Hava trafiğinin yoğunluğu, bir uçağın irtifasının bilinmesi gereken temel parametrelerden biri haline geldiği kuralların tanımlanmasına yol açtı, trafik kurallarının gerektirdiği hassasiyetle doğrudan bir mesafe ölçümüne izin veren bir cihaz üretmek gerekliydi. Havadan. Dikey mesafeyi ölçmeyi ve yalnızca belirli uçak türlerini donatmayı mümkün kılan belirli ekipmanların yanı sıra, seçim, uçak çevresinde mevcut olan fiziksel bir parametrenin doğrudan ölçümüne yönelikti: atmosfer basıncı .
Uluslararası sisteminde, basınç birimi Pascal 1 bir kuvvete karşılık gelir newton 1 metrekare bir bölgeye uygulanır. Atmosfer basıncının eşdeğeri veya santimetrekare başına yaklaşık 10 newton, bu durumda 100.000 Pa'lık bir basınca karşılık gelir . Havacılıkta, 100 Pa'ya (100 paskal) karşılık gelen ve hektopaskal (sembol: hPa) dediğimiz paskalın bir katını kullanırız .
Deniz seviyesindeki atmosferik basınç bu durumda yaklaşık 1000 hPa'ya eşittir . Milibar (mbar) ile yazışma doğrudandır: 1 mbar = 1 hPa . Dan beri1 st Ocak 1986 milibar artık havacılıkta değil hektopaskalda kullanılmaktadır.
1643'ten beri kullanılan birim milimetre cıva ( mmHg ) ve onun Anglo-Sakson eşdeğeri cıva (inHg), hektopaskal ile aşağıdaki benzerliklere sahiptir:
1000 hPa = 750 mmHg = 29,54 inHg
Atmosferde yükselirsek basınç düşer. Yani :
Aynı yerde, atmosferik basınç gün içinde küçük bir genlikle (+/- 1 hPa) ve periyodik olarak yerel meteorolojide önemli bir değişiklik olmaksızın değişebilir.
Ayrıca, genellikle yağmurlu dönemler gibi yerel meteorolojide bir değişiklikle birlikte düzensiz ve yüksek genlikli değişikliklere (+/- 10hPa) maruz kalabilir.
Bu nedenle, atmosferik basınç belirli bir yerde önemli değişikliklere uğrarsa, irtifa ile atmosfer basıncını ilişkilendirmek zor hatta imkansız görünüyor!
Bununla birlikte, bu, deniz seviyesindeki bir basınç ve sıcaklık değerini rakımın bir fonksiyonu olarak bir sıcaklık düşüşü konvansiyonu ile ilişkili olarak tanımlayan standart atmosfer ( Standart Atmosfer ) veya ISA konseptinden mümkündür . Bu kriterlerle uygulanan fizik yasaları, irtifanın bir fonksiyonu olarak Laplace yasası adı verilen atmosferik basıncın düşmesi yasasını verir. Belirli bir yükseklikte atmosferik bir basınca karşılık gelir.
Standart bir atmosferde ( Standart Atmosfer ) veya ISA'da irtifa ve basınç arasındaki bu ilişki, gerçek bir atmosferdeki bir basınç ölçümünü standart bir atmosferdeki bir irtifa ile ilişkilendiren basınç-irtifa kavramını tanımlamayı mümkün kılar.
Gerçek atmosferde olduğu gibi standart atmosferde sabit olmayan, deniz seviyesinde 27.31 ft olan ve yüksekliğe göre hızla değişen basıncın bir fonksiyonu olarak rakımdaki artış oranı, modern altimetreler tarafından ancak çok yakın zamanda dikkate alınabildi. dijital hesaplama yapabilen anemo-barometrik birimler ile. Geleneksel (mekanik) aneroid altimetreler, tüm görüntüleme aralıklarında hPa başına 27,31 ft'lik sabit bir artış oranına sahiptir.
"Ölçülen basıncın" bir fonksiyonu olarak "gösterilen irtifa" artış hızının bu doğrusallığı, irtifa ölçeğinin 1013,25 hPa'ya yakın değerler arasındaki sapma aralığını sınırlayacaktır. Yükseklik hatasını ihmal edilebilir kılmak için, bu değerler genellikle 950 hPa ile 1050 hPa arasında değişir ve bu, standart bir atmosferde - 1000 ft ila + 1800 ft arasında bir yükseklik değişimine karşılık gelir.
Basınç fonksiyonu olarak irtifa artışının gerçek oranını hesaba katan geleneksel sabit artış hızı altimetreleri ile modern altimetrelerin bir arada bulunması, uçuş seviyesinin olduğu seyir uçuşları için tümü 1013, 25 hPa olarak ayarlandığında bir güvenlik sorunu oluşturmaz. gerekli.
Atmosferik basınç ölçümünün, aynı yerde ortam havasının sıcaklığının ölçümü ile ilişkili olsun veya olmasın, bir yerde kullanılması, barometrik irtifa (veya basınç-irtifa) ve yoğunluk irtifasının tanımlanmasına yol açar.
Barometrik yükseklikBarometrik yükseklik (veya basınç yüksekliği), parametre olarak yalnızca uçağı çevreleyen statik basınç alınarak çıkarılan irtifadır .
Gelen troposfer , 0 ile 11 arasında km yükseklik, hava yükseklik aşağıdaki formül verilebilir:
İçinde ise standart bir atmosferde , basınç irtifa izgesindeki yüksekliğe eşittir.
Bunun "hPa" olarak ifade edildiğini ve "ft" olarak ifade edildiğini düşünürsek , yaklaşık formül şu şekildedir:
Yoğunluk yüksekliğiYoğunluk yüksekliği, gerçek yoğunluğun standart bir atmosferdeki teorik yoğunluğa eşit olacağı bir yerin yüksekliğidir ( gerçek dünyada asla böyle değildir). Bu kavram büyük önem taşıyor çünkü güç aktarım mekanizması ve turboprop uçakların performansındaki değişikliklerin büyük bir bölümünü açıklıyor.
Bir konumdaki havanın yoğunluğu, o konumdaki yoğunluğun deniz seviyesindeki standart bir atmosferdeki yoğunluğuna oranıdır.Bu oran , ideal gazların durum denklemini uygulayarak basınç ve statik sıcaklığın bir fonksiyonu olarak ifade edilebilir . standart atmosferde deniz seviyesi ve gerçek atmosferde düşünülen yerde ortadan kaldırılması için .
Gelen troposfer , 0 ile 11 arasında km yükseklik, yoğunluk yükseklik aşağıdaki formül verilebilir:
Bunun "hPa" olarak ifade edildiğini, "° C" olarak ifade edildiğini ve "ft" olarak ifade edildiğini düşünürsek , yaklaşık formül şu şekildedir:
Bir aneroid kapsül altimetresi ile ölçülen atmosferik basınç, standart bir atmosferde kullanılan yüksekliğin bir fonksiyonu olarak basınç düşüşü yasasına göre yüksekliğe dönüştürülür. Altimetrenin bulunduğu yerden dikey olarak alınan deniz seviyesindeki basınç nadiren 1013,25 hPa'ya eşittir, bu, altimetrenin gösterdiği yükseklik ile gerçek yükseklik arasında önemli bir fark yaratabilir.
Seçilen yöntem, yüksekliği bilinen yerlerde fiilen gözlemlenen basıncın bir fonksiyonu olarak altimetrenin yükseklik ölçeğini sıfırlamaktan oluşur. Kullanılan prensip, basınç ölçeğine göre irtifa ölçeğini hareketli hale getirmekten ibarettir.
Altimetre ayarlarıUçuş koşullarına bağlı olarak, aşağıdakileri gösterecek şekilde bir altimetre ayarlamak mümkündür:
QFE olarak adlandırılan bir yüksekliği belirten ayar, uçuşun farklı aşamalarında belirli yüksekliklere uyulması gereken yaklaşma ve iniş prosedürleri için havaalanı pisti ortamı dışında artık kullanılmamaktadır.
Uçağın bulunduğu yerin üzerinde deniz seviyesinin üzerinde bir rakımı gösteren ayara QNH denir. Engelleri aşmak için düşük seviyeli seyirde kullanılır ve ayrıca özellikle dağlarda yaklaşma ve iniş prosedürlerinde QFE'nin yerine kullanılabilir.
Bir uçuş seviyesini gösteren ayar, 1013,25 hPa'lık basıncın hakim olduğu görünmez yüzeyi ifade eder. Bu ayarın yerdeki engellerle doğrudan bir ilişkisi yoktur, ancak belirtilen farklı irtifalarda uçan uçakların birbirini geçerken aynı yükseklik farkıyla kalmasına izin verir.
"Uçuş seviyesi" terimi, 1013,25 hPa'ya ayarlanmış bir altimetrenin göstergesini yüzlerce ft cinsinden ifade eden sayıdır. 1013.25 hPa'ya ayarlanmış bir altimetre 6000 ft'i gösteriyorsa, bu, uçağın "60. seviyede" uçtuğu anlamına gelir.
Altimetrik hatalarYükseklik ölçümü, biri aneroid barometre ölçüm yönteminde, diğeri ise basınç ve rakım arasındaki uygunluk ilkesinde olmak üzere iki tür doğal hata ile gölgelenir.
İlk hata türü, belirtilen irtifa ile bilinen bir irtifa (VAC haritalarında gösterilen bir havaalanının topolojik irtifası) arasındaki bir karşılaştırma yoluyla belirli bir dereceye kadar tespit edilebilir ve fark +/- 3 hPa'dan büyükse kalibrasyonla düzeltilebilir. .
İkinci tür hatanın doğrudan bir nedeni olabilir:
Havacılıkta (ve genel olarak aerodinamikte), çeşitli hız türleri kullanılabilir:
Bu farklı hızlar arasındaki ayrım, anemobarometrik aletlerin ölçüm hatalarının yanı sıra örneğin havanın sıkıştırılabilirliğini de hesaba katmayı mümkün kılar. Tipik olarak, pilotlar veya otopilotlar , uçağı Mach sayı hızının kontrol edildiği geçiş irtifasına uçurmak için düzeltilmiş hava hızını kullanır .
Bir uçağın anemobarometrik ölçüm cihazı tarafından gösterilen hızdır (bkz. Pitot tüpü ve badin ), deniz seviyesinde standart atmosfer koşullarında sıkıştırılabilirliğin etkileri için düzeltilmiş, anemobarometrik devredeki hatalar için düzeltilmemiş hızdır.
Vi, anemometrik hatalar dışında Vc'ye eşittir . Bu hatalar temel olarak statik basınç ölçümünden kaynaklanır, uçağın etrafındaki hava akışı hala bu ölçümü rahatsız eder.
Konum ve alet hataları için düzeltilmiş, bir uçağın belirtilen hava hızıdır. Geleneksel hız, deniz seviyesinde standart atmosferik koşullar altında gerçek hıza eşittir.
Hız eşdeğerine, basınç farkından olabildiğince yakından yaklaşılmasını sağlar .
Ses altı hızlar için hız aşağıdaki formülle verilebilir:
Verilen irtifada sıkıştırılabilirliğin etkileri için düzeltilen bir uçağın hızıdır.
Dinamik basınçtan da tanımlanabilir :
Hız eşdeğeri, deniz seviyesinde standart atmosferik koşullarda düzeltilen hıza eşittir.
Ses altı hızlar için hız eşdeğeri aşağıdaki formülle verilebilir:
Bir uçağın havaya göre hızıdır.
Ses altı hızlar için hız aşağıdaki formülle verilebilir:
Hala ses altı olarak, gerçek hız ile geleneksel hız arasındaki ilişki yazılabilir:
Ek olarak, Vv'yi EV'ye bağlayan başka bir formül var:
Gerçek hızın yatay bileşenidir.
Uçağın yer üzerindeki hareket hızı, kendi hızı (hava hızının yatay bileşeni) ve hakim rüzgâr hakkındaki bilgilerden çıkarılır.
Yer hızı , Doppler etkisi kullanılarak bir radar kullanılarak da hesaplanabilir , örneğin deniz üzerinde (dalgaların boyutunu bilerek) veya çok düşük hızda bir helikopterde ve havada süzülürken Pitot tüpü kullanılamaz durumda olduğu için ana rotorun akışına batırılmış .
Bir atalet birimi kullanılarak zemin hızı da elde edilebilir .
Son olarak, en azından EnRoute aşaması için GS bilgilerini sağlayan GPS alıcısı giderek artmaktadır . Hassas yaklaşma aşaması için, bir SBAS alıcısı ( WAAS , EGNOS , MSAS ...) kullanmak gerekir.
Rüzgar hızı taşıma vektörlerinin çıkarılması ile çıkarılabilir hava hızı (yön için olan başlık yoluyla), böylece taşıma yer hızı (yön için olan bir yol ).
Rüzgar, yer hızı ve hava hızı arasındaki ilişkiyi birkaç şekilde yazabiliriz. Örneğin :
Not: Bu formüllerin geçerli olması için sıfır kayma açısı gerekir. Bir sıfır olmayan kayma açısı olacaktır düzeltme yapılması gerekir.
Uygulamada, uçuşta benimsenecek rota düzeltmesinin mutlak değeri, rüzgarın enine kesit bileşeninin (kt cinsinden) taban faktörü ile çarpılmasına eşittir.
Mach sayısı, havanın hızı ile havadaki ses hızı arasındaki oran olarak tanımlanır:
Ses altı
hızlar için , Mach aşağıdaki formülle verilebilir:
Gelen ses hızının , Mach sayısı kullanılarak baro-anemometric araçların ölçümlerinden yola çıkılarak ulaşılabilir Rab Rayleigh yasası :
Machmeter, Mach sayısının değerini ölçümünden gösteren alettir .
Aşağıdaki tablo, Alberto Santos-Dumont tarafından belirlenen ilk rekordan Albay Boyd'un 1000 km / s'lik geçişine kadar havacılığın öncülerinin istismarlarını özetlemektedir :
Tarih | Pilotlar | uçak | Motor | Yerler | Hız |
---|---|---|---|---|---|
12 Kasım 1906 | Alberto Santos-Dumont | Santos-Dumont | Antoinette | pandispanyalı tatlı | 41.292 km / h |
26 Ekim 1907 | Henri Farman | Komşu | Antoinette | Issy-les-Moulineaux | 52.700 km / h |
20 Mayıs 1909 | Paul Tissandier | Wright | Wright | Pau | 54.810 km / h |
28 Ağustos 1909 | Louis Bleriot | Bleriot | ENV | Reims | 76,995 km / h |
23 Nisan 1910 | Hubert Latham | Antoinette | Antoinette | Güzel | 77.579 km / h |
10 Temmuz 1910 | Morane | Bleriot | Cüce | Reims | 106.508 km / h |
12 Nisan 1910 | Beyaz | Bleriot | Cüce | Pau | 111.801 km / h |
11 Mayıs 1911 | Nieuwpoort | Nieuwpoort | Nieuwpoort | Chalons | 133.136 km / s |
13 Ocak 1912 | Jules Védrines | Deperdussin | Cüce | Pau | 145.161 km / h |
22 Şubat 1912 | Védrines | Deperdussin | Cüce | Pau | 161.290 km / h |
29 Şubat 1912 | Védrines | Deperdussin | Cüce | Pau | 162.454 km / h |
1 st Mart 1912 | Védrines | Deperdussin | Cüce | Pau | 166.821 km / h |
2 Mart 1912 | Védrines | Deperdussin | Cüce | ? | 167.910 km / h |
13 Temmuz 1912 | Védrines | Deperdussin | Cüce | Reims | 170.777 km / h |
9 Eylül 1912 | Védrines | Deperdussin | Cüce | Chicago | 174.100 km / s |
27 Eylül 1913 | Maurice Prevost | Deperdussin | Cüce | Reims | 191.897 km / h |
29 Eylül 1913 | Maurice Prevost | Deperdussin | Cüce | Reims | 203.850 km / h |
7 Şubat 1920 | Joseph Sadi-Lecointe | Nieuport-Delage | Hispano-Suiza | Villacoublay | 275.264 km / h |
28 Şubat 1920 | Jean Casali | Spad-Herbemont | Hispano-Suiza | Villacoublay | 283.464 km / h |
