[科普中国]-流压差

简介

流压差又称偏流角，是指飞机在空中飞行时，飞机相对空气运动的方向（航向）同相对地面运动的方向（航迹角）之间的夹角。也可以理解为飞机飞行时在大地平面上机身纵轴方向和地速方向之间的夹角。流压差的方向以航向为基准，顺时针转向航迹为正，逆时针转向航迹为负。同时，在测量流压差时，飞行员必须使飞机保持在规定航向上，使飞机速度和高度保持不变。

流压差为航空术语，简单讲就是航迹线偏离航向线的角度。由于飞机在空中飞行受到空气相对地面运动(风)的影响很大，所以飞机相对地面运动的方向（航迹角）和速度（地速），实际上是飞机相对空气运动的速度（空速）矢量和空气相对地面运动的速度（风速）矢量之和。

航向、航迹角和流压差之间的关系可用航行速度三角形来表示（见图），其中：

航迹线偏离航向线的角度——流压差；

机体坐标系X轴在地理坐标系XOY平面内投影与地理坐标系X轴的夹角，偏航角与俯仰角、横滚角一起表征了飞机的姿态——偏航角；

新航线偏离原航线的角度-----偏离角。1

流压差的方向以航向为基准，顺时针转向航迹为正，逆时针转向航迹为负。2

测量方法利用多普勒效应除可以测出地速外，还可以测出流压差。为了能较精确地测出流压差，一般不使用单射束天线的多普勒雷达，而使用二射束天线系统或更多射束的天线系统。

下面叙述二射束天线系统测量流压差的原理。如图所示，由载机A同时向两个方向发射一左一右两个波束，二个波束之间夹角θ保持不变。但它们可以绕A点所作的垂直轴旋转，当它们转动时，且此二天线收到的反射波的多普勒频率相同时，角θ的等分线便与速度矢量ω重合，如图所示。这时，角θ的分角线与空速矢量的夹角，便等于该航向上的流压差α。3

修正方法飞机飞行时，当支撑它的空气运动时，总是向空气运动相同的方向推动着飞机。飞机总是以一定的巡航速度穿过大气，但同时要受到地面大气运动的影响，就像船在水中航行一样。船头指向有时偏离预期目的地，以此来补偿水流对其侧向作用，同样飞机也得使用相同的办法来补偿风向对其的偏流作用。在天气情报中，可以得到高空中风向的预报。因为天气预报每隔3000ft，预测一次风速和风向，所以可以在选择的巡航高度上作一点有益的修正。4

为了计算流压差，首先要画出风的矢量，三角板能很容易解决这个问题。通过以下步骤画风的矢量图。

(1)在一张空白的纸上画一条竖线，这条线代表了南北。在线的顶端标注北，将量角器的0点处靠在直线上，然后旋转量角器直至外圈的53°和直线一致，要保证旋转量角器的过程中，0点处始终在直线上。然后如图9-5所示，用直尺画出航向线来。这条线的长度不是很重要，但要保证5in或6in长。这条线代表了真航向。

(2)现在考虑风的作用。需要知道两点：风吹来的方向和风速。假设所在高度上预报的高空风是以30kn从330°吹来。直尺的0点处就是航向线与N-S线(假想的子午线)交汇处。用铅笔在0处点上一点。然后将直尺在纸上垂直于航向线，保证N-S线在量角器的330刻度下，量角器的直边与N-S线交汇于刚才纸上的点(这点也是N-S线与航向线的交点)。然后沿直边画一条线代表风速和风向。用直尺上的英里刻度画30mile长。如果纸小了，就画一半的风速，但这样会使整个图的尺度变小，如果这样做，那么只需要画15mile长。在图9-6上画下这个比例的图。

(3)最后一步就是将航向线与第二步中画的风方向线相交。一定要保证画的风向线是15mile长。这非常重要。最后从风向线的末端到航向线的那条线也有一个确定的长度，这就是飞机巡航的真空速。假设飞机在所选高度上的速度是115kn。因为风速线只画了一半，所以速度线只有57mile长，那样可以保证图有相同的比例。于是用直尺边再画一条57mile长的线。然后暂时移开绘图仪。

完成的风的矢量图如图所示。在P点用量角器测一下角度，那就是要修正的风的角度，称之为流压差WCA。神奇的是，当用直尺边的英里刻度去测量从E点指向P点的线时，就是地速。当测量EP线时，其长度是54mile。因为用的是速度一半的值，因此54的两倍就是108，所以地速是108kn。在P点测量角度，会发现流压差为150°。

在交点要注意单位的表示。有些老式飞机上速度的表示是以每小时多少英里计算的，而不是用节。但风速通常用节表示。所以如果飞机速度用每小时多少英里表示，或是飞行手册也仅用每小时多少英里表示，就需要用计算器将其转换为节。如果不用计算器而是用手算，可以通过精确的公式将以mile/h为单位的数值除以1.15得到kn单位的数值。

在这个例子中，风矢量图显示沿东北向53°真航向飞行时，风在飞机左边。现在想知道实际的航向线。可以用单词heading表示飞机头部修正过风偏流的方向。单词course代表地面航迹。修正的规则是风若从左边来减去偏流，风从右边来加上偏流。只要想到这个事实就可以记住这条规则。如果倾向数学记法，可以记住符号“”指向右边代表多的。这样在真航向53°上减去偏流15°得到实际航向是38°。

作用飞机在飞行转弯时可利用测定流压差引导飞机渐次进行多次转弯，此种方法不需要预先确定风向。

飞机位于1点按照一定航向飞行。在此航向中领航员根据相对于地面的运动方向，旋转瞄准具航向标线即旋转瞄准具口，流压差(航向标线以箭头示于图上)。借信号装置，航向指示器或定向瞄准具的帮助，领航员使航向标线与目标一致，并告诉飞行员所必须的转弯度。图上点2中的飞机位置为第一次转弯结束。

当执行转弯时瞄准具航向标线不相对于飞机旋转。图上可看出在此点中的航向标线已对着目标。因为在新航向中，流压差不同于转弯前所测定的偏流角，所以在转弯后飞机仍不能正确地对着目标移动，它仍有偏差。

在此航向中，领航员将瞄准具转一流压差，然后飞行员按第一次那样将飞机转弯，转到航向标线与目标重合时为止。转弯重复数次（一般三次）之后，即可正确消除偏差，因而完成定向瞄准。此图中所示为第二次转弯后位于3点时飞机即可正确对着目标。这种方法一般用一种瞄准具来实现，这种瞄准具能以更为准确的求偏流角的垂线法来观测。

空勤人员用测定流压差法进行定向瞄准的工作次序如下：

（1）当接近目标时，飞行员根据领航员的指示使飞机转成使偏行面通过目标（为加速进入，航向平面最好向风来方向偏移少许）。

（2）领航员将瞄准具旋转一流压差，此时飞行员保持不变的水平飞行状态。

（3）在测定流压差后领航员用信号指示器或航向指示器命令飞行员进行“转弯”，在转弯时，瞄准具不能旋转，当航线标线与目标相一致时转弯即应结束。

（4）在转弯后领航员再将瞄准具旋转一流压差（已在新航向上），而飞行员应将飞机保持不变的水平飞行状态。然后用（3）类似的方法将飞机转弯，转到目标与航向标线一致为止。

由于转弯后两流压差之差所发生的基本误差主要依据空速与空速之比及风向角ε而定。但应当注意的是，进入活动目标时难以测量流压差，同时飞机空速对于风速及目标速度的几何向量和之比可能较小。因此由于这些理由，这种方法不适宜用以进入活动目标。

由于上述情形知道在ε>90°时误差将会急速增加，因此最好立即将航向平面向风来方向偏移少许。此外，测定流压差的准确性对进入目标的准确性有所影响，而偏流角的准确性又取决于诸多因素。瞄准具观测系统的质量，飞机的逸航及空勤人员工作的话好坏都是影响因素。尤其是在高空时，由于震荡而使航线标线不稳定时不可能准确测出流压差。为使飞机准确进行转弯，最好用陀螺式方向稳定器来进行转弯。因此，为提高用测量流压差法进入目标的精确度，航向标线之稳定及方向稳定器是必需的。5