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(转载知乎)为什么航空仪表相当一部分使用英制单位?
1樓 JosephHeinrich 2025-4-5 20:11
2樓 JosephHeinrich 2025-4-5 20:11

太空僧:


有个笑话,说是某西方国家zongli专机访华时,中国的空管只给米制高度层(千米),飞行员只能现用iPhone把千米换算成英尺来调飞行高度。

目前除美洲以及其它少数国家[1]外,航空业使用的都是国际标准单位,但高度、距离和速度[2]默认还是用英制单位表示的,比如下面右边的38000英尺。

有的飞行教员还会要求学员把飞行高度层换算表背下来,有的还要考试。。

RVSM 空域内的高度层采取东单西双高度:垂直间隔与RVSM空域

有一种说法是,对于飞机来说,1000英尺正好是一个合适的垂直间隔,而且是整数,比300米计算起来更方便。

2007 年,我国在所属空域实施了米制的 RVSM[3],在原飞行高度标准基础上,缩小了 8400 米至 12500 米之间原 600 米的垂直间隔。为了保证两相邻高度层间的米制转换为英制后,大于等于 1000 英尺,英制高度层按 100 英尺取整。

另外,航空界的仪表飞行就是上世纪三十年代开始由美国开创的[4],早期的航空设备大部分来自美国,从一开始就是用英尺做为单位(搞笑的是,美国的单位又与英制有时候也不一样)。二战结束前欧洲大量的飞机用的还是公制单位,但是:

使用米制的国家(法国、德国、意大利)的航空业被使用英制的国家(美国和英国)给打趴下了(苏联就不写了,能单说一壶)。

二战后美国成为航空工业的课代表,随着美制飞机在全球的流行,一直延续到现在。

很多飞机上的高度旋钮,就是以100英尺为单位调整的。

速度与距离:节KNOTS与海里NM

飞机的速度,通常用“节”来表示。

1节=1海里/时=1.852公里/小时

比如空客A320

,最大速度为0.82马赫(FL246以上高空读马赫数),低海拔就是350节左右[5](SL to FL246)。

为什么要用航海单位“节”呢?因为飞机和船舶一样,在缺少参照物的情况下长距离航行,就不能再忽视地球曲率的影响了,这就不得不涉及经纬度。1节对应约赤经上纬度的1分(准确的说是一海里对应地球椭圆子午线上纬度1分所对应的弧长)。这使得在标有经纬度的海图上可以通过数网格就能大致计算距离,或者说在角度和时间之间换算变得更容易。

临时而长久的妥协

我国是国际民航组织

ICAO的会员国http://219.143.231.65/content/details_39_434.html" data-tooltip-richtext="1" data-tooltip-preset="white" data-tooltip-classname="ztext-reference-tooltip" style="font-size: 0.8em; color: rgb(9, 64, 142);">[6],民航应按照《国际民用航空公约》附件5中制定的《空中和地面运行中所使用的计量单位》来执行。附件5规定应允许非公制单位“英尺”作为计量的替代单位临时使用,但“临时”到什么时候,并没有规定。

你有可能会发现,使用公制单位作为航空标准单位的,很多是美国影响力较小的国家,比如中国、苏联[7]、印度等。(从国家整体层面来看,只有美国、利比利亚和缅甸等少数国家还是非公制国家,连英国都已经全面废除了旧单位,只在车辆等少数领域允许保留旧单位。)

除非波音和空客开始把所有的新飞机和所有的旧飞机都改造为公制单位仪表(这是不现实的)、把所有手册规则参考资料和地图图表都转换为公制、所有飞行员地勤和空管都要熟悉公制(过渡期间会产生大量的像加拿大航空 143号航班或火星气候探测器[8]那样的严重失误事件),否则航空业就会继续使用英制单位。

不只是航空业

在美国连航天业也不能幸免。当年二战后纳粹德国火箭科学家冯布劳恩去到美国后,对美制单位相当不适应。再后来,到了阿波罗登月时代,在计算机内部还都是使用公制单位进行计算https://en.wikipedia.org/wiki/Apollo_Guidance_Computer" data-tooltip-richtext="1" data-tooltip-preset="white" data-tooltip-classname="ztext-reference-tooltip" style="font-size: 0.8em; color: rgb(9, 64, 142);">[9],但在DSKY上显示时再转换成美制单位以方便宇航员(因为他们大部分都是美国空军试飞员)https://ukma.org.uk/why-metric/myths/metric-internationally/the-moon-landings/" data-tooltip-richtext="1" data-tooltip-preset="white" data-tooltip-classname="ztext-reference-tooltip" style="font-size: 0.8em; color: rgb(9, 64, 142);">[10]。考虑在研发时很多数学运算都是靠女工们手工完成的,像1海里=6076.11549英尺这样的单位间非整数换算[11]似乎是一个不必要的、让工作复杂化的障碍。但许多美国航天制造商的铣床和紧固件仍然主要以英制为单位生产零件,这也很难去改变。

哦,严格地说,NASA现在内部用的即不是英制单位(Imperial Units),也不是美式英制单位(United States Customary Units),也不完全是公制单位(SI system),而是英国工程单位(English Engineering Units)。嗯,上世纪后半叶美国航天业还在用FPS制

(foot-pound-second system,英尺-磅-秒系统),美国的工程文献都是这个。

实行公制单位的国家按颜色区分实行时间

理论上,全球使用统一标准化的单位是最安全的。但人类科技的发展史就是打补丁和堆shi山的过程,积重难返。最终还是要靠国家实力来决定。

参考

^以及美国周边一些国家
^其它比如能见度/RVR,hg,燃油磅数及流量等,很多国家都开始用公制单位了
^即缩小最低垂直间隔(RVSM Reduced Vertical Separation Minimum),是指在实行RVSM运行的空域内,在FL290至FL410(包含这两个高度层)之间的垂直间隔标准由2000英尺缩小到1000英尺。按照这样的标准从事的飞行活动称之为RVSM飞行
^1929年9月,美国飞机驾驶员J.H.杜立特凭借仪表和无线电导航设备安全完成首次盲目飞行,即仪表飞行,开创了仪表发展的新阶段。
^350KIAS,指示空速,非地速,防杠说明。
^http://219.143.231.65/content/details_39_434.html
^现在俄罗斯也开始用英尺了
^由于未能将英制单位转换为公制而导致导航错误而未能成功。
^https://en.wikipedia.org/wiki/Apollo_Guidance_Computer
^https://ukma.org.uk/why-metric/myths/metric-internationally/the-moon-landings/
^在美国,任何两个单位之间的换算几乎都令人难忘。

3樓 JosephHeinrich 2025-4-5 20:12

时也:


一个问题就能看出来,知乎理科生还是太少,学工科的更是凤毛翎角。

在理工领域中,改变基础计量单位,是千难万难的事,你以为还是秦始皇时期,说改就改了!

变了基础计量单位,所有现有技术文件都必须重新换算,而且要改变所有技术人员和工作者的使用习惯。而且由于几乎所有工业都是有延续性的,很多时候,不仅仅要改现在的技术文件,还得改过去的,只要老设备还在用,那就得改,否则就很可能无法维护。

此外,理工科,尤其是工科,存在着大量的经验公式(就是不知道为什么,但这么算的结果挺好的“公式”。)和不知道是为什么,但实际结果就是这样的数据,你也得改。

越是复杂的系统性工业,这么做,要改的就越多,出差错的概率也就越大,于是明知道用公制更好,也不得不捏着鼻子继续用英制。

这和所谓英制先进性,没有半毛钱关系,纯粹就是无法承受改变的代价。

航空工业也在改,只不过很慢而已。

中国在航空工业中使用公制,这本来就是后发所带来的优势,咋还成了某些人口中的落后了呢?

至于为什么英制改公制是历史必然,原因也极为简单:

除了航空公司,其它工业领域,基本都是使用公制计量体系,所以为了大系统协作,肯定是航空工业向其它工业妥协,而不是反过来。


4樓 JosephHeinrich 2025-4-5 20:12

马健雄:


原因很简单:目前全世界民航最发达的国家美利坚一两百年前脑子抽抽,发神经在航空领域坚持英制单位,然后现在积重难返了

想掰回来就只能等我们人均一颗原子弹那会才有可能


5樓 JosephHeinrich 2025-4-5 20:13

飞行高度什么的现在还是用英制,是因为这样万一搞错了,问题可能会稍小一些。毕竟搞错单位导致事故的事情每隔那么久就会出现。

塔台:请把高度降低到1000英尺。

飞机:(听成了1000米),哎呀,怎么离跑道这么高啊,塔台,1000米真的对吗?