9 Ekim 1920 | Romanet'ten Bernard Barny | Spad- Herbemont | Hispano-Suiza | Buc | 292.682 km / h |
10 Ekim 1920 | Sadi-Lecointe | Nieuport-Delage | Hispano-Suiza | Buc | 296.694 km / h |
20 Ekim 1920 | Sadi-Lecointe | Nieuport-Delage | Hispano-Suiza | Villacoublay | 302.520 km / h |
4 Kasım 1920 | Romanet tarafından | Spad-Herbemont | Hispano-Suiza | Buc | 309.012 km / h |
26 Eylül 1921 | Sadi-Lecointe | Nieuport-Delage | Hispano-Suiza | Vahşi şehirler | 330.275 km / h |
21 Eylül 1922 | Sadi-Lecointe | Nieuport-Delage | Hispano-Suiza | Vahşi şehirler | 341.023 km / h |
13 Ekim 1922 | Gal. BG Mitchell | Curtiss | Curtiss | Detroit | 358.836 km / h |
15 Şubat 1923 | Sadi-Lecointe | Nieuport-Delage | Hispano-Suiza | Istres | 375.000 km / h |
29 Mart 1923 | Teğmen RL Maughan | Curtiss | Curtiss | Dayton | 380.751 km / h |
2 Kasım 1923 | Teğmen Kaş | Curtiss-Racer | Curtiss | Mineola | 417.059 km / h |
4 Kasım 1923 | Teğmen Williams | Curtiss-Racer | Curtiss | Mineola | 429.025 km / h |
11 Aralık 1924 | Yetkili Subay Florentin Bonnet | Bernard SIMB V-2 | Hispano-Suiza | Istres | 448.171 km / h |
3 Eylül 1932 | Vardiya. JH Doolittle | Gee-Bee | Pratt ve Whitney-Cleveland | Mineola | 473.820 km / h |
4 Eylül 1933 | James R. Wedell | Wedell-Williams | Pratt ve Withney-Wasp | Chicago | 490.080 km / h |
25 Aralık 1934 | Delmotte | Caudron | Renault | Istres | 505.848 km / h |
13 Eylül 1935 | Howard Hughes | Hughes Özel | Pratt ve Withney İkiz Yaban Arısı Santa-Anna | Mineola | 567.115 km / h |
11 Kasım 1937 | Herman Wurster | BF 113 R. | Daimler Benz | Augsburg | 610.950 km / h |
30 Mart 1939 | Hans dieterle | Heinkel 112 | Daimler-Benz DB 601 | Orianenburg | 746.604 km / h |
26 Nisan 1939 | Fritz Wendel | Messerschmitt Me 209 | Daimler-Benz DB 601 | Augsburg | 755.138 km / h |
7 Kasım 1945 | H. J; Wilson | Gloster-Meteor | Rolls-Royce-Derwent | Herne-Bay | 975.675 km / h |
7 Eylül 1946 | EM Donaldson | Gloster Meteor | Rolls-Royce-Derwent | Yerleşim-Hampton | 991.000 km / h |
21 Haziran 1947 | Cl. A. Boyd | Lockheed P-80 Kayan Yıldız | Genel elektrik | Muroc | 1.003.880 km / h |
Toplam sıcaklık, akışı antropikal olarak durduran bir prob tarafından ölçülen sıcaklıktır. Şuna eşittir:
Statik veya ortam sıcaklığı, hava akışıyla bağlantılı herhangi bir bozulma olmadığında, uçağı çevreleyen havanın sıcaklığıdır. SAT (Statik Hava Sıcaklığı) veya OAT (Dış Hava Sıcaklığı) olarak da adlandırılır.
Olarak ses altı , statik sıcaklık, aşağıdaki formül verilebilir:
Standart bir atmosferde, troposferde , statik sıcaklık şuna eşittir:
Havacılıkta, Uluslararası Sivil Havacılık Örgütü , özellikle deniz seviyesindeki parametreler için belirli sayıda standartlaştırılmış parametre tanımlamıştır .
Bu nedenle, deniz seviyesinde şunu düşünüyoruz:
Troposferde:
Diğer parametreler kullanılır: