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無人機上空速管是什么?有什么用?(附空速管的原理)

據(jù)百科介紹:

空速管也叫皮托管、總壓管、總-靜壓管。它是感受氣流的總壓(也稱全壓)和靜壓,并將測得的壓力數(shù)據(jù)傳送給大氣數(shù)據(jù)計算機、飛行儀表的裝置。

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空速管這種航空裝置主要是用來測量飛行速度的,同時還兼具其它多種功能。

英文是Pitot tube。

皮托管是測量氣流總壓和靜壓以確定氣流速度的一種管狀裝置,由法國H.皮托發(fā)明而得名。嚴格地說,皮托管僅測量氣流總壓,又名總壓管;同時測量總壓、靜壓的才稱風速管,但習慣上多把風速管稱作皮托管。

對于固定翼無人機或者垂直起降固定翼來說,空速管也是不可或缺的一個保障飛機安全的的設(shè)備,甚至有的無人機安裝多個空速管。

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為什么要安裝這東西?其他設(shè)備沒法測速嗎?

對于固定翼來說,之于旋翼最大的區(qū)別,就是飛行原理的不同。

旋翼靠向下的高速槳葉產(chǎn)生的反推升力滯空,固定翼靠發(fā)動機和槳葉產(chǎn)生的后推(前拉)力高速前進,靠機身和機翼產(chǎn)生的上下表面氣流速度差(壓差)產(chǎn)生升力和高速滑翔。

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在飛機的機頭或機翼上一般都會有一根細長的方向朝著飛機的正前方管子。這就是空速管。

為什么安裝在這幾個位置?

因為空速管是飛機上極為重要的測量工具。它的安裝位置一定要在飛機外面氣流較少受到飛機影響的區(qū)域,一般在機頭正前方,垂尾或翼尖前方。

安裝在飛機頭的部分,又被做成“尖刺”的形狀呢?

這是因為在飛行中,機身周圍的氣流會被飛機“推開”,這部分受到飛機影響的氣流并不能體現(xiàn)出真正的空速。為了測量到不受影響的氣流,空速管一般被放置在飛機的前端,并盡量離開機體一段距離,這就是空速管常被做成長長的“尖刺”狀的原因。

空速管的原理

空速管由兩個同心圓管組成,內(nèi)圓管為總壓管,外套管為靜壓管。

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當飛機向前飛行時,氣流便沖進空速管,在管子末端的感應(yīng)器會感受到氣流的沖擊力量,即動壓。

飛機飛得越快,動壓就越大。如果將空氣靜止時的壓力即靜壓和動壓相比就可以知道沖進來的空氣有多快,也就是飛機飛得有多快。

比較兩種壓力的工具是一個用上下兩片很薄的金屬片制成的表面帶波紋的空心圓形盒子,稱為膜盒。這盒子是密封的,但有一根管子與空速管相連。

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如果飛機速度快,動壓便增大,膜盒內(nèi)壓力增加,膜盒會鼓起來。用一個由小杠桿和齒輪等組成的裝置可以將膜盒的變形測量出來并用指針顯示,這就是最簡單的飛機空速表。

空速管測出的速度

空速管測量出來的速度并非是飛機真正相對于地面的速度,而只是相對于大氣的速度,所以稱為空速。

如果有風,飛機相對地面的速度(稱地速)還應(yīng)加上風速(順風飛行)或減去風速(逆風飛行)。

表速

另外空速管測速原理利用到動壓,而動壓和大氣密度有關(guān)。同樣的相對氣流速度,如果大氣密度低,動壓便小,空速表中的膜盒變形就小,所以相同的空速,在高空指示值比在低空小這種空速一般稱為”表速”。

實速

現(xiàn)代的空速表上都有兩根指針,一根比較細,一根比較寬。寬的指針指示”表速”,而細的一根指示的是經(jīng)過各種修正的相當于地面大氣壓力時的空速,稱為 “實速”。

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評論列表(1條)

  • 1127 2023年2月21日 上午10:53

    您好,請問如果用固定翼無人機測風向的話,是要安裝多個皮托靜壓管嗎,那如果安裝多個皮托靜壓管應(yīng)該安裝在哪個位置呢?