Densiteten af lufttrafikken efter at have ført til definitionen af regler, hvor højden på et fly er blevet en af de væsentlige parametre at kende, var det nødvendigt at fremstille en enhed, der muliggør en direkte måling af afstanden med den præcision, der kræves af trafikreglerne. Antenne. Bortset fra bestemt udstyr, der gør det muligt at måle en lodret afstand og kun udstyre visse typer fly, var valget rettet mod den direkte måling af en fysisk parameter, der er tilgængelig omkring flyet: atmosfærisk tryk .
I det internationale system er trykenheden pascal, der svarer til en kraft på 1 newton påført et areal på 1 kvadratmeter. Ækvivalenten med atmosfærisk tryk eller ca. 10 ton pr. Kvadratcentimeter svarer derefter til et tryk på 100.000 Pa . I luftfart bruger vi et multiplum af pascal svarende til 100 Pa (100 pascal), og som vi kalder hektopascal (symbol: hPa).
Atmosfærisk tryk ved havoverfladen er derefter lig med ca. 1000 hPa . Korrespondancen med millibar (mbar) er direkte: 1 mbar = 1 hPa . Siden1 st januar 1986 Millibar bruges ikke længere i luftfart, men hektopascal.
Enheden millimeter kviksølv ( mmHg ), der er brugt siden 1643, og dens angelsaksiske ækvivalent tommer kviksølv (inHg) har følgende korrespondancer med hektopascal:
1000 hPa = 750 mmHg = 29,54 inHg
Hvis vi stiger i atmosfæren, falder trykket. Så:
På samme sted kan det atmosfæriske tryk variere i løbet af dagen med en lille amplitude (+/- 1 hPa) og periodisk uden signifikant ændring i den lokale meteorologi.
Det kan også gennemgå uregelmæssige og høje amplitudevariationer (+/- 10hPa) generelt ledsaget af en ændring i den lokale meteorologi, såsom regnperioder.
Således, hvis det atmosfæriske tryk gennemgår betydelige variationer et givet sted, synes det vanskeligt eller endda umuligt at ønske at forbinde højden og det atmosfæriske tryk!
Dette er dog muligt ud fra begrebet standardatmosfære ( Standard Atmosphere ) eller ISA, der definerer et tryk og en temperaturværdi ved havets overflade, der er forbundet med en konvention om temperaturfald som en funktion af højden. De fysiske love anvendt med disse kriterier giver loven om fald i atmosfærisk tryk, kaldet Laplace's lov, som en funktion af højden. I en given højde svarer det derefter til et atmosfærisk tryk.
Dette forhold mellem højde og tryk i en standardatmosfære ( Standard Atmosphere ) eller ISA gør det muligt at definere begrebet tryk-højde, som forbinder en trykmåling i en reel atmosfære med en højde i en standardatmosfære.
Højdenes stigningshastighed som en funktion af det tryk, der ikke er konstant i standardatmosfære som i ægte atmosfære, den er 27,31 ft ved havoverfladen og varierer hurtigt med højden, n 'kunne kun meget nylig tages i betragtning af moderne højdemålere med anemo-barometriske enheder, der er i stand til digitale beregninger. Konventionelle (mekaniske) aneroide højdemålere har en konstant stigningshastighed på 27,31 ft pr. HPa over hele deres displayområde.
Denne linearitet af stigningshastigheden for den "viste højde" som en funktion af det "målte tryk" vil begrænse forskydningsområdet for højdeskalaen mellem værdier tæt på 1013,25 hPa. For at gøre højdefejlen ubetydelig, varierer disse værdier generelt mellem 950 hPa og 1050 hPa, hvilket svarer til en højdevariation i en standardatmosfære på - 1000 ft til + 1800 ft.
Sameksistensen af konventionel konstant stigningshastighedsmåler og moderne højdemåler under hensyntagen til den faktiske stigningshøjdehastighed som en funktion af tryk udgør ikke et sikkerhedsproblem, når de alle er indstillet til 1013, 25 hPa for cruisingflyvninger, hvor flyniveauet er påkrævet.
Anvendelsen af måling af atmosfæretryk et sted, associeret eller ikke med måling af den omgivende lufttemperatur på det samme sted, fører til definitionen af den barometriske højde (eller trykhøjde) og densitetshøjden.
Barometrisk højdeBarometrisk højde (eller trykhøjde) er den højde, der udledes ved kun at tage det statiske tryk, der omgiver flyet, som parameter.
