飞行理论图解 · 全静压

全静压系统与仪表图解

一套管路 · 三块仪表

三块仪表,两路压力
静压孔一堵,三块表一起说谎

全压 · 静压 · 备用静压源

全静压系统是仪表板上最朴素也最要命的一套管路:皮托管收集全压,静压孔收集静压。全压只喂空速表,静压喂全部三块表。这一页讲清楚管路怎么接、高度表和升降速度表怎么工作,以及哪里一堵,表盘上会演出什么错误。

01 一套管路 · 三块仪表

全压管 · 静压孔 · 备用静压源

迎面气流 排水孔 加温 皮托管(全压管) 全压 Pt 静压孔 → 空速表 → 高度表 → 升降速度表 静压 Ps 备用静压源(座舱) 转换开关 空速表 全压 + 静压 高度表 静压 升降速度表 静压 真机盘面 050100150200250300 KNOTS 012346789 29.92 0+1+2−1−2 爬升 下降 全压 静压 备用静压
组成
全压管(皮托管)、静压孔、备用静压源、转换开关、加温装置、连接导管
全压
全压 Pt = 静压 + 动压;只供给空速表
静压
供给空速表、高度表、升降速度表三块仪表
备用静压源
非增压飞机装在座舱;静压孔堵塞时经转换开关切换
加温
皮托管电加温防冰,加温时可达 100–200 ℃,落地后关闭
C172 机翼下表面伸出的 L 形皮托管
实景 · 皮托管(C172 翼下)——L 形弯管前端正对迎面气流取全压,根部法兰固定在翼面(Wikimedia Commons,CC BY-SA 4.0)
机身蒙皮上的静压孔:平齐小孔,红圈标记 CAPT 与 F/O 各一
实景 · 静压孔(机身蒙皮)——平齐小孔不开槽;左右 CAPT/F/O 各一,红圈区内必须光滑干净(Wikimedia Commons,CC BY 3.0)
C172 空速表盘特写:外圈 MPH 内圈 KNOTS,绿色黄色红色速度弧
实景 · 空速表(C172)——全压+静压都进这只表;绿/黄/红弧是速度区间(Wikimedia Commons,CC BY-SA 3.0)

注 · 两条管路的"单点故障"不对称:全压管堵 → 只有空速表错;静压孔堵 → 三块表一起错。这是 04 的总逻辑。高度表读数对不对,除了管路通畅,还看气压基准与气温——多指/少指的误差来源表收在 02。

02 高度表:真空膜盒称气压

静压越低 · 高度越高

静压 真空膜盒组 内为真空 · 外受静压 传动机构 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1013 hPa 气压刻度窗 实时读数 真高 7250 ft 外界静压 774 hPa 气压基准 1013 hPa 气温 ISA 偏差 0 °C 指示高度 7243 ft 表读误差 0 ft

动手试试

拖滑杆看联动:高度变 → 静压变 → 膜盒胀缩 → 指针转;基准变 → 整表平移;气温变 → 读数出误差(冷多热少)

① 静压(大气压力)作用在真空膜盒外:膜盒内为真空,外界静压把它压住

② 高度 ↑ 气压 ↓ → 膜盒膨胀 → 传动机构 → 指针转大

③ 拨气压基准 = 移动"零高度"刻度:基准调大 → 读数变大;调小 → 读数变小

④ 气温偏离标准大气 → 气柱密度变 → 同真高下静压不同 → 表读数出误差:偏冷 → 多指(危险!),偏热 → 少指(三类误差方向见下方误差表)

标准大气对照:0 m —— 1013 hPa · 3000 m —— 701 hPa · 5000 m —— 540 hPa

读数方法:细针万英尺 + 短针千英尺 + 长针百英尺(例:短针 2.7 + 长针 3.2 → 3020 ft)

测什么
测大气静压,间接测高度:近地面高度越高,大气压力按规律递减
结构
真空膜盒组:静压作用在膜盒外,静压变化 → 膜盒变形 → 传动机构 → 指针
读数
细针 ×10000 + 短针 ×1000 + 长针 ×100 英尺,三针合读;例:2.7 千 + 3.2 百 → 3020 ft
气压刻度窗
拨正旋钮设定气压基准,指针指示以该气压面为基准的高度
气温误差
表是按标准气温刻度的:实际气温低于标准 → 多指;高于标准 → 少指(方向见下方误差表)
三针高度表实物特写:长针百英尺、短针千英尺,右下角气压刻度窗显示 29.8/29.9/30.0
实景 · 气压式高度表(三针式)——长针百英尺、短针千英尺、细针万英尺;右下小窗是气压基准(本图 29.9 inHg,约合 1015 hPa),与本页表盘一一对应(Wikimedia Commons,公有领域)
误差来源情形指示
拨正(气压基准)气压窗调得比实际高多指(指示高于实际)
气压窗调得比实际低少指(指示低于实际)
气温误差实际气温高于标准温度少指
实际气温低于标准(热区飞向冷区)多指(危险)
气压误差(未随实际重调)基准面实际气压升高少指
基准面实际气压降低多指

注 · 高度表与空速表共用一个静压源:静压孔一堵,高度表"冻结"在堵塞时的高度(见 04)。拨正程序的细节留到"高度表拨正与过渡高度"单独讲。误差方向可在上方演示里直接验证:拖「气压基准」或「气温 ISA 偏差」滑杆,盯「表读误差」。口诀记牢:气温低、气压低 → 多指(危险);气压基准旋钮方向相反——调低 → 少指。

03 升降速度表:变化率变压力差

粗管直连 · 毛细管阻滞

静压 粗管 · 直连膜盒内 毛细管 · 阻滞 开口膜盒 膜盒内 = 粗管 · 表壳内 = 毛细管 传动机构 0 +1000 +2000 −1000 −2000 爬升 下降 实时读数 设定垂直速度 0 ft/min 膜盒内 · 粗管 1013.0 hPa 表壳内 · 毛细管 1013.0 hPa 静压差 ΔP 0.00 hPa 指示升降率 0 ft/min 平飞 · 内外相等 → 归零

动手试试

拖滑杆:粗管·膜盒内马上变,毛细管·表壳内慢半拍 → 静压差 → 膜盒变形 → 指针转;滑杆回零 → 表壳内追上 → 指针归零

① 膜盒内:粗管直连静压,压力随高度马上变

② 表壳内:毛细管阻滞,压力变化慢半拍

③ 膜盒内外静压差 = 升降率:平飞时内外相等 → 指针归零

④ 慢半拍:升降率跃变后指针要几秒才指示到位(延迟误差);平稳后指示准确

测什么
测静压的变化率 → 压力差 → 升降速度(垂直速度)
构造
开口膜盒:膜盒内经粗管直连静压(随动);表壳内经毛细管连静压(阻滞)
爬升过程
外界气压 ↓ → 膜盒内先降 → 膜盒内 < 表壳内 → 膜盒被压变形 → 指示爬升
平飞
内外气压变化率相等 → 膜盒平衡 → 指针归零
延迟误差
升降速度跃变后需几秒才指示到位——"慢半拍";平稳飞行后指示准确
升降速度表内部解剖图:膜盒、容量瓶、毛细孔、连杆齿轮与静压进口
实景 · 升降速度表内部解剖——开口膜盒经粗管直连静压、表壳经毛细孔慢接静压,内外压差经连杆带动指针,与本页左侧结构图对照看(Wikimedia Commons,公有领域)

注 · 开车前检查:升降速度表应指零,不为零说明全静压系统可能漏气或堵塞,排除后再开车。接通备用静压源时:爬升指示偏大、下降偏小(短时指示爬升)。

04 堵塞故障联动

三块表的"说谎"模式

皮托管堵 · 排水孔未堵

被困空气从排水孔漏走 → 空速表读数逐渐降至 0;高度表、升降速度表正常

050100150200250300 KNOTS 空速表 110 kt 0123456789 高度表 5000 ft 0+1+2−1−2 升降速度表 0 ft/min

基准状态:5000 ft · 110 kt 平飞

皮托管 + 排水孔全堵

全压被封闭 → 空速表变成「高度表」:高于堵塞高度偏大,低于偏小

050100150200250300 KNOTS 空速表 110 kt 0123456789 高度表 5000 ft 0+1+2−1−2 升降速度表 0 ft/min

基准状态:堵塞前 5000 ft · 110 kt 平飞

静压孔堵塞

静压断供 → 高度表冻结在堵塞高度、升降速度表归零、空速表说谎

050100150200250300 KNOTS 空速表 110 kt 0123456789 高度表 5000 ft 0+1+2−1−2 升降速度表 0 ft/min

处置:立即转换备用静压源(见卡 4)

备用静压源(座舱)

座舱压力比外界低(螺旋桨滑流)→ 空速表偏大、高度表偏高、升降速度表短时指示爬升

050100150200250300 KNOTS 空速表 110 kt 0123456789 高度表 5000 ft 0+1+2−1−2 升降速度表 0 ft/min

基准状态:5000 ft · 110 kt 平飞

C172 空速表盘特写
实景 · 堵塞时盯的就是这只空速表——皮托管堵它会掉零或变成「高度表」,静压孔堵它读数说谎;与 01 同款(Wikimedia Commons,CC BY-SA 3.0)
故障空速表高度表升降速度表处置
空速管堵 · 排水孔未堵读数逐渐降至 0正常正常检查皮托管加温除冰
空速管 + 排水孔全堵变成"高度表":高于堵塞高度偏大,低于偏小正常正常与高度表交叉检查识别
静压孔堵塞高于堵塞高度偏小,低于偏大冻结:高度变化指示不变归零(完全堵塞时)立即转换备用静压源
备用静压源(座舱)偏大偏高爬升偏大、下降偏小(短时指示爬升)按飞行手册修正

注 · 静压孔一堵,三块表一起错——因为静压喂全部三块表。识别口诀:高度表冻结 + 升降速度表归零 + 空速表说谎。另记:座舱压力比外界低(螺旋桨滑流),所以用备用静压源时读数都往"偏高"方向走。

05 全压与静压:一路测速一路测高

定义 · 测量点 · 去向

C172 机翼下表面伸出的 L 形皮托管
实景 · 全压测量点——皮托管管口正对迎面气流,气流在管内被挡停,静压+动压一起收下(同 01 章实物;Wikimedia Commons,CC BY-SA 4.0)
机身蒙皮上的静压孔:平齐小孔
实景 · 静压测量点——蒙皮上的平齐小孔,开在气流平顺处只感受当地大气压力(同 01 章实物;Wikimedia Commons,CC BY 3.0)
静压 Ps全压 Pt
是什么当地大气的静压力:随高度升高而降低静压 + 动压:迎面气流被皮托管挡停后的总压力
在哪测机身蒙皮上的静压孔(平齐小孔,避开气流扰动)皮托管管口(正对迎面气流)
供给谁空速表 + 高度表 + 升降速度表(三块都喂)只喂空速表
堵了怎样三块表一起错(04 卡 3)只有空速表错(04 卡 1/2)
动压
空速表实测 = 全压 − 静压 = 动压(q = ½ρv²),按海平面标准密度换算成空速读数
数值感
海平面静压约 1013 hPa;110 kt 巡航时动压约 20 hPa——低速时全压 ≈ 静压 + 个零头
备用静压源
座舱气压(比外界低,螺旋桨滑流);静压孔堵塞时经转换开关切换(04 卡 4 可试)

注 · 一句话分工:皮托管收全压、静压孔收静压;空速表做减法(全压 − 静压 = 动压 → 空速),高度表和升降速度表只用静压。静压这一路的"单点故障"后果见 04;高度表读数的多指/少指误差表收在 02。

06 检查与使用

开车前 · 加温 · 交叉检查

开车前
升降速度表应指零;不为零 → 全静压系统漏气或堵塞,排除后再开车
皮托管加温
按机型程序接通防结冰;加温时温度可达 100–200 ℃;落地后关闭,防过热烧坏
落地后
检查皮托管、静压孔有无虫、冰、异物堵塞;按规定套皮托管罩
交叉检查
任一块表异常,先看另外两块:空速表最灵敏,风切变时最先急剧变化

注 · 全静压系统和天线积冰会影响相关系统工作——考试常与除/防冰章节联动。堵塞模式识别(04)比背数字更重要:先判断"哪路压力出问题",再看表。