Что такое мса авиация

29.10.202317.04.2022 admin 0 Comments

Международная стандартная атмосфера

Полезное

Смотреть что такое «Международная стандартная атмосфера» в других словарях:

МЕЖДУНАРОДНАЯ СТАНДАРТНАЯ АТМОСФЕРА — (МСА) гипотетическое вертикальное распределение температуры, давления и плотности воздуха в атмосфере Земли, которое по международному соглашению представляет среднегодовое и среднеширотное состояние. Основой для расчета параметров МСА служат… … Большой Энциклопедический словарь

МЕЖДУНАРОДНАЯ СТАНДАРТНАЯ АТМОСФЕРА — (МСА), гипотетическое вертикальное распределение температуры, давления и плотности воздуха в атмосфере Земли, которое по международному соглашению представляет среднегодовое и среднеширотное состояние. Основой для расчета параметров МСА служат… … Энциклопедический словарь

МЕЖДУНАРОДНАЯ СТАНДАРТНАЯ АТМОСФЕРА — принятая по международному соглашению модель атмосферы, в которой распределение по высоте температуры, давления и плотности воздуха характеризует среднее годовое (нормальное) состояние атмосферы (одинаковое для всех широт). За исходные величины… … Экологический словарь

международная стандартная атмосфера — — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN international standard atmosphereISA … Справочник технического переводчика

международная стандартная атмосфера — (МСА) гипотетическое вертикальное распределение температуры, давления и плотности воздуха в атмосфере Земли, которое по международному соглашению представляет среднегодовое и среднеширотное состояние. Составление первых МСА относятся к 20… … Энциклопедия «Авиация»

Стандартная атмосфера — Международная стандартная атмосфера (сокр. МСА, англ. ISA) условное вертикальное распределение температуры, давления и плотности воздуха в атмосфере Земли. Основой для расчёта параметров МСА служит барометрическая формула, с определёнными в… … Википедия

Стандартная атмосфера — см. в статье Международная стандартная атмосфера. Авиация: Энциклопедия. М.: Большая Российская Энциклопедия. Главный редактор Г.П. Свищев. 1994 … Энциклопедия техники

стандартная атмосфера — стандартная атмосфера см. в статье Международная стандартная атмосфера … Энциклопедия «Авиация»

Источник

МЕЖДУНАРОДНАЯ СТАНДАРТНАЯ АТМОСФЕРА

Изменение основных параметров воздуха (давления, температуры и плотности) влияет на величину сил, возникающих при движении самолета в воздушном потоке. Поэтому при полетах в разных метеорологических и климатических условиях изменяются летные и аэродинамические характеристики самолетов.

Чтобы охарактеризовать летные и аэродинамические данные самолетов при одинаковых параметрах воздуха, всеми странами принята единая Международная стандартная атмосфера (МСА). Таблица МСА составлена на основании среднегодовых условий средних широт (широта около 45°) на уровне моря при влажности нуль процентов и следующих параметрах воздуха:

барометрическое давление В =760 мм рт. ст. (Р_о= 10330 кгс/м 2 );

температура t=+15°C (Т_о=288 К);

массовая плотность r_о=0,125 кгс см 4 ;

Согласно МСА температура воздуха в тропосфере падает на 6,5°С на каждые 1000 м. В данном учебнике приводится часть таблицы МСА до высоты 5 км.

Международная стандартная атмосфера используется при градуировании пилотажно-навигационных и других приборов, при инженерных и конструкторских расчетах.

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВОЗДУХА

На характер обтекания самолета воздушным потоком и на величину сил, возникающих при взаимодействии частей самолета и воздушного потока, существенное влияние оказывают физические свойства воздуха: инертность, вязкость, сжимаемость.

При движении самолета в воздушном потоке возникает сопротивление трения, которое определяет вязкость воздуха. Вязкость воздуха также определяет динамический коэффициент вязкости Чем больше температура воздуха, тем больше коэффициент вязкости, обусловленный увеличением хаотического движения молекул и ростом эффективности воздействия одного слоя воздуха на другой.

Самолеты Як-52 и Як-55 летают на скоростях менее 450 км/ч, при которых существенного изменения давления при обтекании самолета воздушным потоком не происходит и сжимаемость воздуха на аэродинамические характеристики и летные данные самолетов влияния практически не оказывает.

СЖИМАЕМОСТЬ ВОЗДУХА И СКОРОСТЬ ЗВУКА

Помимо стационарных движений газовых потоков в аэродинамике изучаются и некоторые нестационарные процессы, например образование и распространение звуковых волн.

Способность воздуха сжиматься объясняется большими расстояниями между молекулами. Так как у любого газа (а следовательно, и воздуха) межмолекулярные силы сцепления малы, то газ, всегда стремясь расшириться, занимает весь предоставленный ему объем.

Таким образом, воздух при изменении объема или сжимается или расширяется. При этом соответственно изменяется и его плотность: при увеличении объема она уменьшается, а при уменьшении увеличивается. Количественно сжимаемость оценивается отношением изменения плотности Dr к изменению давления DР, т. е. их относительной величиной. .Это отношение будет являться мерой сжимаемости. Чем больше отношение тем больше сжимаем этот газ (или воздух).

Со сжимаемостью связана скорость распространения в воздухе звуковых волн.

СКАЧКИ УПЛОТНЕНИЯ

Рассмотрим картину распространения звуковых волн (малых возмущений) при движении источника возмущений (источника звука).

Рис. 4 Распространение волн слабых возмущений иг источников возмущений, движущихся с различными скоростями

Если источник возмущений неподвижен, то волны будут распространяться с одинаковой скоростью во все стороны в виде концентрических сфер, в центре которых находится источник возмущения. Каждое возмущение (звуковая волна) представляет собой местное уплотнение молекул воздуха, которое передается от одного слоя молекул к другому, удаляясь от источника возмущения (Рис. 4, а).

При движении точечного источника возмущения со скоростью, меньшей скорости звука, звуковые волны идут как вперед, так и назад (Рис. 4, б). В результате сферические волны будут смещены в сторону, обратную движению источника возмущений, однако источник останется внутри сфер.

Если скорость движения точечного источника возмущений сравняется со скоростью звука, то возмущения, вызванные источником, не успевают уйти от источника и в месте нахождения источника возмущений в каждый данный момент происходит наложение возмущений друг на друга. Образовавшаяся в результате этих наложений фронтальная поверхность разделяет пространство на две области: возмущенную (сзади источника) и невозмущенную (перед источником), как показано на Рис. 4, в.

Дата добавления: 2019-02-12 ; просмотров: 675 ; Мы поможем в написании вашей работы!

Источник

Полеты Boeing 737 MAX приостановлены. Что такое MCAS, которую подозревают в гибели 346 человек

Авиационный мир обеспокоен: новейшему лайнеру Boeing 737 MAX запретили полеты после двух авиакатастроф в течение пяти месяцев — один самолет разбился в Индонезии, другой упал в Эфиопии. Крушения подозрительно схожи, и есть вероятность, что причина у трагедий одна — ее связывают с новой системой MCAS. Она должна повышать безопасность полетов, но, похоже, в некоторых случаях может привести к фатальной потере управления. Пока неизвестно, действительно ли 346 человек стали жертвами ошибки Boeing, однако ряд фактов указывает именно на это.

Третий лишний

Для начала — как эволюционировал 737-й и почему новому поколению нужна та самая MCAS. Лайнер начали эксплуатировать еще в 1968 году. Самолет одним из первых предложил ставшую ныне стандартной компоновку кабины. Если привычным в те времена было присутствие бортинженера, то Boeing решила переложить все функции на командира и второго пилота. Поначалу авиакомпании без энтузиазма отнеслись к такому новшеству, но в конечном итоге приняли идею — и она стала применяться повсеместно.

Дебютное поколение 737-го состояло из двух модификаций с индексами 100 и 200. Различались они габаритами и пассажировместимостью. Самолет быстро стал популярным: заказы исчислялись сотнями, на ближнемагистральных рейсах лайнер стал практически незаменимым. К 1980-м годам появляется обновление модельного ряда, которое сейчас известно как Classic (100 и 200 потом стали называть Original). Именно на этом поколении Boeing выносит двигатели вперед — оставить их под крыльями, как раньше, не получилось из-за слишком большого размера новых силовых установок. Также внедряется компьютер FMS, через который экипаж устанавливает маршрут полета.

Далее у 737-го появляется сильнейший конкурент — нафаршированный электроникой Airbus A320, который тоже привнес в мир авиации революционное нововведение. В самолете для коммерческих перевозок впервые широко использовали принцип fly-by-wire: органы управления в кабине связали с приводами руля высоты и другими системами электроникой, а не физически. К примеру, отклонение сайдстика, фирменной особенности Airbus (выполняет функции, аналогичные штурвалу), обрабатывается бортовым компьютером, который посылает команды гидравлике. На такую же систему переходят некоторые автомобильные производители: к примеру, Infiniti Q50 стала первой серийной машиной, у которой руль не связан напрямую с передними колесами.

С появлением A320 боссы Boeing помрачнели: модель Airbus была ощутимо технологичнее 737-го. Американцы взялись за очередной рестайлинг, который принес весомые изменения в сравнении с прошлым поколением. Линейку назвали 737 NG (Next Generation). Кабина хвастала более продвинутой авионикой с цифровыми («стеклянными») приборами, а у самого самолета были еще более экономичные двигатели, которые заодно улучшили показатель дальности полета.

Появление MCAS

Общее количество заказов на 737-й било рекорды — к лету 2014 года был выпущен пятитысячный экземпляр (к настоящему моменту их выпущено более десяти тысяч). К тому времени вовсю шла разработка 737 MAX, уже четвертого поколения лайнера. Сперва концерн не торопился с заменой 737 NG, но планы Airbus по выпуску A320neo вновь заставили Boeing шевелиться быстрее.

Сейчас есть две версии 737 MAX — 8 и 9, которые отличаются размерами и пассажировместимостью. Новое поколение 737-го старается максимально угодить авиакомпаниям: самолет во многом унифицирован с NG и остается хорошо знакомым для пилотов, но при этом значительно эффективнее — потребление топлива ниже примерно на 14—20%. Все благодаря новым двигателям CFM LEAP-1B. Правда, из-за них же пришлось вводить систему, которую негласно считают виновницей двух авиакатастроф.

Увеличенный диаметр гондол для более крупных двигателей привел к тому, что последние пришлось выдвинуть вперед еще дальше перед крыльями, а заодно немного приподнять. Это сделало самолет более податливым к задиранию носа при полетах на больших углах атаки, что может приводить к потере подъемной силы и сваливанию. Для борьбы с таким явлением специально для 737 MAX компания Boeing разработала систему Maneuvering Characteristics Augmentation System (MCAS).

Она должна самостоятельно предотвращать сваливание, активируясь только при следующих условиях: механизация (закрылки, предкрылки и другие подвижные элементы крыла) убрана, управление в ручном режиме. Когда MCAS распознает угрозу, опираясь на данные двух датчиков угла атаки (расположены слева и справа самолета), то плавно отклоняет стабилизатор — большой горизонтальный элемент на хвосте самолета — на пикирование. Это позволяет набрать скорость, чтобы увеличить подъемную силу и устранить угрозу сваливания.

Первый звоночек

Лайнер начали поставлять заказчикам в 2017 году. Обе модификации MAX быстро разлетелись по всему миру: США, Европа, Азия, Австралия — самолет успели закупить многие перевозчики. И до 29 октября прошлого года все шло хорошо.

В тот день случилась первая авиакатастрофа с участием 737 MAX 8. Это же крушение стало одним из крупнейших в истории 737-го: при падении самолета в Яванское море погибло 189 человек. Новый лайнер принадлежал индонезийской авиакомпании Lion Air.

По предварительным выводам следователей фатальная цепочка началась еще с предпоследнего рейса этого лайнера. Экипаж столкнулся с некорректными данными по углу атаки и скорости, тряска штурвалов сигнализировала о близости сваливания, самолет начал носом опускаться к земле. Пилоты вовремя сориентировались, перевели стабилизатор в ручной режим и смогли благополучно посадить лайнер. Командир и второй пилот указали на расхождение данных о высоте и неполадках с системой искусственных усилий на штурвале.

Следующий рейс выполнял другой экипаж. Один из датчиков угла атаки вновь оказался неисправен и отображал неверную информацию. Пилоты после взлета убрали механизацию — и MCAS проснулась. Система мгновенно распознала опасные значения, которые выдавал дефектный датчик, и стала менять положение стабилизатора, как на прошлом рейсе. Это запутало пилотов: разные показатели угла атаки и скорости, самолет все время тянется носом к земле.

Судя по всему, у MCAS много «власти»: спустя пять секунд после регулировки пилотом стабилизатора, система опять принимается за свое дело, если сохраняется угроза сваливания. Верный способ деактивировать MCAS — отключить автоматику стабилизатора. Если первый экипаж Lion Air, столкнувшийся с проблемой, догадался использовать ручной режим стабилизатора, то пилоты фатального рейса этого не сделали.

Вскоре после крушения рейса Lion Air 610 выяснилось, что Boeing толком не разъяснила эксплуатантам 737 MAX особенности работы MCAS. С одной стороны, это упущение компании. С другой — решение возникшей проблемы MCAS совпадает с действиями при некорректной работе автоматики стабилизатора. Возможно, поэтому Boeing и не стала ничего уточнять про MCAS. По крайней мере, сложно поверить, что такой концерн мог о чем-то забыть. После гибели Lion Air 610 компания все же выпускает инструкцию с действиями на случай неполадок MCAS — они повторяют рекомендации при самопроизвольной перекладке стабилизатора.

Слишком много совпадений

Но 10 марта, через пять с лишним месяцев после катастрофы в Индонезии, падает еще один 737 MAX 8, забирая жизни 157 человек. Уже в первые часы становится ясно, что обстоятельства гибели рейса 302 Ethiopian Airlines подозрительно схожи с крушением самолета Lion Air. Во-первых, оба разбились почти сразу после взлета. Во-вторых, экипажи сообщали диспетчерам о неполадках и намерении вернуться в аэропорт. В-третьих, лайнеры падали вертикально, то есть пикировали.

Эти факты всполошили регуляторов, авиакомпании и, конечно, пассажиров по всему миру: у новейшего лайнера, который должен был стать одним из лидеров в своем классе на ближайшие 10—15 лет, может быть фатальный дефект. Как это умудрились проморгать на многочисленных испытаниях самолета, пока неясно. Но дальнейшие события развивались стремительно. Уже в понедельник, через день после катастрофы, Китай объявил о приостановке полетов 737 MAX. А этот рынок крайне важен для Boeing: каждый пятый «макс» заказан авиакомпаниями из Поднебесной.

За Китаем последовали другие страны: многие авиакомпании не стали дожидаться официальных распоряжений от регуляторов и запретили эксплуатацию лайнеров Boeing еще до появления подробностей катастрофы Ethiopian Airlines. Федеральное управление гражданской авиации США (FAA) распорядилось приостановить полеты 737 MAX лишь в среду. Производителю ничего не оставалось, кроме как рекомендовать авиакомпаниям не использовать самолеты этой модификации до выяснения обстоятельств катастрофы. Известно, что MAX останутся на земле минимум до мая этого года. Убытки авиакомпаний пока сложно посчитать. Например, Norwegian Air, заказавшая больше сотни самолетов этой модели, уже заявила, что будет требовать от Boeing компенсации за простой лайнеров. Вскоре к норвежцам присоединились другие авиакомпании.

Сейчас международная группа специалистов изучает обломки и данные с бортовых самописцев упавшего в Эфиопии самолета. Сроки расследования пока не сообщаются, но, учитывая столь громкие обстоятельства катастрофы, можно ожидать, что предварительные результаты обнародуют оперативно. Впрочем, винить во всем MCAS пока рано. Издание CNN привело выдержки из жалоб пилотов на самопроизвольное пикирование 737 MAX. По словам летчиков, инциденты случались при включенном автопилоте, когда MCAS вообще не должна работать — в таком случае непонятно, из-за чего лайнер устремился к земле.

Пока что факты работают не в пользу Boeing, и хватает оснований предположить, что в крушениях так или иначе замешана система против сваливания — ведь с 737 NG, которые почти не отличаются от MAX (при этом MCAS у них нет), таких проблем не было. Какой бы ни была причина гибели рейсов Lion Air и Ethiopian Airlines, можно быть уверенным, что самолет вернется в небо только после стопроцентного устранения всех проблем.

Источник

Международная стандартная атмосфера

1. Международная стандартная атмосфера (ISA)

Атмосфера — газовая оболочка, окружающая Землю. Ее характеристики в масштабах всего мира различны. В силу этого стало необходимым принять усредненный набор условий, называемый Международной стандартной атмосферой (ISA).

Нижеследующая схема (Рисунок А1) иллюстрирует вариации

Рисунок A1: Температура ISA

Основу международной системы отсчета составляет температура 15°C на уровне моря при давлении 1013,25 гПа1. Стандартная плотность воздуха на уровне моря составляет 1,225 кг/м3.

Таким образом, воздух, считающийся идеальным газом, в модели ISA обладает следующими характеристиками:

Что такое мса авиация. Смотреть фото Что такое мса авиация. Смотреть картинку Что такое мса авиация. Картинка про Что такое мса авиация. Фото Что такое мса авиация

• Выше MSL и ниже тропопаузы (36.089 футов):

Для быстрого определения стандартной температуры на данной абсолютной высоте может использоваться следующая приближенная формула:

Данная модель ISA используется как эталон при сравнении реальных атмосферных условий и соответствующих характеристик двигателя/воздушного судна. Следовательно, атмосферные условия будут выражаться как ISA +/- AISA на данном эшелоне полета.

Рассмотрим полет, происходящий в следующих условиях:

Источник

Что такое мса авиация

Единая для всех государств международная стандартная атмосфера ( МСА ) – условная атмосфера, в которой распределение давления по высоте в поле силы тяжести получается при определенных предположениях о распределении температуры по вертикали из барометрической формулы:

p_H – давление на высоте;
p₀ – давление на уровне Мирового океана;
M – молярная масса газа;
g – ускорение свободного падения;
R – универсальная газовая постоянная;
T – температура;
h – постоянная Больцмана (по имени австр. физика Л.Больцмана ).

В МСА за начало отсчета высоты принят уровень Мирового океана при следующих нормальных условиях: ускорение свободного падения g₀=9,807 м/с 2 ; давление p₀=101325 Па (760 мм рт.ст.); плотность =1,2257 кг/м 3 ; температура T₀=288 К (t₀=15C); скорость звука a₀=340 м/с.

Параметры МСА (изменение температуры и давления воздуха) для малых высот, на которых летают вертолеты и самолеты, приведены на рисунке.

Здесь же приведены данные о распределении среднегодовых значений температуры t(H)_max и t(H)_min.

В первом приближении для тропосферы (H=011 км) можно считать

где

t_H – температура воздуха на высоте H, C;
a_H – скорость звука на высоте H, м/с;
a₀ – скорость звука на уровне Мирового океана, м/с;
— плотность воздуха на высоте H, кг/м 3 ;
– плотность воздуха на уровне Мирового океана, кг/м 3 ;
H – расчетная высота, км.