I troposfæren , mellem 0 og 11 km højde, kan den barometriske højde gives ved hjælp af følgende formel:
Hvis vi befinder os i en standardatmosfære , er trykhøjden lig med den geopotentielle højde.
Hvis vi betragter det udtrykt i “hPa” og udtrykkes i “ft”, er den omtrentlige formel:
DensitetshøjdeDensitetshøjden er højden på et sted, hvor den reelle tæthed ville være lig med den teoretiske tæthed i en standardatmosfære (hvilket aldrig er tilfældet i den virkelige verden). Denne opfattelse er af stor betydning, fordi den forklarer en stor del af variationerne i ydeevne for motorer og turbopropfly.
Densiteten af luft på et sted er forholdet mellem densiteten på dette sted og dens densitet i en standardatmosfære ved havoverfladen. Dette forhold kan udtrykkes som en funktion af tryk og statisk temperatur ved at anvende tilstandsligningen af ideelle gasser ved havniveau i standardatmosfære og på det sted, der betragtes i reel atmosfære for at eliminere .
I troposfæren , mellem 0 og 11 km højde, kan densitetshøjden gives ved hjælp af følgende formel:
Hvis vi betragter det, der udtrykkes i "hPa", udtrykkes i "° C" og udtrykkes i "ft", er den omtrentlige formel:
Det atmosfæriske tryk målt ved en aneroidkapselhøjdemåler konverteres til højde i henhold til loven om trykfald som en funktion af den højde, der anvendes i en standardatmosfære. Trykket ved havoverfladen taget lodret fra det sted, hvor højdemåleren er placeret, er sjældent lig med 1013,25 hPa, dette kan inducere en signifikant forskel mellem højden angivet af højdemåler og den virkelige højde.
Den valgte metode består i at nulstille højdemålerens højdeskala som en funktion af det tryk, der faktisk observeres på steder, hvis højde er kendt. Det anvendte princip består i at gøre højdeskalaen mobil i forhold til trykskalaen.
HøjdemålerindstillingerAfhængigt af flyveforholdene er det muligt at indstille en højdemåler, så den angiver:
Indstillingen, der angiver en højde, kaldet QFE, bruges ikke længere undtagen i flyvepladsens miljø til ind- og landingsprocedurer, hvor visse højder skal respekteres i de forskellige faser af flyvningen.
Indstillingen, der angiver en højde over havets overflade over flyets placering, kaldes QNH. Det bruges i lavt niveau cruising for at overvinde forhindringer og kan også bruges i stedet for QFE i ind- og landingsprocedurer, især i bjergene.
Indstillingen, der angiver et flyvningsniveau, henviser til den usynlige overflade, hvor trykket på 1013,25 hPa hersker. Denne indstilling har ikke noget direkte forhold til forhindringerne på jorden, men tillader fly, der flyver i forskellige angivne højder, at forblive med den samme højdeforskel, når de krydser hinanden.
Udtrykket "flyvningsniveau" er antallet, der i hundreder af ft udtrykker en højdemåler, der er indstillet til 1013,25 hPa. Hvis en højdemåler indstillet til 1013,25 hPa angiver 6000 ft, betyder det, at flyet flyver på "niveau 60".
Altimetriske fejlHøjdemålingen er skæmmet af to typer iboende fejl, den ene i målemetoden aneroid barometer og den anden i overensstemmelse med princippet om overensstemmelse mellem tryk og højde.
Den første fejltype kan til en vis grad detekteres ved en sammenligning mellem den angivne højde og en kendt højde (topologisk højde på en lufthavn angivet på VAC-kort) og korrigeres ved kalibrering, hvis forskellen er større end +/- 3 hPa. .
Den anden type fejl kan have som en direkte årsag:
I luftfart (og i aerodynamik generelt) kan flere typer hastigheder anvendes:
Sondringen mellem disse forskellige hastigheder gør det muligt at tage højde for målefejlene for anemobarometriske instrumenter såvel som for eksempel luftens kompressibilitet. Typisk bruger piloter eller autopiloter den korrigerede lufthastighed for at flyve flyet til overgangshøjden, hvor Mach-nummerhastigheden styres .
Det er den hastighed, der er angivet af et flys anemobarometriske måleinstrument (se Pitot-rør og badin ), korrigeret for virkningerne af kompressibilitet under standard atmosfæriske forhold ved havets overflade, ikke korrigeret for fejl i det anemobarometriske kredsløb.
Vi er lig med Vc undtagen anemometriske fejl. Disse fejl kommer hovedsageligt fra måling af statisk tryk, luftstrømmen omkring flyet forstyrrer stadig denne måling.