塔台:是1000英尺,重复,是1000英尺。

飞机:哦哦,明白了,1000英尺(降低到304米)


塔台:请把高度降低到1000米。

飞机:(听成1000英尺),收到(降低到1000英尺,304米)

云层中突然发现一幢高楼,砰



作者:NaHCO3

链接:https://www.zhihu.com/question/536062895/answer/70075432407

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6樓 JosephHeinrich 2025-4-5 20:13

最开始一整个行业不是本国制定规范的,一些东西就是捆绑在一起销售进来,像仪表语言单位这些东西自然是跟随制定国说了算 。

就如国内客机还有许多波音飞机,你有没有发现前段时间飞机失事还要去联系美国公司一起维修,大到技术问题都是这样,本土对技术的控制力可见一斑。

就像电脑系统和单片机开发系统开发语言都是英文的,不仅仅是习惯的问题,一开始话语权就不在你这,人家说圆就圆说扁就遍。

规矩推行下去,一开始肯定会有抵触,但用户用得久了自然就会拥护他的产品,改动阻力就大了,就像你让我们学了这么久中文突然要求全部日常交流用英文,谁也不乐意。

仪表语言是英文的,有种说法是让飞行员和整个行业能够接轨,但考虑到客机飞行员绝大部分一生就在国内飞飞机,不像其他行业随便跳槽,只能说这个接轨,是和国外(美国)接轨,人家不给你打汉化包,自己要是不学英语仪表上遇到单词变个位置不就抓瞎了。

没有利益就没有动力,中文仪表可能生产的厂家不多,也有可能上面又没有硬性要求,觉得英文就英文推行中文没有好处,然后飞机(仪器)又是一定要买的,你不能挑挑拣拣,所以就是英文的。

----

6.8

应网友提醒,更正国外生产公司为国外



作者:调研组组长

链接:https://www.zhihu.com/question/536062895/answer/2516537143

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7樓 JosephHeinrich 2025-4-5 20:13

改成公制成本太高,要全部重来一遍,之前的经验也全部作废,人员要全部重新习惯,还要承受修改初期的混乱造成的潜在损失。

别说仪表,现在连螺丝都还有英制的,淘宝就能买到,为了实验我不得不熟悉了英制公制两套螺丝表,英制螺丝的螺距超级恶心,和英制长度单位都没有直接联系。但即使如此,如果试出来英制螺丝能跑我肯定不会随便换成公制,反之亦然,公制能用我也不会换英制,因为鬼知道换了会出现什么稀奇古怪的问题。



作者:匿名用户

链接:https://www.zhihu.com/question/536062895/answer/2999355166

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8樓 JosephHeinrich 2025-4-5 20:13

夜海孤帆:


无他,话语权大,接触到现在民航的航空仪表和电子设备大多数是老美和法国的。

其实接触久了也就习惯了,但如果要把英制换成公制,工作量会大到离谱,需要改变的不仅仅是各种技术参数,所有为期服务的文件手册工具都得修改,甚至重新开模制作。不是一个简单的单位换算就能解决的。

航空仪表英制还能接受,毕竟就那么几个单位来回倒腾,业内也这么多年了。真让人抓狂的是各种傻*一样的扭力工具,单位一堆,人工换算极其容易出错。因此单位电脑收藏夹第一项是邮箱第二项就是扭力单位换算。


9樓 JosephHeinrich 2025-4-5 20:24

小潜艇:


海军舰载机一般还用节呢。甚至在陆基部署、训练时,或者中国湖武器试验场测试某种UFO(未公开的研制中保密飞行器,也是UFO)时,海军飞行员还是说节。


10樓 JosephHeinrich 2025-4-5 20:24

Xi Yang:


没别的原因,就是因为美国发达,然后美国用英制。

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