynamice) lze použít několik typů rychlostí:
Rozdíl mezi těmito různými rychlostmi umožňuje zohlednit například chyby měření anemobarometrických přístrojů a také stlačitelnost vzduchu. Piloti nebo autopiloti obvykle používají opravenou rychlost letu, aby letěli letadlem do přechodové výšky, kde je řízena Machova rychlost .
Je to rychlost indikovaná anemobarometrickým měřicím přístrojem letadla (viz Pitotova trubice a badin ), korigovaná na účinky stlačitelnosti za standardních atmosférických podmínek na hladině moře, korigovaná na chyby v anemobarometrickém obvodu.
Vi se rovná Vc s výjimkou anemometrických chyb. Tyto chyby pocházejí hlavně z měření statického tlaku, proudění vzduchu kolem letadla toto měření stále narušuje.
Je to indikovaná rychlost letu letadla, opravená o chyby polohy a přístrojů. Konvenční rychlost se rovná skutečné rychlosti za standardních atmosférických podmínek na hladině moře.
Umožňuje přistupovat k ekvivalentu rychlosti co nejblíže tlakovému rozdílu .
U podzvukových rychlostí lze rychlost určit podle následujícího vzorce:
Je to rychlost letadla korigovaná na účinky stlačitelnosti v dané výšce.
To lze také definovat z dynamického tlaku :
Ekvivalent rychlosti se rovná rychlosti korigované za standardních atmosférických podmínek na hladině moře.
U podzvukových rychlostí může být ekvivalent rychlosti dán následujícím vzorcem:
Je to rychlost letadla ve vztahu ke vzduchu.
U podzvukových rychlostí lze rychlost určit podle následujícího vzorce:
Stále v podzvuku lze napsat vztah mezi skutečnou rychlostí a konvenční rychlostí:
Kromě toho existuje další vzorec spojující Vv s EV:
Je to horizontální složka skutečné rychlosti.
Rychlost pohybu letadla nad zemí je odvozena z informací o jeho vlastní rychlosti (horizontální složka rychlosti vzduchu) a z převládajícího větru.
Pozemní rychlost lze také vypočítat pomocí radaru pomocí Dopplerova jevu , například nad mořem (s vědomím velikosti vln) nebo na vrtulníku při velmi nízké rychlosti a vznášejícím se letu, kdy je Pitotova trubice nepoužitelná, protože je ponořen do toku hlavního rotoru .
Pozemní rychlost lze také dosáhnout pomocí setrvačné jednotky .
Konečně je to stále více a více přijímač GPS, který poskytuje informace GS, alespoň pro fázi EnRoute. Pro fázi přesného přiblížení je nutné použít přijímač SBAS ( WAAS , EGNOS , MSAS ...)
Rychlost větru je možné odvodit odčítání vektorů nesoucích rychlosti proudění vzduchu (který má pro směr v záhlaví ), tím, že nese pojezdové rychlosti (který má na směru, kterým se silnice ).
Vztah mezi větrem, rychlostí země a rychlostí vzduchu můžeme napsat několika způsoby. Například :
Pozn.: Aby byly platné, tyto vzorce vyžadují úhel nulového skluzu. Úhel nenulová skluzu bude vyžadovat opravu.
V praxi se absolutní hodnota korekce kurzu, která má být přijata za letu, rovná průřezové složce větru (v kt) vynásobené základním faktorem.
Machovo číslo je definováno jako poměr mezi rychlostí vzduchu a rychlostí zvuku ve vzduchu:
U podzvukových rychlostí může být Mach dán následujícím vzorcem:
V nadzvuku lze Machovo číslo odvodit z měření baro-anemometrických nástrojů pomocí zákona lorda Rayleigha :
Machmetr je přístroj, který zobrazuje hodnotu Machova čísla z měření .
Níže uvedená tabulka rekapituluje činy průkopníků letectví, od prvního rekordu Alberta Santos-Dumonta po průchod 1000 km / h plukovníka Boyda:
Termíny | Piloti | Letadlo | Motor | Místa | Rychlost |
---|---|---|---|---|---|
12. listopadu 1906 | Alberto Santos-Dumont | Santos-Dumont | Antoinette | Maličkost | 41,292 km / h |
26. října 1907 | Henri farman | Soused | Antoinette | Issy-les-Moulineaux | 52 700 km / h |
20. května 1909 | Paul Tissandier | Wrighte | Wrighte | Pau | 54,810 km / h |
28. srpna 1909 | Louis Bleriot | Bleriot | ENV | Remeš | 76,995 km / h |
23.dubna 1910 | Hubert Latham | Antoinette | Antoinette | Pěkný | 77,579 km / h |
10. července 1910 | Morane | Bleriot | Gnome | Remeš | 106,508 km / h |
12. dubna 1910 | Bílý | Bleriot | Gnome | Pau | 111,801 km / h |
11. května 1911 | Nieuwpoort | Nieuwpoort | Nieuwpoort | Chalons | 133 136 km / h |
13. ledna 1912 | Jules Védrines | Deperdussin | Gnome | Pau | 145 161 km / h |
22. února 1912 | Védrines | Deperdussin | Gnome | Pau | 161 290 km / h |
29. února 1912 | Védrines | Deperdussin | Gnome | Pau | 162,454 km / h |
1 st 03. 1912 | Védrines | Deperdussin | Gnome | Pau | 166 821 km / h |
2. března 1912 | Védrines | Deperdussin | Gnome | ? | 167,910 km / h |
13. července 1912 | Védrines | Deperdussin | Gnome | Remeš | 170,777 km / h |
9. září 1912 | Védrines | Deperdussin | Gnome | Chicago | 174 100 km / h |
27. září 1913 | Maurice Prevost | Deperdussin | Gnome | Remeš | 191 897 km / h |
29. září 1913 | Maurice Prevost | Deperdussin | Gnome | Remeš | 203,850 km / h |
7. února 1920 | Joseph Sadi-Lecointe | Nieuport-Delage | Hispano-Suiza | Villacoublay | 275 264 km / h |
28. února 1920 | Jean Casali | Spad-Herbemont | Hispano-Suiza | Villacoublay | 283,464 km / h |
9. října 1920 | Bernard Barny z Romanetu | Spad - Herbemont | Hispano-Suiza | Buc | 292,682 km / h |
10. října 1920 | Sadi-Lecointe | Nieuport-Delage | Hispano-Suiza | Buc | 296,694 km / h |
20. října 1920 | Sadi-Lecointe | Nieuport-Delage | Hispano-Suiza | Villacoublay | 302,520 km / h |
4. listopadu 1920 | Romanet | Spad-Herbemont | Hispano-Suiza | Buc | 309,012 km / h |
26. září 1921 | Sadi-Lecointe | Nieuport-Delage | Hispano-Suiza | Divoká města | 330 275 km / h |
21. září 1922 | Sadi-Lecointe | Nieuport-Delage | Hispano-Suiza | Divoká města | 341,023 km / h |
13. října 1922 | Gal. BG Mitchell | Curtiss | Curtiss | Detroit | 358 836 km / h |
15. února 1923 | Sadi-Lecointe | Nieuport-Delage | Hispano-Suiza | Istres | 375 000 km / h |
29. března 1923 | Poručík RL Maughan | Curtiss | Curtiss | Dayton | 380,751 km / h |
2. listopadu 1923 | Poručík Brow | Curtiss-Racer | Curtiss | Mineola | 417,059 km / h |
4. listopadu 1923 | Poručík Williams | Curtiss-Racer | Curtiss | Mineola | 429,025 km / h |
11. prosince 1924 | Praporčík Florentin Bonnet | Bernard SIMB V-2 | Hispano-Suiza | Istres | 448,171 km / h |
3. září 1932 | Posun. JH Doolittle | Gee-Bee | Pratt & Whitney-Cleveland | Mineola | 473 820 km / h |
4. září 1933 | James R. Wedell | Wedell-Williams | Pratt & Withney-Wasp | Chicago | 490,080 km / h |
25. prosince 1934 | Delmotte | Caudron | Renault | Istres | 505 848 km / h |
13. září 1935 | Howard hughes | Hughes Special | Pratt & Withney Twin Wasp Santa-Anna | Mineola | 567,115 km / h |
11. listopadu 1937 | Herman Wurster | BF 113 R. | Daimler Benz | Augsburg | 610 950 km / h |
30.03.1939 | Hans Dieterle | Heinkel 112 | Daimler-Benz DB 601 | Orianenburg | 746,604 km / h |
26.dubna 1939 | Fritz Wendel | Messerschmitt Me 209 | Daimler-Benz DB 601 | Augsburg | 755 138 km / h |
7. listopadu 1945 | H. J; Wilson | Gloster-Meteor | Rolls-Royce-Derwent | Herne-Bay | 975,675 km / h |
7. září 1946 | EM Donaldson | Gloster Meteor | Rolls-Royce-Derwent | Settle-Hampton | 991 000 km / h |
21. června 1947 | Cl. Boyd | Padající hvězda Lockheed P-80 | General Electric | Muroc | 1 003 880 km / h |
Celková teplota je teplota měřená sondou, která entropicky zastaví průtok. Rovná se:
Statická nebo okolní teplota je teplota vzduchu obklopujícího letadlo, pokud nedojde k jakémukoli rušení spojenému s prouděním vzduchu. Nazývá se také SAT (statická teplota vzduchu) nebo OAT (teplota venkovního vzduchu).
V podzvuku může být statická teplota dána následujícím vzorcem:
Ve standardní atmosféře v troposféře se statická teplota rovná:
V letectví definovala Mezinárodní organizace pro civilní letectví určitý počet standardizovaných parametrů, zejména pro parametry na hladině moře.
Domníváme se tedy, že na úrovni moře:
V troposféře:
Používají se další parametry: