Когда человек едет в машине, можно однозначно сказать, какова скорость этой самой тачилы. Ее относительно просто измерить, помножив длину окружности колеса на частоту его вращения, или схватив штраф с камеры за превышение.
Самолет не едет на колесах по твердой поверхности. А скорость полета - важнейший параметр наряду с его высотой. Если за ней не следить, то можно разогнаться до критических значений или свалиться в штопор. А гражданский самолет из этого самого штопора вывести практически нереально.
Нужно понять, что скорость вообще в целом любого объекта измеряется относительно чего-то. Если два поезда едут навстречу друг другу, допустим, со скоростью 90 км/ч, то скорость каждого из них относительно земли будет равна 90 км/ч, а друг относительно друга - 180 км/ч. Разобрались.
Самолет совершает свой полет относительно двух объектов - земли и воздуха. Вот тут и кроется разгадка. Скорость относительно воздуха используется для безопасного пилотирования, скорость относительно земли - для навигации. Начнем с безопасной :)
А, и еще. Я не буду приводить системы координат, которые относятся к самолету - всякие скоростные, нормальные земные и прочие. Материал статьи на серьезную научность не претендует. И да, единицы измерения скорости всюду в километрах в час.
Воздушная скорость (airspeed)
Это скорость самолета относительно частиц воздуха. Но не совсем. Она измеряется так называемым приемником воздушного давления.
Набегающий поток создает давление, называемое также скоростным напором, исходя из величины этого давления и определяется воздушная (или индикаторная) скорость.
За воздушной скоростью очень тщательно следят при выполнении наиболее опасных участков полета - взлет, посадка, при выполнении фигур высшего пилотажа. Если замедлиться ниже минимальной воздушной скорости - самолет перейдет в режим сваливания и может войти в неуправляемое штопорное движение, если превысить максимальную - конструкция может не выдержать, возникнут всякие неприятные явления (о которых я напишу в другой статье :) ) и самолет может разрушиться.
Величина воздушной скорости зависит не только от того, насколько быстро летит самолет относительно земли, но и от высоты полета. Чем выше - тем меньше плотность воздуха, соответственно, скорость будет ниже. Для наглядности - у земли воздух имеет плотность примерно 1,225 кг/кубометр (при нормальных условиях, конечно), а на высоте 10 километров, при тех же нормальных условиях, 0,735 кг/кубометр. На высоте 10 километров, при полете относительно земли со скоростью 900 км/ч, прибор покажет примерно 540. Вот так. Поэтому пассажирские самолеты и летают на больших высотах - там при той же скорости относительно земли сопротивление воздуха значительно меньше.
Воздушная скорость, помимо индикаторной (IAS - indicated airspeed), может быть калиброванной (CAS - calibrated airspeed), в ней учитывается поправка на инструментальную погрешность. Еще есть эквивалентная воздушная скорость (EAS - equivalent airspeed), учитывающая поправку на сжимаемость и нагрев воздуха при торможении. Она проявляется на скоростях выше ~500 км/ч.
И самое интересное - это истинная воздушная скорость (TAS - true airspeed). Это скорость относительно воздушной массы. Она тесно связана с числом Маха - важнейшее понятие, отношение скорости объекта к скорости звука окружающей среды.
Вычисляется TAS умножением числа Маха на скорость звука в среде вокруг самолета. А скорость звука эта берется из так называемой стандартной атмосферы.
Скорость относительно земли
Или же ground speed. Она позволяет выполнять навигацию, рассчитывать время прибытия и так далее. Зависит земная скорость от направления и силы ветра.
Ее можно измерить с помощью инерциальной навигационной системы - устройства, которое на основе измеренных ускорений вычисляет скорость и относится к автономным системам, а также с помощью всем известной спутниковой навигации (GPS/ГЛОНАСС).
А теперь загадка. Подул попутный направлению полета ветер. Что стало с земной скоростью и воздушной скоростью?
Ладно, вот вам разгадка. Скорость относительно земли увеличится, потому что самолет в воздухе находится, а вот воздушная скорость - уменьшится.
По такой же причине самолеты взлетают и садятся против ветра. Воздушная скорость будет больше, значит потребуется меньше времени и длины полосы для взлета, а относительно земли самолет будет двигаться медленнее - для посадки это хорошо. Меньше тормозить придется.
Спасибо, подписывайтесь :)