Det er den angivne lufthastighed for et fly, korrigeret for positions- og instrumentfejl. Den konventionelle hastighed er lig med den sande hastighed, under standard atmosfæriske forhold, ved havets overflade.
Det gør det muligt at nærme sig ækvivalent hastighed så tæt som muligt fra trykforskellen .
For subsoniske hastigheder kan hastigheden gives med følgende formel:
Det er et flys hastighed, korrigeret for virkningerne af kompressibilitet i den givne højde.
Det kan også defineres ud fra det dynamiske tryk :
Hastighedsækvivalenten er lig med den hastighed, der er korrigeret under standard atmosfæriske forhold ved havoverfladen.
For subsoniske hastigheder kan hastighedsækvivalenten gives ved hjælp af følgende formel:
Det er et flys hastighed i forhold til luften.
For subsoniske hastigheder kan hastigheden gives med følgende formel:
Stadig i subsonisk kan forholdet mellem ægte hastighed og konventionel hastighed skrives:
Derudover er der en anden formel, der forbinder Vv til EV:
Det er den vandrette komponent i den sande hastighed.
Flyets bevægelseshastighed over jorden udledes af oplysningerne om dets egen hastighed (vandret komponent af lufthastighed) og fra den fremherskende vind.
Jordhastigheden kan også beregnes ved hjælp af en radar ved hjælp af Doppler-effekten , for eksempel over havet (ved at kende størrelsen på bølgerne) eller på en helikopter ved meget lav hastighed og i svævende flyvning, når Pitot-røret er ubrugeligt, fordi det er nedsænket i strømmen af hovedrotoren .
Jordhastighed kan også opnås ved hjælp af en inertienhed .
Endelig er det mere og mere GPS- modtageren, der giver GS-informationen, i det mindste for EnRoute-fasen. Til den præcise tilgangsfase er det nødvendigt at bruge en SBAS- modtager ( WAAS , EGNOS , MSAS ...)
Vindhastigheden kan udledes af subtraktion af vektorer, der bærer lufthastigheden (med retning mod kursen ) af den, der bærer jordhastigheden (har for retning af vejen ).
Vi kan skrive forholdet mellem vind, kørehastighed og lufthastighed på flere måder. For eksempel :
NB: for at være gyldige kræver disse formler en nul glidevinkel. En glidevinkel, der ikke er nul, kræver korrektion.
I praksis er den absolutte værdi af kursretning, der skal vedtages under flyvning, lig med vindens tværsnitskomponent (i kt) ganget med basisfaktoren.
Mach-nummeret defineres som forholdet mellem lufthastighed og lydhastighed i luft:
For subsoniske hastigheder kan Mach gives med følgende formel:
I supersonik kan Mach-nummeret udledes af målingerne af baro-anemometriske instrumenter ved hjælp af Lord Rayleighs lov :
Machmeteret er det instrument, der viser værdien af Mach-nummeret fra målingen af .
Tabellen nedenfor gengiver udnyttelsen af luftfartens pionerer, fra den første rekord, der blev sat af Alberto Santos-Dumont til passage af 1000 km / t af oberst Boyd:
Datoer | Piloter | Fly | Motor | Steder | Fart |
---|---|---|---|---|---|
12. november 1906 | Alberto Santos-Dumont | Santos-Dumont | Antoinette | Bagatel | 41.292 km / t |
26. oktober 1907 | Henri farman | Nabo | Antoinette | Issy-les-Moulineaux | 52.700 km / t |
20. maj 1909 | Paul Tissandier | Wright | Wright | Pau | 54.810 km / t |
28. august 1909 | Louis Bleriot | Bleriot | ENV | Reims | 76.995 km / t |
23. april 1910 | Hubert Latham | Antoinette | Antoinette | Pæn | 77,579 km / t |
10. juli 1910 | Morane | Bleriot | Gnome | Reims | 106.508 km / t |
12. april 1910 | Den hvide | Bleriot | Gnome | Pau | 111,801 km / t |
11. maj 1911 | Nieuwpoort | Nieuwpoort | Nieuwpoort | Chaloner | 133.136 km / t |
13. januar 1912 | Jules Védrines | Deperdussin | Gnome | Pau | 145,161 km / t |
22. februar 1912 | Védrines | Deperdussin | Gnome | Pau | 161.290 km / t |
29. februar 1912 | Védrines | Deperdussin | Gnome | Pau | 162.454 km / t |
1 st marts 1912 | Védrines | Deperdussin | Gnome | Pau | 166.821 km / t |
2. marts 1912 | Védrines | Deperdussin | Gnome | ? | 167.910 km / t |
13. juli 1912 | Védrines | Deperdussin | Gnome | Reims | 170,777 km / t |
9. september 1912 | Védrines | Deperdussin | Gnome | Chicago | 174.100 km / t |
27. september 1913 | Maurice Prevost | Deperdussin | Gnome | Reims | 191.897 km / t |
29. september 1913 | Maurice Prevost | Deperdussin | Gnome | Reims | 203.850 km / t |
7. februar 1920 | Joseph Sadi-Lecointe | Nieuport-Delage | Hispano-Suiza | Villacoublay | 275.264 km / t |
28. februar 1920 | Jean Casali | Spad-Herbemont | Hispano-Suiza | Villacoublay | 283.464 km / t |
9. oktober 1920 | Bernard Barny fra Romanet | Spad- Herbemont | Hispano-Suiza | Buc | 292.682 km / t |
10. oktober 1920 | Sadi-Lecointe | Nieuport-Delage | Hispano-Suiza | Buc | 296.694 km / t |
20. oktober 1920 | Sadi-Lecointe | Nieuport-Delage | Hispano-Suiza | Villacoublay | 302.520 km / t |
4. november 1920 | Af Romanet | Spad-Herbemont | Hispano-Suiza | Buc | 309.012 km / t |
26. september 1921 | Sadi-Lecointe | Nieuport-Delage | Hispano-Suiza | Vilde byer | 330,275 km / t |
21. september 1922 | Sadi-Lecointe | Nieuport-Delage | Hispano-Suiza | Vilde byer | 341.023 km / t |
13. oktober 1922 | Gal. BG Mitchell | Curtiss | Curtiss | Detroit | 358.836 km / t |
15. februar 1923 | Sadi-Lecointe | Nieuport-Delage | Hispano-Suiza | Istres | 375.000 km / t |
29. marts 1923 | Løjtnant RL Maughan | Curtiss | Curtiss | Dayton | 380,751 km / t |
2. november 1923 | Løjtnant Brow | Curtiss-Racer | Curtiss | Mineola | 417.059 km / t |
4. november 1923 | Løjtnant Williams | Curtiss-Racer | Curtiss | Mineola | 429.025 km / t |
11. december 1924 | Warrant Officer Florentin Bonnet | Bernard SIMB V-2 | Hispano-Suiza | Istres | 448,171 km / t |
3. september 1932 | Flytte. JH Doolittle | Gee-Bee | Pratt & Whitney-Cleveland | Mineola | 473.820 km / t |
4. september 1933 | James R. Wedell | Wedell-Williams | Pratt & Withney-Wasp | Chicago | 490.080 km / t |
25. december 1934 | Delmotte | Caudron | Renault | Istres | 505.848 km / t |
13. september 1935 | Howard hughes | Hughes Special | Pratt & Withney Twin Wasp Santa-Anna | Mineola | 567,115 km / t |
11. november 1937 | Herman Wurster | BF 113 R. | Daimler Benz | Augsburg | 610.950 km / t |
30. marts 1939 | Hans dieterle | Heinkel 112 | Daimler-Benz DB 601 | Orianenburg | 746,604 km / t |
26. april 1939 | Fritz Wendel | Messerschmitt Me 209 | Daimler-Benz DB 601 | Augsburg | 755.138 km / t |
7. november 1945 | H. J; Wilson | Gloster-Meteor | Rolls-Royce-Derwent | Herne-Bay | 975,675 km / t |
7. september 1946 | EM Donaldson | Gloster Meteor | Rolls-Royce-Derwent | Settle-Hampton | 991.000 km / t |
21. juni 1947 | Cl. A. Boyd | Lockheed P-80 Shooting Star | General Electric | Muroc | 1.003.880 km / t |
Samlet temperatur er temperaturen målt ved hjælp af en sonde, der stopper strømmen entropisk. Det er lig med:
Den statiske eller omgivende temperatur er temperaturen i luften, der omgiver flyet, i fravær af nogen forstyrrelse forbundet med luftstrømmen. Det kaldes også SAT (Statisk lufttemperatur) eller OAT (uden lufttemperatur).
I subsonic kan den statiske temperatur gives med følgende formel:
I en standardatmosfære i troposfæren er den statiske temperatur lig med:
Inden for luftfart har Den Internationale Civil Luftfartsorganisation defineret et vist antal standardiserede parametre, især for parametre på havets overflade.
Således betragter vi det ved havoverfladen:
I troposfæren:
Andre parametre anvendes: