Senda inn spurningu
Sólin Sólin Rís 05:36 • sest 21:19 í Reykjavík
Tunglið Tunglið Rís 16:44 • Sest 05:50 í Reykjavík
Flóð Flóð Árdegis: 04:37 • Síðdegis: 17:05 í Reykjavík
Fjaran Fjara Árdegis: 10:57 • Síðdegis: 23:09 í Reykjavík
Visit the English version

Flokkun:

Náttúruvísindi og verkfræði Verkfræði og tækni

Hvernig verka hraðamælar í flugvélum, hvernig geta þeir mælt réttan hraða?

Ögmundur Gíslason

Heildarþrýstingur (e. pressure) sem verkar á flugvél á flugi samanstendur af stöðuþrýstingi (e. static pressure) og hreyfiþrýstingi (e. dynamic pressure). Stöðuþrýstingur er sá þrýstingur sem stafar af loftþrýstingi loftmassans sem flugvélin er í. Hreyfiþrýstingur er sá þrýstingur sem verkar til dæmis á frambrún vængjanna vegna þess að flugvélin fer áfram í gegnum loftmassann.

Hreyfiþrýstingurinn breytist í beinu hlutfalli við hraða flugvélarinnar. Því hraðar sem flugvélin fer, því meiri er hreyfiþrýstingurinn. Hraða flugvélarinnar er því hægt að mæla með því að mæla hreyfiþrýstinginn. Hreyfiþrýstingurinn breytist líka í hlutfalli við loftþrýsting loftmassans sem flogið er í gegnum (hvort sem það er vegna breytingar á loftþrýstingi í sömu hæð eða vegna mismunandi hæðar) og hitastig loftmassans.

Auðvelt er að mæla heildarþrýstinginn (P) og stöðuþrýstinginn (S) en erfiðara er að mæla hreyfiþrýstinginn (Dy). Hinsvegar er ekki flókið að finna út gildi hreyfiþrýstingsins þegar gildi stöðuþrýstingsins er þekkt því um samband þeirra gildir:

Dy = P - S      (1)

sem er sama og

Dy = (Dy + S) - S      (2)

Inni í hraðamæli flugvélarinnar eru pípur sem leiða stöðuþýsting (S) úr stöðuþrýstingsrörinu (e. static-pressure tube), og hreyfiþrýsting og stöðuþrýsting (Dy + S) úr stemmurörinu (e. pitot tube). Stöðuþrýstingurinn er leiddur inn í mælinn sjálfan, en hreyfiþrýstingur og stöðuþrýstingur í þind inni í mælinum. Þindin er tengd í vísi sem vísar á skífu og má þar lesa af hraða vélarinnar. Þindin hreyfist eftir því sem mismunurinn á milli stöðuþrýstings (S) annarsvegar og hreyfiþrýstings og stöðuþrýstings (Dy + S) hinsvegar breytist. Við breytingar á þessum mismuni breytast þau gildi sem vísirinn bendir á á skífunni, hærri mismunur þýðir meiri hraði (sjá jöfnur).



Vísirinn á hraðamælisskífunni stjórnast af mismuni á stöðuþrýstingi og heildarþrýstingi, það er hreyfiþrýstingi + stöðuþrýstingi.

Sá hraði sem hraðamælirinn sýnir er kallaður sýndur flughraði (e. Indicated Air Speed, IAS). Sýnda flughraðann þarf meðal annars að leiðrétta fyrir hæð, loftþrýsting og hitastig, til að sýna þann hraða sem flugvélin ferðast á í gegnum loftmassann. Þessi leiðrétti hraði er kallaður réttur flughraði eða True Airspeed (TAS). Þrátt fyrir að réttur flughraði sé þekktur vitum við enn ekki á hvaða hraða flugvélin ferðast miðað við jörðu. Hraði miðað við jörðu, það er jarðhraði (e. Ground Speed, GS), er TAS leiðréttur fyrir vindi og þar af leiðandi fyrir reki flugvélarinnar. Ef flugvél flýgur í loftmassa sem hreyfist í sömu átt og flugvélin verður hraðinn miðað við jörð meiri en TAS, en ef loftmassinn hreyfist í gagnstæða átt verður hraði flugvélarinnar miðað við jörð minni en TAS.

Rétt er að taka fram að til eru ýmsar tegundir hraðamæla í flugvélum. Grundvallarvirkni þeirra er þó sú sama. Hraðamælirinn sem fjallað er um í þess svari, er meðal annars að finna í litlum einkaflugvélum. Í stærri flugvélum, svo sem farþegaþotum, eru nákvæmari mælar, sem eru flóknari að gerð þótt grundvallaratriðin séu þau sömu.

Frekara lesefni af Vísindavefnum:

Myndir:

Höfundur

Ögmundur Gíslason

flugmaður

Útgáfudagur

6.9.2010

Spyrjandi

Axel Örn

Efnisorð

Tilvísun

Ögmundur Gíslason. „Hvernig verka hraðamælar í flugvélum, hvernig geta þeir mælt réttan hraða?“ Vísindavefurinn, 6. september 2010. Sótt 20. apríl 2024. http://visindavefur.is/svar.php?id=11273.

Ögmundur Gíslason. (2010, 6. september). Hvernig verka hraðamælar í flugvélum, hvernig geta þeir mælt réttan hraða? Vísindavefurinn. Sótt af http://visindavefur.is/svar.php?id=11273

Ögmundur Gíslason. „Hvernig verka hraðamælar í flugvélum, hvernig geta þeir mælt réttan hraða?“ Vísindavefurinn. 6. sep. 2010. Vefsíða. 20. apr. 2024. <http://visindavefur.is/svar.php?id=11273>.

