飞机是如何沿着地球的曲线飞行的?

时间:2021-11-15 08:49:17   作者:
如今,大多数飞机使用无线电导航飞行,但老飞机使用气压、重力和物理学来跟随地球的曲率。

传统的高度表通过测量飞机周围的气压与地面测量的气压来估算高度。由于大气是一种由重力附着在地球上的气体,空气压力以一种可预测的方式随着高度的升高而降低,根据飞机外的空气压力很容易估计高度到一个可接受的精度。这种高度表本质上是计算尺,设置为当地地面的高度(气压),并根据飞机外的气压读数读出相应的高度。通过保持一个固定的高度,飞机会自然地跟随地球的曲率,尽管单凭这一点很难判断。

飞机是如何沿着地球的曲线飞行的

这就是为什么飞机使用带有陀螺仪的姿态指示器,陀螺仪倾向于保持围绕固定轴旋转。一旦操作,陀螺仪将保持锁定的地方,当飞机俯仰,倾斜,并围绕它滚动,并将显示一个准确的代表,与飞机的地平线,无论条件。飞行员或自动驾驶员将在操纵后使用这些信息返回水平,并保持飞机在安全舒适的操作条件下。然而,仅凭这一点是不够的。就其本身而言,这样的陀螺仪会忽略地球的曲率,并引导飞机飞到越来越高的高度,因为地面从它向下弯曲。

为了防止这种情况,所有陀螺仪姿态指示器都包含一个缓慢调整到本地重力方向的机制。飞机的快速运动被忽略,但是重力方向的缓慢变化会导致陀螺仪缓慢地重新调整,这样当飞机绕着地球飞行时,指示的地平线与真实的地平线保持同步。如果你怀疑这一点,从小型飞机上卸下一个陀螺仪姿态控制装置,并将其连接到电池上。把它倒过来,你可以看到它慢慢地偏离了直线,直到大约半小时后,指示的地平线终于翻转过来。

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如果飞机设计者像今天的平地人一样愚蠢,试图忽略地球的曲率,物理学就会取而代之。当飞机飞得越来越高时,它的发动机失去动力,空气动力控制面失去作用,机翼产生的升力更小。如果你试图在一条直线飞行根据陀螺仪没有地球的曲率的调整,最终你会达到足够高的高空失速和失去控制。
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