位置エラー

位置誤差は、航空機の対気速度と高度を測定するシステムに影響を与える誤差の 1 つです。^{[1] [2]} 航空機が正確に正確な対気速度表示システムと高度表示システムを備えることは現実的でも必要でもありません。わずかな誤差は許容されます。これは、対気速度計と高度計に空気圧を供給する静圧ベントの位置によって発生します。航空機では、あらゆる迎え角で静圧が常に大気圧に等しい位置はありません。

すべての航空機には、機体表面に静圧ポートと呼ばれる小さな穴が設けられています。静圧ポート付近の気圧は、導管によって高度計と対気速度計に伝えられます。この静圧ポートと導管が航空機の静圧システムを構成します。静圧システムの目的は、航空機が飛行している高度の気圧を感知することです。理想的な静圧システムでは、高度計と対気速度計に送られる気圧は、航空機が飛行している高度の気圧と等しくなります。

飛行中の航空機の周囲を空気が流れる際、流線は航空機の存在によって影響を受け、航空機に対する空気の速度は航空機の外表面上の位置によって異なる。ベルヌーイの定理により、空気の速度が異なると、航空機の表面上の位置によって圧力も異なる。^[3] 静的ポートの理想的な位置は、飛行中の局所的な空気圧が航空機から離れた場所の圧力と常に等しい位置であるが、航空機上ですべての迎え角に対してこの理想的な状況が成り立つ位置は存在しない。静的ポートの位置を決定する際、航空機設計者は、航空機の迎え角の動作範囲全体にわたって静圧と自由流圧の誤差が最小となる位置を見つけようとする。任意の迎え角における残差は位置誤差と呼ばれる。^[4]

位置誤差は指示対気速度と指示高度に影響します。航空機メーカーは航空機の飛行マニュアルを使用して、動作速度範囲全体にわたる指示対気速度と指示高度の誤差の詳細を公開しています。多くの航空機では、位置誤差が対気速度に与える影響は、指示対気速度と較正対気速度の差として示されます。一部の低速航空機では、位置誤差は指示対気速度と等価対気速度の差として示されます。

ベルヌーイの定理によれば、全圧（またはよどみ圧）は流線に沿って一定である。^[5] よどみ圧は流線上のどの位置で測定しても変化しない。よどみ圧に関連する位置誤差はない。

ピトー管は対気速度計に圧力を供給します。ピトー管が局所的な気流と一直線に並んでおり、境界層の外側にあり、プロペラの吹き出しの外側にある場合、ピトー圧はよどみ点圧と等しくなります。ピトー圧は一直線上の誤差の影響を受けることがありますが、位置誤差の影響を受けません。

航空機の設計基準では、ピトー静圧システムの最大誤差が指定されています。パイロットが交通分離の目的で高度を適切な精度で把握することが重要であるため、指示高度の誤差は過度であってはなりません。米国連邦航空規則、パート23、^[6] §23.1325(e)には、静圧システムに関する次の要件が含まれています。

• 指示気圧高度におけるシステム誤差は、[航空機の運航速度範囲]において、速度100ノット(190 km/h)あたり±30フィート(9.1 m)を超えてはなりません。

指示された対気速度の誤差も過度であってはなりません。パート 23、§23.1323(b) には、対気速度指示システムに関する次の要件が含まれています。

• 位置誤差などのシステム誤差は、[航空機の運航速度範囲]全体にわたって、較正された対気速度の3%または5ノット(9.3 km/h)のいずれか大きい方を超えてはなりません。

対気速度指示システムの最大許容誤差を規定する航空機設計基準に準拠するためには、代表的な航空機の位置誤差を測定する必要があります。位置誤差を測定する方法は多数あります。一般的な方法のいくつかを以下に示します。

• 三角形のコースを飛行中のGNSS受信機の使用
• プラスチックコーンで安定化された静電気源を備えた後続導管
• タワーから撮影した通過する航空機の写真で、タワーの上または下にある航空機の高さを正確に示すタワーフライバイ。
• ピトーと静的ソースの両方を備えたトレーリングボブ

• 対気速度
• 高度
• 全地球測位システム
• ピトー静圧システム
• 垂直方向の分離の最小値の削減

• Clancy, LJ (1975)、Aerodynamics、Pitman Publishing Limited、ロンドン ISBN  0-273-01120-0
• グレーシー、ウィリアム (1958)、航空機の静圧測定(PDF)、ラングレー研究センター: NACA、TR- 1364、2008-04-26取得。
• カーモード、AC（1972）飛行の力学、ロングマングループリミテッド、ロンドンISBN 0-582-23740-8 

• 静的システムエラーの判定