Machmeter - Machmeter

Abbildung zeigt das Gesicht eines Machmeters mit einer Machzahl von 0,83

Ein Machmeter ist ein Flugzeug Pitot-statischen System Fluginstrument das zeigt das Verhältnis der tatsächlichen Luftgeschwindigkeit an die Geschwindigkeit des Schalls , eine dimensionslose Größe genannte Machzahl . Dies wird auf einem Machmeter als Dezimalbruch angezeigt . Ein Flugzeug, das mit Schallgeschwindigkeit fliegt, fliegt mit einer Machzahl von eins, ausgedrückt als Mach 1 .

Benutzen

Wenn sich ein Flugzeug im transsonischen Flug der Schallgeschwindigkeit nähert, erreicht es zuerst seine kritische Machzahl , wobei Luft, die über Niederdruckbereiche seiner Oberfläche strömt, lokal die Schallgeschwindigkeit erreicht und Stoßwellen bildet . Die für diesen Zustand angegebene Fluggeschwindigkeit ändert sich mit der Umgebungstemperatur, die sich wiederum mit der Höhe ändert . Daher ist die angegebene Fluggeschwindigkeit nicht völlig ausreichend, um den Piloten vor den bevorstehenden Problemen zu warnen. Die Machzahl ist nützlicher, und die meisten Hochgeschwindigkeitsflugzeuge sind auf eine maximale Machzahl beschränkt, die auch als M _{MO bezeichnet wird} .

Wenn der M _MO beispielsweise Mach 0,83 beträgt, beträgt die tatsächliche Fluggeschwindigkeit bei M _MO bei 9.100 m (30.000 ft), wo die Schallgeschwindigkeit unter Standardbedingungen 1.093 km / h (590 kn) beträgt, 906 km / h (489) kn). Die Schallgeschwindigkeit nimmt mit der Lufttemperatur zu, sodass bei Mach 0,83 bei 3.000 m (10.000 ft), wo die Luft viel wärmer ist als bei 9.100 m (30.000 ft), die wahre Fluggeschwindigkeit bei M _MO 982 km / h (530 kn ) beträgt ).

Operation

Moderne elektronische Machmeter verwenden Informationen von einem Luftdatencomputersystem , das Berechnungen unter Verwendung von Eingaben von einem Pitot-Statik-System durchführt . Einige ältere mechanische Machmeter verwenden einen Höhenaneeroid und eine Fluggeschwindigkeitskapsel, die zusammen den statischen Pitotdruck in Machzahl umwandeln. Das Machmeter leidet unter Instrumenten- und Positionsfehlern.

Kalibrierung

Im Unterschallstrom kann das Mach-Messgerät wie folgt kalibriert werden:

${\ displaystyle {M} = {\ sqrt {5 \ left [\ left ({\ frac {q_ {c}} {p}} + 1 \ right) ^ {\ frac {2} {7}} - 1 \ rechts]}} \ oder {M} = {\ sqrt {5 \ left [\ left ({\ frac {p_ {t}} {p}} \ right) ^ {\ frac {2} {7}} -1 \ right]}} \,}$

wo:

${\ displaystyle \ M \,}$ ist Machzahl

q _c ist der Aufpralldruck (dynamischer Druck)

${\ displaystyle \ p}$ ist statischer Druck

und unter der Annahme, dass das Verhältnis der spezifischen Wärme 1,4 beträgt

Wenn sich eine Stoßwelle über dem Staurohr bildet, wird die erforderliche Formel aus der Rayleigh Supersonic Pitot-Gleichung abgeleitet und iterativ gelöst:

${\ displaystyle {M} = 0.88128485 {\ sqrt {{\ frac {p_ {t}} {p}} \ left (1 - {\ frac {1} {[7M ^ {2}]}} \ right) ^ {\ frac {5} {2}}}}}$

wo:

${\ displaystyle \ p_ {t}}$ ist jetzt der Gesamtdruck, der hinter dem normalen Stoß gemessen wird.

Beachten Sie, dass die erforderlichen Eingaben Gesamtdruck und statischer Druck sind. Die Eingabe der Lufttemperatur ist nicht erforderlich.

Siehe auch

• Empfehlungen der ICAO zur Verwendung des Internationalen Einheitensystems
• Fluggeschwindigkeitsanzeige
• Machzahl
• Pitot-statisches System

Verweise

• Instrument Flying Handbook . Druckerei der US-Regierung, Washington DC: US ​​Federal Aviation Administration. 2005-11-25. S. 3–8. FAA-H-8083-15.
• Instrumentenflughandbuch . Druckerei der US-Regierung, Washington DC: US ​​Federal Aviation Administration. 2007. S. 3–10. FAA-H-8083-15A. Archiviert vom Original am 22.04.2008.

 Dieser Artikel enthält  gemeinfreies Material aus dem Dokument der US-Regierung : " Instrument Flying Handbook ".

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