Siirry sisältöön

Ilmanopeusmuunnin

Ilmailu
Fysiikka

Miten IAS, CAS, TAS ja Mach-luku liittyvät toisiinsa?

Mittarinopeus, tosi-ilmanopeus, ekvivalenttinopeus ja Mach-luku millä tahansa korkeudella ja lämpötilalla, ja 2 %:n nyrkkisääntö tarkan arvon rinnalla.

Nopeus ja korkeus

kt

ft

°C

Tyhjä: standardipäivä, −0,8 °C.

Yksiköt

Tosi-ilmanopeus (TAS)

135 kt

Mach 0,210 korkeudella 8 000 ft, −0,8 °C

Kaikki nopeudet

IAS ≈ CAS (kalibroitu)
120 kt
EAS (ekvivalenttinopeus)
120 kt
TAS (tosi-ilmanopeus)
135 kt
Mach-luku
0,210
Nyrkkisäännön TAS (+2 % / 1 000 ft)
139 kt
TAS (km/h)
250 km/h
TAS (mph)
156 mph
Äänen nopeus
643 kt
Lämpötila (ISA 0 °C)
−0,8 °C
Ilman tiheys (merenpinta = 100 %)
78,6 %

IAS:n oletetaan olevan sama kuin CAS: koneen oma asento- ja mittarivirhe (lentokäsikirjasta) ei ole mukana. Laskenta käyttää ICAO:n standardi-ilmakehää.

Mitä tämä tarkoittaa

  • Nyrkkisääntö antaa 139 kt, eroa tarkkaan arvoon 135 kt on 3 %.
  • Alle noin Mach 0,3:n nopeuksilla kokoonpuristuvuudella ei juuri ole merkitystä: ekvivalenttinopeus ja kalibroitu nopeus ovat lähes samat.
  • Ilman tiheys on täällä 79 % merenpinnan tiheydestä, joten tosi-ilmanopeus on 1,13-kertainen ekvivalenttinopeuteen verrattuna.

Sponsoroidut linkit

Mittarinopeus, tosi-ilmanopeus, ekvivalenttinopeus ja Mach-luku millä tahansa korkeudella ja lämpötilalla, ja 2 %:n nyrkkisääntö tarkan arvon rinnalla.

Käyttöohje

  1. Valitse tiedossa oleva nopeus (IAS nopeusmittarista, TAS tai Mach-luku) ja anna se.
  2. Anna painekorkeus ja ulkolämpötila, jos päivä ei ole standardipäivä.
  3. Lue tosi-ilmanopeus tai mittarinopeus ja Mach-luku. Kaikki nopeudet ja nyrkkisääntö näkyvät niiden alla.

IAS → TAS 8000 jalan korkeudessa

IAS (kt)TAS (kt)Mach
8090,20,14
100112,70,175
120135,20,21
150168,80,263
180202,40,315

Painekorkeus 8000 ft, standardi-ilmakehän lämpötila; IAS oletetaan CAS:n suuruiseksi.

Näin se toimii

Nopeusmittari mittaa, kuinka voimakkaasti ilma painaa pitot-putkeen, ja se riippuu nopeuden lisäksi ilman tiheydestä. Merenpinnan ilmaan kalibroituna mittari näyttää mittarinopeuden (IAS). Kun siitä korjataan koneen oma mittari- ja asentovirhe, saadaan kalibroitu nopeus (CAS). Ylempänä ilma on ohuempaa, joten kone liikkuu ilmassa nopeammin kuin mittari näyttää: tämä todellinen nopeus ilman suhteen on tosi-ilmanopeus (TAS). Mach-luku M = TAS / a vertaa sitä äänennopeuteen a = √(γ · R · T), joka riippuu vain lämpötilasta T (γ = 1,4 ja R on ilman kaasuvakio).

Laskuri käyttää vakiomenetelmää: se hakee ilmanpaineen painekorkeudella ICAO:n standardi-ilmakehästä (Doc 7488), muuttaa CAS:n pitot-putken tuntemaksi paineeksi kokoonpuristuvan virtauksen kaavalla, ratkaisee Mach-luvun tällä korkeudella ja kertoo sen äänennopeudella ulkolämpötilassa. Ekvivalenttinopeus (EAS) on TAS kerrottuna tiheyssuhteen neliöjuurella. Yli noin Mach 0,3:n nopeuksilla se on selvästi CAS:ia pienempi, koska ilma puristuu putkessa.

Esimerkki: 120 kt mittarinopeutta 8 000 jalassa standardipäivänä (−0,8 °C) on Mach 0,210 ja noin 135 kt tosi-ilmanopeutta. FAA:n Pilot’s Handbook of Aeronautical Knowledge -kirjan nyrkkisääntö TAS ≈ IAS + 2 % jokaista 1 000 jalkaa kohti antaa 139 kt: kätevä ohjaamossa, mutta se yliarvioi sitä enemmän, mitä korkeammalla ja nopeammin lennetään.

IAS:n oletetaan tässä olevan sama kuin CAS, koska asentovirhe on jokaisella koneella erilainen ja löytyy sen lentokäsikirjasta. Tulos pätee vain alle Mach 1:n nopeuksilla. Laskuri on tarkoitettu oppimiseen ja simulaattoreihin, ei lennonsuunnitteluun.

Sponsoroidut linkit

Usein kysyttyä

Miksi tosi-ilmanopeus on korkealla suurempi kuin mittarinopeus?

Mittari reagoi ilman patopaineeseen, joka pienenee tiheyden mukana. Ohuessa ilmassa koneen täytyy liikkua nopeammin saadakseen saman paineen, joten TAS kasvaa noin 2 % jokaista 1 000 jalkaa kohti.

Mikä ero on IAS:llä ja CAS:llä?

CAS on IAS korjattuna koneen pitot-staattisen järjestelmän virheillä, jotka riippuvat nopeudesta, laippa-asennosta ja konetyypistä. Korjaustaulukko on lentokäsikirjassa; matkalennolla korjaus on yleensä vain muutama solmu.

Miksi liikennekoneet lentävät matkalentokorkeudella Mach-lukua?

Korkealla ratkaiseva raja on se, kuinka lähelle äänennopeutta ilmavirtaus pääsee. Kiinteä Mach-luku pitää tämän marginaalin samana lämpötilasta riippumatta, kun taas mittarinopeus pienenee koneen noustessa.

Onko TAS sama kuin maanopeus?

Ei. TAS on nopeus ilman suhteen. Maanopeuteen tulee lisäksi tuuli: vastatuuli pienentää sitä ja myötätuuli suurentaa.

Mitä lämpötilaa käytetään, jos jätän kentän tyhjäksi?

Standardi-ilmakehän lämpötilaa antamallasi painekorkeudella. Anna ulkoilman lämpötila, jos haluat laskea poikkeavan päivän olosuhteet.

Sponsoroidut linkit

Sponsoroidut linkit