静压
静压（Static pressure）是流体力学名词，在伯努利定律中表示为“静压 + 动压 = 总压”。因为流体在任何一点的压强量测是量测到静压值，因此一般会省略静（static）一词。 在航空器的设计和运作中，静压是指航空器全静压系统里的气压。
流体动力学中的静压[编辑]
压强是流体研究的重要概念之一。不论流体是否在运动，流体里的每一点都可以量测到压强。压强的量测可以用气压表、波登管（Bourdon tube）、汞柱等设备。
总压或动压的概念来自伯努利定律，在各种流体流动的研究中都很重要。这两种概念都不是传统上的压强 - 无法用压力感测器量测到。为了避免误解，在流体动力学会用静压代表压强，和动压和总压区分。流动流体里的静压可以用和开口方向流向垂直的洞或管子来量测。
在Aerodynamics一书中，L.J. Clancy[1]提到：“为了和总压和动压区分，流体的实际压力（和其状态有关，和运动无关）会称为静压，若只称到压强时，也是指静压。”
伯努利定律是不可压缩流动力学的基础。在许多关注的流体应用中，高度的变化不重要或是可以忽略。在此简化下，不可压缩流的伯努利定律可以表示如下[2][3][4]
- <math>P + \frac{1}{2} \rho v^2 = P_0,</math>
其中：
- <math>P\;</math>是静压
- <math>\frac{1}{2} \rho v^2</math>是动压，一般会用<math>q\;</math>表示,
- <math>\rho\,</math>是流体密度
- <math>v\,</math>是流速
- <math>P_0\;</math>是总压，沿着任何流线下，总压都是定值，也称为滞止压强。
在稳定流动流体里的每一点，都会有其静压<math>P</math>、动压<math>q</math>和总压 <math>P_0</math>。在流体流动过程中，静压和动压会变化，但沿着同一条流线，总压会是定义。若是不旋转流，所有流线的总压都是定值，因此流体中的总压都相同[5]。
- 静压 + 动压 = 总压
简化版的伯努利定律是了解船舶、低速飞机以及低速飞机的空速指示器设计和运作的基础。此处的低速是指速度小于音速的30%。
由于许多人因为伯努利定律了解了静压此名词，许多作者[9]在流体力学领域中，就算和伯努利定律没有直接相关，也会用静压取代压力。
BSI集团在其标准文件, in its Standard[10]Glossary of Aeronautical Terms里，提供了以下的定义：
- 4412 Static pressure The pressure at a point on a body moving with the fluid.
飞机设计和运作中的静压[编辑]
飞机的静压系统是其高度计的关键输入，配合皮托管量测的速度可计算全压，一起让空速表运作[11]。
静压系统会在飞机的外层有一个开口，称为静压埠，可以在飞机飞行时感测该海拔下的外界气压。在飞机飞行时，飞机不同位置量测到的压强会略有变化，因此设计者需仔细考量适合的量测点。不论量测点在哪里，静压埠量测到的气压仍会受到飞机瞬时的攻角影响[12]。量测到气压和实际气压的差距会造成仪器中海拔高度和空气速度的小量位置误差[13][14]。设计者选择静压埠的目标是要让飞机在其运作乘载以及速下，其位置误差都维持在最小值。
许多作者将飞机所在海拔的气压称为自由流静压。不过至少有一个作者设法避免使用“自由流静压”一词。Gracey曾写过“静压是飞机飞行高度的气压。”[15][16]。Gracey之后将飞机附近位置的气压称为“局部静压”。
流体静力学中的静压[编辑]
在流体静力学中，有时会用“静液压”（hydrostatic pressure）来指流体在一定深度下的压力。在流体静力学中，流体是静止的，因此总压和动压的概念不适用。此时可以使用压力表示静压，也有些作者[17]仍使用静压进行说明。
相关条目[编辑]
脚注[编辑]
- ^ Clancy, L.J., Aerodynamics, page 21
- ^ Clancy, L.J., Aerodynamics, equation 3.13
- ^ Hurt, H.H. Jr, (1960), Aerodynamics for Naval Aviators, page 9, A National Flight Shop Reprint, Florida
- ^ Anderson, J.D. Jr, Fundamentals of Aerodynamics, 4th edition – page 212, McGraw-Hill, New York. ISBN 978-0-07-295046-5
- ^ A.M. Kuethe and J.D. Schetzer (1959), Foundations of Aerodynamics, Section 3.5 (2nd edition), John Wiley & Sons, Inc. New York ISBN 0-471-50952-3
- ^ Bernoulli's Equation. nasa.gov. NASA Glenn Research Center. [3 May 2022]. （原始内容存档于2021-10-25）.
- ^ Clancy, L.J., Aerodynamics, Section 3.5
- ^ "The total pressure is composed of two parts, the static pressure and the dynamic pressure". Streeter, V.L., Fluid Mechanics 4th edition – page 404
- ^ For example: Abbott, I.H. and Von Doenhoff, A.E. (1949) Theory of Wing Sections, Navier-Stokes equations - section 5.4. Dover Publications, Inc., New York. Standard Book Number 486-60586-8
- ^ British Standard BS 185: Part 1: 1950 Glossary of Aeronautical Terms
- ^ Lombardo, D.A., Aircraft Systems, 2nd edition – chapter 2
- ^ "It is virtually impossible to find a position where the static pressure is always exactly the same as the pressure in the free airstream away from the aircraft". Kermode, A.C., Mechanics of Flight, 10th edition – page 65
- ^ Kermode, A.C., Mechanics of Flight, 10th Edition – page 65
- ^ "Of these errors the error in detection of static pressure is generally the most serious and has the special name,position error." Dommasch, D.O., Sherby, S.S., and Connolly, T.F. (1967) Airplane Aerodynamics, 4th edition – page 51, Pitman Publishing Corp., New York
- ^ Gracey, William, Measurement of aircraft speed and altitude （页面存档备份，存于互联网档案馆） NASA, RP-1046, page 1
- ^ Gracey, William, Measurement of Aircraft Speed and Altitude, page 1
- ^ For example: "The pressure in cases where no motion is occurring is referred to as static pressure." Curtis D. Johnson, Process Control Instrumentation Technology, Prentice Hall (1997) 互联网档案馆的存档，存档日期January 19, 2008，.
参考资料[编辑]
飞机设计
- Gracey, William, Measurement of static pressure on aircraft (PDF), Langley Research Center: NACA, 1958 [2023-04-07], TR-1364, （原始内容存档 (PDF)于2025-11-18）.
- Gracey, William, Measurement of aircraft speed and altitude (PDF), Langley Research Center: NASA, 1980 [2023-04-07], RP-1046, （原始内容存档 (PDF)于2026-02-09）.
- Gracey, William, Measurement of Aircraft Speed and Altitude, New York: John Wiley & Sons, 1981, ISBN 978-0-471-08511-9
- Kermode, A.C. (1972) Mechanics of Flight, Longman Group Limited, London ISBN 0-582-23740-8
- Lombardo, D.A., Aircraft Systems, 2nd edition, McGraw-Hill (1999), New York ISBN 0-07-038605-6
流体动力学
- L. J. Clancy|L. J. Clancy (1975), Aerodynamics, Pitman Publishing Limited, London ISBN 0-273-01120-0
- Streeter, V.L. (1966), Fluid Mechanics, McGraw-Hill, New York