Chicago | APA | MLA

Þessi síða notar vafrakökur Nánari upplýsingar

Ég samþykki
Spyrja

Sendu inn spurningu LeiðbeiningarTil baka

Hér getur þú sent okkur nýjar spurningar um vísindaleg efni.

Hafðu spurninguna stutta og hnitmiðaða og sendu aðeins eina í einu. Einlægar og vandaðar spurningar um mikilvæg efni eru líklegastar til að kalla fram vönduð og greið svör. Ekki er víst að tími vinnist til að svara öllum spurningum.

Persónulegar upplýsingar um spyrjendur eru eingöngu notaðar í starfsemi vefsins, til dæmis til að svör verði við hæfi spyrjenda. Spurningum er ekki sinnt ef spyrjandi villir á sér heimildir eða segir ekki nægileg deili á sér.

Spurningum sem eru ekki á verksviði vefsins er eytt.

Að öðru leyti er hægt að spyrja Vísindavefinn um allt milli himins og jarðar!

=

Senda grein til vinar

=

Hvernig verka hraðamælar í flugvélum, hvernig geta þeir mælt réttan hraða?
Heildarþrýstingur (e. pressure) sem verkar á flugvél á flugi samanstendur af stöðuþrýstingi (e. static pressure) og hreyfiþrýstingi (e. dynamic pressure). Stöðuþrýstingur er sá þrýstingur sem stafar af loftþrýstingi loftmassans sem flugvélin er í. Hreyfiþrýstingur er sá þrýstingur sem verkar til dæmis á frambrún vængjanna vegna þess að flugvélin fer áfram í gegnum loftmassann.

Hreyfiþrýstingurinn breytist í beinu hlutfalli við hraða flugvélarinnar. Því hraðar sem flugvélin fer, því meiri er hreyfiþrýstingurinn. Hraða flugvélarinnar er því hægt að mæla með því að mæla hreyfiþrýstinginn. Hreyfiþrýstingurinn breytist líka í hlutfalli við loftþrýsting loftmassans sem flogið er í gegnum (hvort sem það er vegna breytingar á loftþrýstingi í sömu hæð eða vegna mismunandi hæðar) og hitastig loftmassans.

Auðvelt er að mæla heildarþrýstinginn (P) og stöðuþrýstinginn (S) en erfiðara er að mæla hreyfiþrýstinginn (Dy). Hinsvegar er ekki flókið að finna út gildi hreyfiþrýstingsins þegar gildi stöðuþrýstingsins er þekkt því um samband þeirra gildir:

Dy = P - S      (1)

sem er sama og

Dy = (Dy + S) - S      (2)

Inni í hraðamæli flugvélarinnar eru pípur sem leiða stöðuþýsting (S) úr stöðuþrýstingsrörinu (e. static-pressure tube), og hreyfiþrýsting og stöðuþrýsting (Dy + S) úr stemmurörinu (e. pitot tube). Stöðuþrýstingurinn er leiddur inn í mælinn sjálfan, en hreyfiþrýstingur og stöðuþrýstingur í þind inni í mælinum. Þindin er tengd í vísi sem vísar á skífu og má þar lesa af hraða vélarinnar. Þindin hreyfist eftir því sem mismunurinn á milli stöðuþrýstings (S) annarsvegar og hreyfiþrýstings og stöðuþrýstings (Dy + S) hinsvegar breytist. Við breytingar á þessum mismuni breytast þau gildi sem vísirinn bendir á á skífunni, hærri mismunur þýðir meiri hraði (sjá jöfnur).



Vísirinn á hraðamælisskífunni stjórnast af mismuni á stöðuþrýstingi og heildarþrýstingi, það er hreyfiþrýstingi + stöðuþrýstingi.

Sá hraði sem hraðamælirinn sýnir er kallaður sýndur flughraði (e. Indicated Air Speed, IAS). Sýnda flughraðann þarf meðal annars að leiðrétta fyrir hæð, loftþrýsting og hitastig, til að sýna þann hraða sem flugvélin ferðast á í gegnum loftmassann. Þessi leiðrétti hraði er kallaður réttur flughraði eða True Airspeed (TAS). Þrátt fyrir að réttur flughraði sé þekktur vitum við enn ekki á hvaða hraða flugvélin ferðast miðað við jörðu. Hraði miðað við jörðu, það er jarðhraði (e. Ground Speed, GS), er TAS leiðréttur fyrir vindi og þar af leiðandi fyrir reki flugvélarinnar. Ef flugvél flýgur í loftmassa sem hreyfist í sömu átt og flugvélin verður hraðinn miðað við jörð meiri en TAS, en ef loftmassinn hreyfist í gagnstæða átt verður hraði flugvélarinnar miðað við jörð minni en TAS.

Rétt er að taka fram að til eru ýmsar tegundir hraðamæla í flugvélum. Grundvallarvirkni þeirra er þó sú sama. Hraðamælirinn sem fjallað er um í þess svari, er meðal annars að finna í litlum einkaflugvélum. Í stærri flugvélum, svo sem farþegaþotum, eru nákvæmari mælar, sem eru flóknari að gerð þótt grundvallaratriðin séu þau sömu.

Frekara lesefni af Vísindavefnum:

Myndir:...