依蔓 史慶起
飛機(jī)相對于空氣的運(yùn)動速度叫空速,空速管顧名思義,就是用來測量飛機(jī)空速的管子。根據(jù)空速,飛行員可以判斷作用在飛機(jī)上的空氣動力情況,計算飛機(jī)相對于地球表面的運(yùn)動速度,從而正確操控飛機(jī),確定飛機(jī)的飛行距離和飛行時間。
根據(jù)運(yùn)動的相對性,飛機(jī)飛行時,空氣相對飛機(jī)會以大小相等、方向相反的流速流過飛機(jī)。由于氣體流速不同,壓強(qiáng)也不同,因此可以根據(jù)氣體壓強(qiáng)的變化反推出氣流的速度,也就是飛機(jī)的速度。
計算空速,空氣的靜壓、全壓數(shù)據(jù)是必須的。
靜壓是飛機(jī)在靜止或運(yùn)動狀態(tài)下,垂直面上受到的外界空氣壓強(qiáng),即大氣壓。飛機(jī)高度不同,外界靜壓也會不同,這就是必須測量靜壓的原因。
全壓是飛機(jī)飛行時,在正對氣流運(yùn)動方向的飛機(jī)表面上,氣流完全受阻滯,速度降低到零時測得的壓力,也叫總壓。全壓由兩部分組成:一部分是由動能轉(zhuǎn)變成的壓力,稱為動壓;一部分是靜壓。
在實際操作中。直接測量空速存在困難,因此常通過計算氣流動壓(動壓=全壓-靜壓)來測算空速。全壓、靜壓數(shù)據(jù)的收集與測量由全壓管、靜壓孔或全靜壓管來實現(xiàn),加上與之相連的飛行儀表、傳送導(dǎo)管、傳感器等就組成了空速管系統(tǒng)。
嚴(yán)格來說,空速管指的只是全壓管,但人們也常把測量全壓、靜壓的全靜壓管稱為空速管。
全壓管通常位于機(jī)身的前部、機(jī)翼下部或垂直安定面上,即能夠和氣流充分接觸的地方。管的前端有一個收集氣流全壓的開孔,孔口正對氣流。全壓管內(nèi)還有一個擋板,用于防止水或外來物進(jìn)入全壓管路。在管的最低點有排泄孔,可將水和灰塵顆粒排到外面。
有些飛機(jī)會安裝靜壓孔,它位于機(jī)身前側(cè)蒙皮無氣流干擾的平滑處,入口與飛機(jī)航向垂直,以確保靜壓孔處的氣流穩(wěn)定,測得準(zhǔn)確的靜壓。
取消了機(jī)頭部位“尖刺”狀空速管的殲-20戰(zhàn)斗機(jī)
有些飛機(jī)的全壓管上也有靜壓孔,這種類型的管子稱為全靜壓管。全靜壓管一般包括全壓、靜壓和加溫等部分,表面十分光滑,目的是減弱它對氣流的擾動,以便準(zhǔn)確地收集靜壓數(shù)據(jù)。
以前,戰(zhàn)斗機(jī)的空速管多安裝在機(jī)頭位置,像一根細(xì)細(xì)的尖刺。這是因為飛機(jī)在飛行中會把機(jī)身周圍的氣流推開,但這部分受到飛機(jī)影響的氣流并不能真正體現(xiàn)空速。為了測得準(zhǔn)確的空速,空速管就不得不被放在飛機(jī)前端,并與機(jī)身保持一段距離。
? 民航客機(jī)空速管靜壓探頭、全壓探頭
?C919機(jī)頭一側(cè)的空速管。出于安全考慮,民航客機(jī)的空速管數(shù)量往往比軍用戰(zhàn)斗機(jī)更多
近些年來,隨著戰(zhàn)斗機(jī)的發(fā)展,對隱身性能的要求越來越高。但金屬材質(zhì)的空速管會反射雷達(dá)波,削弱戰(zhàn)斗機(jī)的隱身性能;另外,戰(zhàn)斗機(jī)為增強(qiáng)隱身性能,外形需要盡可能地平滑,減少尖銳部位,因此,現(xiàn)在很多戰(zhàn)斗機(jī)為了保障隱身性能都取消了機(jī)頭部位的空速管,代之以機(jī)頭或機(jī)身兩側(cè)的L型靜壓管。
空速管看著不起眼,但身肩重任、不可或缺。未來的你是否能設(shè)計出更隱蔽、性能更好的空速管呢?
(責(zé)任編輯 / 高琳? 美術(shù)編輯 / 周游)