飞机的空速决定了飞机的空气动力特性，了解空速的测量方法可以帮助我们判断当前的空速值是否正确，还可以有助于我们了解不同空速之间的关系。
1.空速的测量作用在飞机上的所有空气动力都取决于动压：
几乎所有的空气动力计算都有动压参与，因此，测量动压是非常重要的。
但是由于动压的测量比较困难，因此目前计算动压的方法是：通过皮托管和静压孔分别测量总压和静压，然后进行差值计算。
现在，又带来另外一个问题，飞机飞行过程中，带来的气流干扰使我们无法在飞机上测量飞机前方的压力。那我们该怎么办呢？
a.皮托管
皮托管最初只能用来测量总压，如下图的“简易皮托管”，后来经过升级改造，结合静压孔，最终形成今日常用的风速管（又称皮拖-静压管），但是由于习惯人们仍把风速管称为皮托管。因此，当前的教辅资料和网络资料指的绝大部分皮托管，实际上指的就是皮拖-静压管。通过测量总压与静压，最终计算出动压。
下面这张图来自于NASA，为我们展示了现代皮托-静压管的内部构造与测量原理：
提醒：总压=静压 动压，即：
气流直接从皮托管最前端的孔进入皮托管，直到完全停止（到达驻点），此时驻点的压力就是总压。（到达驻点时，气流停止运动，动压完全转化为静压，则此时总压等于静压。）
这里有必要提醒一下：在部分飞机上的皮托管设计仍然采用简易皮托管，由简易皮托管测量总压，飞机上的静压孔测量静压。
b.静压孔
飞机表面上与气流平行的孔测量的是静压。
我们需要测量的静压是飞机周围大气中的静压，即环境压力。根据经验，通常静压孔位于机鼻和机翼之间。
总压与静压之差即为动压。 空速指示器经过校准，可以以速度的形式显示此压力（请记住，它仅受动压变化的影响）。
2.空速气流对飞机的相对速度与仪表上指示的速度之间的差异，通常来自以下三个方面：
（1）.空气密度随高度变化
（2）.气流的可压缩性
（3）.仪表误差
下面这张图我们可以看出常见的四个速度之间的关系：
下面我们详细介绍一下这四种速度，并解释为什么我们需要它们。
a.指示空速 IAS
IAS 是直接在空速表上读到的速度。它是基于静压管测量的总压与静压之间的压差（△P=Pt-Ps）获得的。
实际上，IAS是在校准仪表后，假设标准大气条件和海平面下（密度ρ=1.225kg/m3），以速度显示的压力。
此外，该速度还受“位置误差”（飞机部件对皮托管的干扰）和“仪表误差”（空速指示器固有的误差）的影响。
b.校准空速 CAS
CAS是假设标准大气条件和海平面条件下，以速度显示的精确压差△P。因此CAS是空速表在没有任何误差时应该显示的速度，即：
CAS 位置误差 仪表误差=IAS
c.当量空速 EAS
EAS是基于动压获得的。动压q和EAS对应的条件为：平均海平面、标准状况。
动压：
CAS与EAS之间的差别：CAS基于压差△P，而EAS基于动压。
注意：伯努利连续性方程，仅仅对不可压缩流体有效。
对于不可压缩流体（低马赫数流体），压差△P等于动压q，所以CAS=EAS。
对于可压缩流体（高马赫数），压力差△P大于动压q。因此我们可以推断出基于压差△P的CAS不小于基于动压q的EAS。
可压缩性：CAS与EAS之间的关系可以表达为这样一个公式：
EAS=K·CAS
公式中K为可压缩性系数。
可压缩性系数K表达了真实可压缩流体与理想不可压缩流体之间的差异。对于高马赫数和高海拔，此差异会增加，但K值会减小（也就是说：差异越大，K值越小）。
因为EAS＜CAS，所以K＜1。马赫数M越高，K越低。对于低马赫数流体，我们可以认为K等于1（CAS=EAS）。
由以上内容可知，对于同一个速度，例如失速速度VS，高度越高、马赫数越大时，用EAS表达的VS相比于用CAS表达的VS将越来越小。但是当低海拔慢速飞行时EAS与CAS的差别可以忽略。
3.真空速TAS
TAS是飞机相对于流体的真实速度。
下面我们讨论一下EAS和TAS的关系：
在恒定压力高度ZP飞行时的飞机升力方程：
对于相同的飞机、相同迎角、在平均海平面飞行时的飞机升力方程为：
因此（提示升力L等于重力W）：
公式中，
就是EAS，而V指的是TAS。
于是我们得到以下关系式：
即
我们举例说明一下：当位于平均海平面、标准密度状况（ρ0=1.225kg/m3）下，此时TAS=EAS。如果高度12000米的标准密度为 ρ = 0.3016 kg/m3，约为ρ0的1/4，由于升力L不变，则为了使与平均海平面的EAS相同，飞机必须飞快两倍。
4.总结
a.不同空速的实际使用
TAS是飞机飞在压力高度ZP的真实空速
EAS：
是飞机在平均海平面和标准大气条件下，在相同条件（质量和迎角）时飞行的速度。
是使飞机的动压与压力高度ZP处动压相同的速度。
动压：
高度ZP处动压：
是指假定飞机处于平均海平面和标准大气条件下，与给定动压值对应的速度指示。
CAS：
是假设飞机处于标准大气平均海平面条件下时，真实压差△P=Pt-Ps对应的速度。
是在平均海平面、标准大气和相对气流不可压缩的条件下，飞机上的探测器和空速指示器为理想状态时，所显示的指示空速。
请注意：在小型或中小型，以及一些老式飞机上，飞机上飞行员并不能获得TAS和EAS，只能看到CAS，更加精确的说其实是IAS。在现代大型客机或设备先进的中小型飞机上可以从ND（导航显示）上读取TAS。另外在有些资料上的CAS与IAS相同，这是因为CAS与IAS的误差经常是可以忽略的。
b.典型的爬升剖面
在爬升(或下降)过程中，飞行员通常会进行速度(指示空速)监控，对于快速飞行的飞机来说，这个速度通常为马赫数。
等IAS爬升
我们假设：IAS≈CAS≈EAS
由于随着高度的升高密度降低，根据上个公式可知，当等IAS爬升时，TAS随之增加。
等马赫数爬升
由于TAS=aM
公式中：
这里会出现两种情况：
第一：低于FL360。由于温度随着高度的增高而降低，因此声速也降低。FL360以下等马赫数爬升时，TAS不断降低。
第二：高于FL360。在标准大气条件下，一般认为这个高度已经到达了平流层，温度被认为是不变的，因此高于FL360等马赫数爬升时，飞机的TAS不变。
这里有必要提醒一下（仅针对典型爬升剖面）：
1.等IAS爬升时，一般划分为两个阶段：第一个阶段是FL100以下，以IAS=250kt爬升。第二个阶段是FL100以上，以IAS=280kt爬升， 限制到M=0.78。
2.以等IAS爬升转换到等马赫数爬升的高度为转换高度。转换高度是IAS=280kt时M=0.78的高度。高于转换高度：以恒定的马赫数M0.78爬升。
3.飞机从地面起飞到1500ft时，IAS达到250kt。
总结一张图如下：
END
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