传感器测速 DXO给出徕卡M11传感器测试成绩
DXO给出徕卡M11传感器测试成绩
国外测试网站DxOMark给出了徕卡M11传感器测试结果,M11传感器总得分为100分,动态范围性能表现突出。与其他的全画幅无反相机比,更有优势。甚至与中画幅机身相比,仅有微小的落后。
在传感器成绩排名中,M11排在前五的位置,是全画幅机身中排名最高的。
编译|bichao
飞机如何知道自己的速度?靠GPS行吗?
先看个图,这个飞机机头上的长管子是个啥?
给四个选项:
避雷针,防止飞机被雷劈。天线,飞行员打电话听广播用。刺刀,子弹打完了开着飞机拼刺刀。公飞机。四个答案哪个对?其实都不对。这个管子,其实是用来测飞机速度的,非常重要。
你随便抓个飞机,它基本上都会有这种管子,有的长,有的短,而且普遍还都不止一根。下面咱就讲讲这玩意到底是怎么测飞机速度的,什么原理。
如果让你测飞机速度,你会怎么测?你低头看看你的法拉利,没有法拉利看看自行车也行,它的测速方法你肯定熟悉。可以在轮子上装个感应器,来感应轮子转一圈用了多长时间,轮子周长除以这个时间,就知道速度了,通俗易懂。
那飞机能这么干吗?尴尬了吧,飞机在天上它轮子不转圈啊!收起来了。
你说净搞这些没用的,现在都21世纪了,能不能整点高科技的东西?GPS测速,或者北斗,不好使吗?哎呀说得非常对。GPS确实可以测量飞机的速度,但是,这个速度仅仅是飞机相对地面的速度。
先科普两个概念,一个是“地速”,一个是“空速”。很简单,飞机相对地面的速度,是地速。而飞机相对于空气的速度,就是空速。对于飞机,空速比地速重要多了。
咱们知道,飞机的机翼要想产生升力,把飞机托起来,必须要和空气产生相对运动。要么是飞机动,要么是空气动,两边都不动,那是不可能有结果的。之所以说空速比地速更重要,是因为它对飞机的安全影响更大。
如果空速不够,即使地速再大,飞机还是会掉下去。比如发动机推着飞机,相对地面以每小时300公里的速度往前跑,但是巧了,顺风,风速是每小时250公里。这种情况下,你把飞机累死,它也飞不起来。
再比如,飞机就在地上停着不动,时速300公里的大风对着飞机吹过来。理论上说,飞机也能起飞,尽管它的地速只有0。其实现在的风洞不就是这样嘛,飞机固定在架子上不动,然后用风吹飞机,来测量升力。
所以以后谈到飞机速度,一定要分清它指的是空速还是地速。当然,如果一点风都没有,那空速和地速是相等的。
刚才说了,飞机的地速,用GPS就能测出来。那更重要的空速咋测呢?这就要用到咱开头说的飞机机头顶的长管子了。这个管子,学名就叫“空速管”,也叫“皮托管”。因为它是18世纪,法国工程师亨利·皮托发明的,200年了。
当时发明这个东西,是为了测量法国的一条河,塞纳河的水流速度。水和空气,都是流体,性质很接近,无非也就是水相比空气“稠”一点。
那皮托管测空速是什么原理呢?其实很简单,你小学可能都听过,就是一句话:流速大,压强小。这句话够精辟,但不够直观。要想直观,还得上咱们人类文明的结晶,你们最喜欢的公式。
从现在开始,有点困的读者就可以先去睡觉了。
再说俩概念,空气的总压Pt和静压Ps。总压是运动的空气,等熵减速到静止时的压力,等于静压和动压的和。而动压,就是上面式子括号里那一项,因为空气流动才产生的。
你可别问“等熵”和“熵”是啥意思,超纲了,这话题是个无底洞。你就只需要知道,只要能测出来空气的总压和静压,就能算出来它的速度。
咋测呢?可以拿两个管子,一个管子口正对着空气,让空气直接冲进去,管子另一头的压力,就是总压。再拿一根管子,管子口和空气流动方向垂直,也就是别让空气冲进去,那这个管子另一头的压力就是静压。
总压减去静压,再掐指一算,就能知道空气流动速度。
咱把飞机的皮托管,咔一刀劈两半。可以看出来里面其实就是两个空心管道,一个管道的口正对空气 ,测总压;另一个和空气流动方向垂直,测静压。不得不感叹,皮托儿就是聪明啊,发明的东西结构简单,但是解决大问题。
在这有必要插一嘴,200年前亨利皮托发明的管子,其实和现在的皮托管还不一样。当时他那个管子,只能测总压,不像现在,一根管子把总压静压全测了。
讲到这,不知道还有多少人在看,评论区刷个“祝马卡耶夫早日双休”,让我看到你们。
虽然皮托管原理简单皮实耐操,但是毕竟在机身外面露着。猛男也有脆弱的一面,万一有虫子进去,或者结冰了,或者被哪个机务开车玩手机碰坏了,都有可能。
