1.4 飞行仪表

1.4 飞行仪表

技能

• 了解皮托管系统，真空陀螺仪系统，和使用两个系统的各项仪表
• 了解各种空速的缩写，名称和作用
• 熟悉四类空速的名称及定义
• 了解不同高度的名称和作用
• 可以解释飞机在转弯时的侧滑现象
• 了解电子飞行仪表系统
  

基本要求

• 在飞行时能够阅读各种飞行仪表
• 在飞行时理解各项仪表之间的关系
• 可以熟练使用不同仪表
• 解释皮托管系统和真空陀螺仪系统的作用
  

简介

为了安全地飞行，飞行员必须理解和知道如何使用飞行仪表。飞行员还需要能够意识到飞行仪表的相关错误和故障。 本节将会介绍皮托管系统和使用皮托管系统的仪表，真空陀螺仪系统和使用真空陀螺仪系统的仪表，以及电子飞行仪表系统。

空速表，高度表，和垂直速度表使用的是皮托管系统，而姿态表，航向表，和转弯协调器使用的是陀螺仪系统。

皮托静压系统

空速表

空速表利用通过对气压膜盒内外的压力进行比对来得到的指示空速读数（IAS）。气压膜盒内的是冲压空气，膜盒外的是静压空气，飞机在空气中飞行的速度越快，冲压空气的气压越高，膜盒膨胀，指示速度增大，反之同理。

几种空速的名称：

VSO

最低飞行速度（在已打开襟翼的情况下，飞机低于这个速度将失速）。

VS

最低飞行速度（在未打开襟翼的情况下，飞机低于这个速度将失速）。

VFE

最大襟翼伸展速度（超过这个速度打开襟翼将有损坏飞机结构的危险）。

VNO

正常情况下最大巡航速度（在乱流中超过这个速度将有损坏飞机结构的危险）。

VNE

绝不超过速度（超过这个速度将有损坏飞机结构的危险）。

常见的四种类型的空速：

指示空速

指示空速就是表速，是直接从空速表上读出的空速。

校准空速

校准空速是在指示空速数值经过位置误差修正后的空速表读数，位置误差是由于安装在航空器上一定位置的皮托管和静压孔的气流方向会随具体型号航空器和迎角而改变，影响了测量的准确度，从而导致的空速误差。飞行手册上一般都会提供指示空速和校准空速的表格可供使用。

真空速

真空速是飞机飞行时相对于周围空气的速度，飞机飞的越高改变，空气密度越低，真空速越大。

地速

地速指的是飞机飞行时相对于地面的速度，由真空速与风速计算可得。

高度表：

工作原理：

气压表是根据静压孔提供的大气静压来测量的，随着高度升高，大气压会减小。当静压管所检测到高度表内的气压变化时，气压膜盒就会压缩或膨胀来显示指示高度。

如何识读：

不同的高度表显示高度的方式也不一样，有些只有一根指针，有些有两根或者三根。不同指针的样式请参照图片。高度表表盘上顺时针排列着0到9的数字。膜盒的变化被转化成三根指针的转动来指示高度。又长又细且顶端带有倒三角的指针为10000英尺指针，一个数字代表10000英尺，短粗指针为1000英尺指针，一个数字代表1000英尺，细长的指针为100英尺指针，一个数字代表100英尺。

几种不同的高度：

一般来说，高度分为六种，指示高度(Indicated Altitude)、气压高度(Pressure Altitude)、密度高度(DensityAltitude)、校正高度(Calibrated Altitude)、真高度(TrueAltitude)以及绝对高度(Absolute Altitude)。

指示高度(Indicated Altitude) - 即为高度表所显示的高度，可以自行在仪表上调整，不一定准确。

气压高度(Pressure Altitude) - 即高度表设定为标准大气压29.92英吋汞柱或1013海帕时所显示的高度。

密度高度(Density Altitude) - 密度高度是影响飞机性能的重要参数，当气温高于标准值时，空气中每立方体的分子减少，会影响引擎效能，定义为校正过的非标准温度，一般平均海平面所设定的温度标准为15度C，温度高度越高，实际高度高于指示高度，反之。

校正高度(Calibrated Altitude) - 即修正高度表上指示高度的误差高度。

真高度(True Altitude) - 即高度测量以平均海平面(Mean Sea Level；MSL)为基准的高度。

绝对高度(Absolute Altitude) - 即高度测量以高于地球表面(Above Ground Level；AGL)为基准的高度，当飞机飞行在海洋上时，绝对高度即为实际高度，而飞越陆地时，绝对高度即为真高度扣除陆地与海洋的高度差。

垂直速度表

垂直速度表是通过测量飞机外部静压和仪表内的气压的差值来计算高度变化的仪表。气压膜盒连接的是静压孔（外部静压），到了仪表内的外部静压会进入一个膜盒，通过膜盒的膨胀或收缩指针会改变。在同时外部静压也会通过一个校准泄露口慢慢来平衡仪表外壳内的气压。普通的垂直气压表延迟会比较大，但是瞬时垂直速度表就不会存在延迟，原因是瞬时垂直速度表内有一个加速度计，加速度计通过调整仪表内的静压速度来抵消延迟。

上：普通垂直速度表

下：瞬时垂直速度表

陀螺仪

陀螺仪是一种基于角动量守恒的理论，用来感测与维持方向的装置。陀螺仪一旦开始旋转，即有抗拒方向改变的趋向，陀螺仪有两个特性，定轴性和逆动性。飞机的陀螺仪是靠着一套（一个或两个真空泵）真空泵系统来驱动的。

定轴性

在运转中的陀螺仪，如果外界施一力在转子上，此力对支点的力矩当可分解为顺轴方向和垂直于轴方向两个分力矩；前者使陀螺加速、减速，但不会改变转轴方向。姿态仪和航向表运用此原理读数。

逆动性

逆动性是指当陀螺仪在运转中，如果外界对转子旋转轴施了一个力，则这个里不会导致旋转轴沿施力方向运动，而是顺着转子旋转向前90度垂直施力方向运动。侧滑指示器运用此原理读数。

真空系统

仪表内的陀螺仪之所以能高速旋转，少不了真空系统的帮助。空气在真空泵的作用下高速流过仪表内，带动陀螺仪的转子旋转，高速旋转的陀螺仪才可以让仪表开始工作。

姿态仪&航向表

姿态仪和航向表内部都主要就是一个陀螺仪，当陀螺仪开始快速旋转的时候，他的定轴性就显现出来了，不管飞机怎么运动，陀螺仪始终保持不动，为仪表指出当前的飞行姿态和航向。

姿态仪及内部结构

航向表及内部结构

转弯协调器

转弯协调器由转弯指示器（指出转弯方向的指针）和侧滑指示器（仪表下放的球）构成。转弯指示器用来展示当前飞机的转弯速率，转弯指示器上的指示标识为标准转弯率（用于仪表飞行，3度/秒 1分钟180度），侧滑指示器显示飞机在转弯时是否协调。侧滑可以分为内侧滑和外侧滑，内侧滑的情况下飞机的离心力小于飞机的水平升力，外侧滑的情况下飞机的离心力大于飞机的水平升力，修正侧滑时需用脚舵控制方向舵来修正（球在哪边脚舵就往哪边踩）。

不同侧滑状态下仪表的变化和飞机作用力的关系

电子飞行仪表系统

电子飞行仪表系统在功能上来讲和传统仪表没有任何区别，但有以下几个好处：

1.    提高飞行员的事态感知

2.    更容易观察和获取信息

3.    比传统机械式仪表更容易维修

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