Cessna172R G1000型飛機(jī)全靜壓系統(tǒng)

吳志鵬

摘 要：全靜壓是飛機(jī)獲取空速、高度、垂直速度等的關(guān)鍵數(shù)據(jù)，直接影響飛機(jī)的飛行安全。本文旨在通過(guò)對(duì)Cessna172R G1000型飛機(jī)全靜壓系統(tǒng)進(jìn)行分析，總結(jié)一些實(shí)際工作中可能遇到的問(wèn)題，并提供相應(yīng)的建議。

關(guān)鍵詞：全靜壓;靜壓孔;堵塞和泄露

通過(guò)空氣動(dòng)力學(xué)我們可以知道空速是與動(dòng)壓相關(guān)，因?yàn)閯?dòng)壓Pd=1/2*ρ*V2，而動(dòng)壓Pd=全壓─靜壓，因此就可以通過(guò)全靜壓來(lái)表示真空速;高度和靜壓直接相關(guān)，我們?cè)诘孛嬖O(shè)置相應(yīng)的氣壓標(biāo)準(zhǔn)后就可以得到相對(duì)應(yīng)的高度;垂直速度也是根據(jù)靜壓的變化得來(lái)的，垂直速度表中毛細(xì)血管的阻流作用使得膜盒內(nèi)外的靜壓不一樣，靜壓差即反應(yīng)了垂直速度。Cessna172R G1000型飛機(jī)通過(guò)皮托管和靜壓孔獲得全壓和靜壓，獲取的信息一路輸給大氣數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)為主用，另外一路直接用導(dǎo)管與空速表、高度表相連作為備用。Cessna172R G1000型飛機(jī)全靜壓系統(tǒng)如圖1所示。

大氣數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)GDC 74A飛行數(shù)據(jù)處理器編輯來(lái)自皮托/靜壓系統(tǒng)和各種感應(yīng)器的信息。GDC 74A把壓力、高度、空速、垂直速度、OAT（外界大氣溫度）信息傳遞給G1000系統(tǒng)。GDC 74A與GIA63集成電子元件、GDU1040控制顯示元件和GRS 77 AHRS通訊。主系統(tǒng)采用高度集成部件大大減少了管路的同時(shí)也降低了故障頻率，主系統(tǒng)相對(duì)于備用系統(tǒng)而言，數(shù)據(jù)更為可靠同時(shí)也更為精確。

Cessna172R G1000型飛機(jī)全靜壓備用系統(tǒng)整體布局如圖2所示。備用系統(tǒng)主要由全壓管和靜壓管以及相應(yīng)的飛行儀表（高度表和空速表）構(gòu)成。備用系統(tǒng)管路多而且采用機(jī)械儀表因此容易出現(xiàn)以下幾種故障現(xiàn)象。

1 靜壓管泄漏

因?yàn)镃essna172R G1000型飛機(jī)沒(méi)有增壓區(qū)，因此在飛行期間，靜壓管在破口處由于文氏管靜效應(yīng)導(dǎo)致氣流流速稍快從而使靜壓管內(nèi)部靜壓比正常的壓力稍小些，因此高度指示略有增加。由于全壓不受影響，則動(dòng)壓稍有增加，所以空速表指示比正常稍高一些。

2 全壓管泄露

全壓管泄露僅影響空速表的指示，高度表不受影響。同樣由于Cessna172R G1000型飛機(jī)沒(méi)有增壓區(qū)，故當(dāng)全壓管泄露時(shí)，此時(shí)全壓和靜壓幾乎相等，空速表指示減小。

3 全壓管和靜壓管同時(shí)泄露

全壓和靜壓趨于相同，空速指示為0。

4 靜壓管堵塞

當(dāng)靜壓孔被堵塞時(shí)，靜壓保持恒定，空速表、高度表都要受到影響，具體指示將發(fā)生如下情況：

（1）當(dāng)飛機(jī)以一定速度爬升時(shí)，因?yàn)楦叨仍黾哟髿饷芏冉档蛯?dǎo)致全壓逐漸減少，全壓與靜壓之差變小導(dǎo)致動(dòng)壓減少，則空速表指示減少;靜壓不變所以高度表指示維持不變，不能正確指示飛機(jī)高度;

（2）當(dāng)飛機(jī)以一定速度下降時(shí)，因?yàn)楦叨冉档痛髿饷芏仍黾訉?dǎo)致全壓逐漸增大，全壓和靜壓之差變大導(dǎo)致動(dòng)壓增加，空速表指示增大;靜壓不變高度表指示維持不變，不能正確指示飛機(jī)高度。

5 全壓管完全堵塞

當(dāng)空速管完全堵塞時(shí)，全壓不會(huì)跟隨飛機(jī)狀況及外部大氣條件發(fā)生相應(yīng)的變化而保持不變，使得飛機(jī)測(cè)出的動(dòng)壓值是錯(cuò)誤的，空速與動(dòng)壓直接相關(guān)因此受到影響。高度只取決于靜壓，靜壓不受影響所以高度表指示正常。

（1）當(dāng)飛機(jī)保持一定速度爬升時(shí)，飛機(jī)高度增加，空氣密度和溫度降低，由氣體狀態(tài)方程P=ρRT（P為靜壓，ρ為空氣密度，T為溫度，R為氣體常數(shù)）可知靜壓減少，全壓不變從而動(dòng)壓增大，結(jié)果使空速指示增大，可能指到超速區(qū)。

（2）當(dāng)飛機(jī)巡航或者保持一定高度飛行時(shí)，靜壓不變，而此時(shí)全壓也是不變的，從而全靜壓差值保持不變，所以動(dòng)壓不變導(dǎo)致空速表指針凍結(jié)不動(dòng)。即使發(fā)動(dòng)機(jī)改變推力使飛機(jī)加速或減速飛行時(shí)，空速表的指針仍然不動(dòng)。

（3）當(dāng)飛機(jī)以一定速度下降時(shí)，飛機(jī)高度降低，空氣密度和溫度增加，由氣體狀態(tài)方程P=ρRT可知靜壓增加，全壓不變導(dǎo)致動(dòng)壓減少，空速指示減少，可能指到失速區(qū)誤觸發(fā)失速警告給飛機(jī)帶來(lái)安全隱患。

6 全壓管堵塞排泄孔暢通

當(dāng)全壓孔堵塞，但全壓管上的排泄孔暢通時(shí)，全壓管內(nèi)的壓力減少到靜壓值，從而使動(dòng)壓為0，因此空速表的指示為0。

Cessna172R G1000飛機(jī)全靜壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，部件也不多。我們?cè)谌粘９ぷ髦杏龅阶疃嗟氖菍?duì)全靜壓系統(tǒng)滲漏測(cè)試工作。當(dāng)出現(xiàn)滲漏故障時(shí)，不用慌張，根據(jù)AMM手冊(cè)對(duì)全靜壓管路、儀表、大氣數(shù)據(jù)機(jī)逐步分段排查，需要注意的一點(diǎn)是先要保證外部測(cè)試設(shè)備的密封性良好，這樣就能很快找到泄露所在之處，問(wèn)題也就迎刃而解了。

參考文獻(xiàn)：

[1]閻成鴻，聶挺，等.Cessna 172R型飛機(jī)機(jī)型培訓(xùn)教材.中國(guó)民航飛行學(xué)院.

[2]Cessna 172R AMM維護(hù)手冊(cè).