基本介紹
- 中文名：流壓差
- 外文名：Drift angle
- 別名：偏流角
- 領域：導航
- 方向：以航向為基準
- 相關名詞：偏航角
簡介,流壓差的方向,測量方法,修正方法,作用,
簡介
流壓差又稱偏流角，是指飛機在空中飛行時，飛機相對空氣運動的方向（航向）同相對地面運動的方向（航跡角）之間的夾角。也可以理解為飛機飛行時在大地平面上機身縱軸方向和地速方向之間的夾角。流壓差的方向以航向為基準，順時針轉向航跡為正，逆時針轉向航跡為負。同時，在測量流壓差時，飛行員必須使飛機保持在規定航向上，使飛機速度和高度保持不變。
流壓差為航空術語，簡單講就是航跡線偏離航向線的角度。由於飛機在空中飛行受到空氣相對地面運動(風)的影響很大，所以飛機相對地面運動的方向（航跡角）和速度（地速），實際上是飛機相對空氣運動的速度（空速）矢量和空氣相對地面運動的速度（風速）矢量之和。
航向、航跡角和流壓差之間的關係可用航行速度三角形來表示（見圖1），其中：
航跡線偏離航向線的角度——流壓差；
圖1
機體坐標系X軸在地理坐標系XOY平面內投影與地理坐標系X軸的夾角，偏航角與俯仰角、橫滾角一起表征了飛機的姿態——偏航角；
新航線偏離原航線的角度-----偏離角。
流壓差的方向
以航向為基準，順時針轉向航跡為正，逆時針轉向航跡為負。
測量方法
利用都卜勒效應除可以測出地速外，還可以測出流壓差。為了能較精確地測出流壓差，一般不使用單射束天線的都卜勒雷達，而使用二射束天線系統或更多射束的天線系統。
下面敘述二射束天線系統測量流壓差的原理。如圖2所示，由載機A同時向兩個方向發射一左一右兩個波束，二個波束之間夾角θ保持不變。但它們可以繞A點所作的垂直軸旋轉，當它們轉動時，且此二天線收到的反射波的都卜勒頻率相同時，角θ的等分線便與速度矢量ω重合，如圖2所示。這時，角θ的分角線與空速矢量的夾角，便等於該航向上的流壓差α。
圖2
修正方法
飛機飛行時，當支撐它的空氣運動時，總是向空氣運動相同的方向推動著飛機。飛機總是以一定的巡航速度穿過大氣，但同時要受到地面大氣運動的影響，就像船在水中航行一樣。船頭指向有時偏離預期目的地，以此來補償水流對其側向作用，同樣飛機也得使用相同的辦法來補償風向對其的偏流作用。在天氣情報中，可以得到高空中風向的預報。因為天氣預報每隔3000ft，預測一次風速和風向，所以可以在選擇的巡航高度上作一點有益的修正。
為了計算流壓差，首先要畫出風的矢量，三角板能很容易解決這個問題。通過以下步驟畫風的矢量圖。
圖9-5
(1)在一張空白的紙上畫一條豎線，這條線代表了南北。線上的頂端標註北，將量角器的0點處靠在直線上，然後旋轉量角器直至外圈的53°和直線一致，要保證旋轉量角器的過程中，0點處始終在直線上。然後如圖9-5所示，用直尺畫出航向線來。這條線的長度不是很重要，但要保證5in或6in長。這條線代表了真航向。
(2)現在考慮風的作用。需要知道兩點：風吹來的方向和風速。假設所在高度上預報的高空風是以30kn從330°吹來。直尺的0點處就是航向線與N-S線(假想的子午線)交匯處。用鉛筆在0處點上一點。然後將直尺在紙上垂直於航向線，保證N-S線在量角器的330刻度下，量角器的直邊與N-S線交匯於剛才紙上的點(這點也是N-S線與航向線的交點)。然後沿直邊畫一條線代表風速和風向。用直尺上的英里刻度畫30mile長。如果紙小了，就畫一半的風速，但這樣會使整個圖的尺度變小，如果這樣做，那么只需要畫15mile長。在圖9-6上畫下這個比例的圖。
(3)最後一步就是將航向線與第二步中畫的風方向線相交。一定要保證畫的風向線是15mile長。這非常重要。最後從風向線的末端到航向線的那條線也有一個確定的長度，這就是飛機巡航的真空速。假設飛機在所選高度上的速度是115kn。因為風速線只畫了一半，所以速度線只有57mile長，那樣可以保證圖有相同的比例。於是用直尺邊再畫一條57mile長的線。然後暫時移開繪圖儀。
完成的風的矢量圖如圖9-6所示。在P點用量角器測一下角度，那就是要修正的風的角度，稱之為流壓差WCA。神奇的是，當用直尺邊的英里刻度去測量從E點指向P點的線時，就是地速。當測量EP線時，其長度是54mile。因為用的是速度一半的值，因此54的兩倍就是108，所以地速是108kn。在P點測量角度，會發現流壓差為150°。
圖9-6
在交點要注意單位的表示。有些老式飛機上速度的表示是以每小時多少英里計算的，而不是用節。但風速通常用節表示。所以如果飛機速度用每小時多少英里表示，或是飛行手冊也僅用每小時多少英里表示，就需要用計算器將其轉換為節。如果不用計算器而是用手算，可以通過精確的公式將以mile/h為單位的數值除以1.15得到kn單位的數值。
在這個例子中，風矢量圖顯示沿東北向53°真航向飛行時，風在飛機左邊。現在想知道實際的航向線。可以用單詞heading表示飛機頭部修正過風偏流的方向。單詞course代表地面航跡。修正的規則是風若從左邊來減去偏流，風從右邊來加上偏流。只要想到這個事實就可以記住這條規則。如果傾向數學記法，可以記住符號“<”，指向左邊代表少的，而“>”指向右邊代表多的。這樣在真航向53°上減去偏流15°得到實際航向是38°。
圖9-7
作用
飛機在飛行轉彎時可利用測定流壓差引導飛機漸次進行多次轉彎，此種方法不需要預先確定風向。
飛機位於1點按照一定航向飛行。在此航向中領航員根據相對於地面的運動方向，旋轉瞄準具航向標線即旋轉瞄準具口，流壓差(航向標線以箭頭示於圖9-7上)。借信號裝置，航向指示器或定向瞄準具的幫助，領航員使航向標線與目標一致，並告訴飛行員所必須的轉彎度。圖上點2中的飛機位置為第一次轉彎結束。
當執行轉彎時瞄準具航向標線不相對於飛機旋轉。圖9-7上可看出在此點中的航向標線已對著目標。因為在新航向中，流壓差不同於轉彎前所測定的偏流角，所以在轉彎後飛機仍不能正確地對著目標移動，它仍有偏差。
在此航向中，領航員將瞄準具轉一流壓差，然後飛行員按第一次那樣將飛機轉彎，轉到航向標線與目標重合時為止。轉彎重複數次（一般三次）之後，即可正確消除偏差，因而完成定向瞄準。此圖9-7中所示為第二次轉彎後位於3點時飛機即可正確對著目標。這種方法一般用一種瞄準具來實現，這種瞄準具能以更為準確的求偏流角的垂線法來觀測。
空勤人員用測定流壓差法進行定向瞄準的工作次序如下：
（1）當接近目標時，飛行員根據領航員的指示使飛機轉成使偏行面通過目標（為加速進入，航向平面最好向風來方向偏移少許）。
（2）領航員將瞄準具旋轉一流壓差，此時飛行員保持不變的水平飛行狀態。
（3）在測定流壓差後領航員用信號指示器或航向指示器命令飛行員進行“轉彎”，在轉彎時，瞄準具不能旋轉，當航線標線與目標相一致時轉彎即應結束。
（4）在轉彎後領航員再將瞄準具旋轉一流壓差（已在新航向上），而飛行員應將飛機保持不變的水平飛行狀態。然後用（3）類似的方法將飛機轉彎，轉到目標與航向標線一致為止。
由於轉彎後兩流壓差之差所發生的基本誤差主要依據空速與空速之比及風向角ε而定。但應當注意的是，進入活動目標時難以測量流壓差，同時飛機空速對於風速及目標速度的幾何向量和之比可能較小。因此由於這些理由，這種方法不適宜用以進入活動目標。
由於上述情形知道在ε>90°時誤差將會急速增加，因此最好立即將航向平面向風來方向偏移少許。此外，測定流壓差的準確性對進入目標的準確性有所影響，而偏流角的準確性又取決於諸多因素。瞄準具觀測系統的質量，飛機的逸航及空勤人員工作的話好壞都是影響因素。尤其是在高空時，由於震盪而使航線標線不穩定時不可能準確測出流壓差。為使飛機準確進行轉彎，最好用陀螺式方向穩定器來進行轉彎。因此，為提高用測量流壓差法進入目標的精確度，航向標線之穩定及方向穩定器是必需的。