应对这些问题,也没啥好办法,只能多注意点。飞机不飞了给皮托管盖上盖子,虫子别爬进去了,起飞之前好好检查检查,别堵着了。
在天上为了防止皮托管结冰,给它加上电加热功能。
在地上为了防止皮托管被碰到,可以搞成可折叠的。你看歼6飞机的空速管,就可以往上折起来的,看着还挺酷的。
现在飞机的空速管都做的比以前短多了,很多都做成L形,也不是都在机头,很多是在机身,几乎看不到,这就安全多了。
但是,如果做这么多还不放心,或者说还不能满足飞机的安全性要求,那就只能拿出飞机的终极无敌大绝招了——冗余设计。一个你不是怕坏怕堵吗?我直接给你装俩,要还不放心就装三个,比如A320就装了三个。
这个200年前的发明,原理虽然简单,但是一直到现在,无论是百十来万的小飞机,还是上亿的大飞机,都离不开它,毕竟哪个飞机都需要知道自己的速度。开车的时候你敢把仪表盘挡起来?吓死你。
但是,你要是感觉皮托管这个东西太low,倒也是有高级一点的,比如多普勒测速仪。利用超声波或者激光的多普勒效应,可以用来测空气速度。但是这个东西我还没听说哪个飞机装了。毕竟相比皮托管,它太复杂了,不光贵,还容易坏。除了装B,实际用处并不是很大。
另外,还有一种更高级更复杂的,叫嵌入式大气数据传感系统。
这个东西是有实际需求的,最典型的就是飞机隐身和高超音速飞机。你看那空速管,无论长短,都会在机身上很明显地伸出来,这种凸起,和飞机隐身以及超音速是矛盾的。
你想想,你负责机身设计的同事,绞尽脑汁加班熬夜半年,头也秃了,脖子也颈椎病了,想方设法减少飞机的雷达反射面积,增加隐身效果。你倒好,空速管一装,同事半年白干,能不给你拼命吗?
对于高超音速飞机,肯定设计得越滑溜越好,阻力小,发热也小。很显然这皮托管凸起来,也是矛盾的。嵌入式大气数据传感系统就好多了,它只是在机身上开一些孔,采集不同地方的压力,然后经过模型计算,得到飞机的空速、迎角这些数据。原理要复杂很多,对传感器的精度以及计算模型的准确度要求也高很多。
最后讲讲和皮托管有关的空难。最著名的,法航447号航班。
2009年,一架A330客机,拉着228个人,从巴西飞法国。飞行员一共三个,一主两副。其中一个副驾驶,叫罗伯特,另一个,就是大名鼎鼎的博南。可能很多人都听过一个词,叫“博南拉杆”,下面我就给大家讲讲,在这个空难中,博南是怎么出名的。
这个A330飞机飞到大西洋中部的雷达盲区后,失踪了。两年后,在大洋里面找到飞机的黑匣子,才知道空难的原因。
飞机在天上,皮托管被冻住了。飞机的飞行控制系统也检测到这一点了,然后解除了自动驾驶模式。因为在正常情况下,飞机在巡航阶段都是自动驾驶的,不需要飞行员有过多干预。自动模式一解除,就需要手动驾驶了。
但是,这时巧了,飞机的58岁的非常有经验的机长,去休息了,飞机由两个副机长控制。两个人,经验都不足,尤其是这个博南。也不知道咋回事,他开始猛拉驾驶杆。一拉杆,飞机就会抬头,机翼攻角就会增大,然后飞机就往上爬升。但是攻角太大会出现很危险的后果,就是失速。
当时飞机已经在失速告警了,空速一直在降低,飞机也已经开始往下掉了。但是博南边拉杆边好奇,说这飞机在告警啥呢?另一个副机长罗伯特反应过来了,就开始推驾驶杆,想让飞机改出失速,但是他的推杆和博南的拉杆抵消了。这期间罗伯特还提醒过博南,说你别拉了!快松手!然后博南嘴上说着OK,OK,但是手并没有动。
黑匣子还记录了博南最后说的话:“我已经一直在拉机头,不过一点反应都没有”。那能有反应吗?都失速了,机头拉的越高,它失速越严重啊!后来机长回来,想挽救飞机,但是来不及了,飞机离大海只有4000英尺了,1200米,这个高度,根本来不及。后来,机上二百多人,被副机长博南拉到了大西洋洋底,也留下了“博南拉杆”的江湖传说。
这个空难,虽然有空速管结冰的因素,但是最终导致坠机的还是飞行员操作失误。这也和绝大部分空难一样,主要原因都是人为操作失误,很少有纯机械故障导致摔飞机的。另外,飞机的空速管结冰,也并不是什么大问题,它有自动加热的,结冰很快就化了。
最后,有必要插一嘴。并不是所有飞机往前伸出的管子都是空速管,比如这米格-9,伸出三根管子,可不是三个空速管啊。这三个是人家的武器,三门航炮,不能乱摸,很危险的。
这文章有点长,而且内容有点无聊,枯燥。能坚持看到最后的人估计不多,要是真能看到这,评论区来个“祝马卡耶夫早日双休”,这句话也满满都是爱啊!
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