空速转换器

指示空速

指示空速是飞行员在空速指示器 （ASI） 上看到的空速读数，由飞机上的皮托静压系统驱动。该系统使用总压力（由皮托管探头测量）和静压（由静态端口测量）之间的差值来确定动态压力，该动态压力可转换为空速读数。

皮托静压系统的工作原理是伯努利方程，该方程指出流体速度的增加必须同时导致流体压力下降或流体势能降低。

总压力（也称为停滞压力或皮托管压力）由皮托管探头测量。移动的空气进入探头，并通过探头的几何形状使其静止。

测得的静压是静止空气的环境压力，即飞机当前高度处空气的气压。静压不仅用于计算空速，还用于计算飞行过程中的高度（高度计）和垂直速度 （VSI）。静态端口始终齐平安装，确保端口开口位于空气不流动的边界层内。

因此，空速计算如下： 

分母中的密度项不是常数，并且随海拔高度和温度而变化。然而，驾驶舱中的空速指示器总是根据 标准日的海平面密度 进行校准。因此，当飞机在更高的高度和不同的温度下飞行时，实际空速（真实空速）将与指示的空速有很大差异。

在驾驶舱中使用 IAS 的一大优势是，无论高度或环境温度如何，飞机都将始终以相同的指示空速（对于给定的飞机配置）失速。这使得飞行员更容易驾驶飞机，因为无论环境条件如何，定义工作范围的临界速度都保持不变。

校准空速

校准空速是针对仪器和位置误差校正的指示空速。该误差是用于计算动态压力的皮托静压系统质量以及探头在飞机上位置的函数。

位置误差是由于飞机周围的局部速度会因飞机几何形状的变化而变化而引起的。例如，机翼上表面的局部速度高于机翼下方的速度，以便产生升力。实际上，整个飞机都存在速度梯度，尤其是在有大量曲率的区域（机身前部、挡风玻璃、机翼表面）。

根据皮托静压系统的位置，由于局部感应速度效应，测得的动压可能与实际动压不同。指示空速和校准空速之间的偏移量通常以表格的形式发布在飞机操作手册中。以下是对双座轻型飞机执行的校准示例。

在指示空速 （IAS） 和校准空速 （CAS） 之间对双座飞机执行校准。

等效空速

等效空速是针对可压缩性效果进行校正的校准空速。它也被定义为在 ISA 条件下，在海平面上产生的速度，该速度将产生与给定飞机高度的真实空速相同的不可压缩动态压力。正是这个定义使 EAS 成为航空工程师有用的空速测量方法，因为它提供了一种计算机身上载荷的便捷方法，或者由于提供的动态压力是等效的海平面压力，而无需校正高度或温度，因此操作质量。

指示空速和校准空速基于伯努利方程的公式，该方程假设流体（在本例中为空气）是不可压缩的。伯努利的实验是在水中进行的，因此这一假设是有效的，但当马赫数高于 0.3 时，空气中的可压缩性效应开始变得显着。在速度超过 200 kts 和高度高于 10 000 英尺时，将出现 CAS 和 EAS 之间的背离。因此，必须校正 CAS 的可压缩性效应，以确定 EAS 作为计算真实空速 （TAS） 的中间步骤。压缩率效应可以通过计算冲击压力来解释，冲击压力是马赫数的函数。

真实空速

真实空速是飞机相对于其飞行的气团的飞行速度。真实空速等于无风情况下的地速，主要用于飞行计划和引用飞机性能规格时。真实空速可以根据等效空速或马赫数（如果室外空气温度 （OAT） 已知）计算得出。

马赫数

马赫数是真实空速与声速的比率。在未受干扰的空气中，声速仅是温度的函数，而不是经常错误假设的高度的函数。当然，环境温度会随着海拔高度的增加而降低，从而导致声速随着海拔的增加而降低。