Перейти к содержимому
11

1. СИ и единицы измерения в работе авиатехника #

Единицы измерения — язык, на котором написаны все расчёты, паспортные данные БПЛА (беспилотный летательный аппарат) и допуски деталей. Ошибка в единице (кгс вместо ньютона, мм рт. ст. вместо гПа) — одна из самых частых причин ошибок авиатехника. Статья фиксирует единый стандарт цикла: все расчёты в системе СИ.

Содержание

1. Цели статьи

  • Свободно оперировать базовыми и производными единицами СИ, используемыми в расчётах БПЛА.
  • Пересчитывать старые (МКСГСС) и импортные (imperial) единицы в СИ и обратно.
  • Выбирать прибор под измеряемую величину и понимать его точность.
Что особенно важно запомнить: килограмм (кг) — это единица массы, а не силы. Сила измеряется в ньютонах (Н): \(1\ \text{Н} = 1\ \text{кг·м/с}^2 \). Старое «кГ» (килограмм-сила) равно \(9{,}80665\ \text{Н} \).
↑ К оглавлению

2. Величины и единицы измерения (глоссарий)

Все величины, используемые в статье и задачах, с единицами измерения. Основные переводы: 1 кГс = 9,80665 Н; 1 узел = 0,51444 м/с; T (К) = t (°C) + 273.

СимволВеличинаЕдиница (СИ)Другие единицы в статье
m масса кг (килограмм) г; lb (фунт)
F сила (включая тягу) Н (ньютон) кГс (килограмм-сила); г (грамм-сила в даташитах)
p давление Па (паскаль) кПа, гПа, ат, атм, бар, мм рт. ст., psi
v скорость м/с км/ч; узел
E энергия (работа) Дж (джоуль) Вт·ч, кВт·ч
P мощность Вт (ватт) кВт
U напряжение В (вольт) —
Q заряд, ёмкость АКБ Кл (кулон); А·ч мА·ч
t / T температура (шкала Цельсия / абсолютная) °C / К (кельвин) —
f частота Гц (герц) кГц, МГц, ГГц
l длина, размер м (метр) мм, км; фут
↑ К оглавлению

3. Система СИ: базовые и производные единицы

Международная система единиц (СИ, от фр. Système internationale) — единственная допустимая система для технических документов в РФ (ГОСТ 8.417). Из 7 базовых единиц в работе авиатехника ежедневно используются пять.

ВеличинаЕдиницаОбозн.Где встречается
Длина метр м размеры рамы, база, высота
Масса килограмм кг взлётная масса, ЦТ (центр тяжести), батарея
Время секунда с время полёта, логи
Температура кельвин К термодатчики (в технике чаще °C: \(T[\text{К}] = t[°\text{C}] + 273{,}15 \))
Сила тока ампер А токи моторов, АКБ, ESC (электронный регулятор скорости)
Световой поток кандела кд авиационные огни (реже)
Количество вещества моль моль расчёты газов (реже)

Производные единицы авиатехника

ВеличинаЕдиницаЧерез базовыеОбозн.
Сила ньютон кг·м/с² Н
Давление паскаль Н/м² Па
Работа, энергия джоуль Н·м Дж
Мощность ватт Дж/с Вт
Напряжение вольт Вт/А В
Ёмкость заряда кулон А·с Кл
Частота герц 1/с Гц
Угол радиан м/м рад

Приставки СИ используются во всём диапазоне: м- (милли, \(10^{-3}\)), к (кило, \(10^{3}\)), М (мега, \(10^{6}\)). Пример: 5 000 мА = 5 А; 2,4 ГГц = 2,4·10⁹ Гц.

↑ К оглавлению

4. Пересчёт: старые и импортные единицы

В старой и импортной документации встречаются не-СИ единицы. Рабочие соотношения:

ВеличинаСтарая/импортная единицаПеревод в СИ
Сила 1 кГс (кГ, kgf) 9,80665 Н
Давление 1 ат (техническая атмосфера) = 1 кГс/см² 98 066,5 Па ≈ 98,1 кПа
Давление 1 мм рт. ст. (торр) 133,322 Па
Давление 1 атм (физическая) 101 325 Па
Давление 1 bar 100 000 Па = 100 кПа
Давление 1 psi 6 894,76 Па
Энергия 1 кВт·ч 3,6·10⁶ Дж
Скорость 1 узел 0,51444 м/с (0,1852 км/ч)
Скорость 1 миля/ч 0,44704 м/с
Длина 1 фут 0,3048 м
Масса 1 фунт (lb) 0,453592 кг
Запомните: 1 бар не равен 1 стандартной атмосфере: bar = 100 000 Па, а atm = 101 325 Па. Смешение даёт ошибку 1,3 % — критично при калибровке барометра.
↑ К оглавлению

5. Измерительные приборы и точность

ПриборИзмеряетТипичная точностьГде применяется
Весы (напольные/настольные) Масса, кг 1–10 г взвешивание компонентов, ЦТ
Цифровой мультиметр В, А, Ом 0,1–1 % проверка АКБ, ESC, проводки
Анализатор АКБ В, А, Дж (Вт·ч) 1–2 % разрядные тесты батарей
Барометр (рисунок — Wikipedia) / Барометр / датчик (BMP280, MS5611) Давление, гПа ±0,1–1 гПа высотомер, калибровка QNH (нормальное барометрическое давление на уровне моря)
Анемометр Скорость ветра, м/с ±0,3 м/с оценка условий запуска
Термометр (IR/контактный) Температура, °C ±0,5–1 °C контроль нагрева моторов, ESC (электронный регулятор скорости)
Микрометр/штангенциркуль Размеры, мм 0,01 мм контроль крепежа, втулок

Типичные ошибки

  • Смотреть показания мультиметра без указания диапазона и единицы — «показал 12,6» (это вольты, а не амперы).
  • Использовать весы с точностью 10 г для батареи массой 250 г — ошибка в массе до 4 %, что ложится на ЦТ.
  • Не проверять единицы в настройках прибора/ГК (ГПа/psi, км/ч/узлы) перед полётом.
↑ К оглавлению

6. Правила работы с величинами

  • Любое число в расчёте и в журнале обслуживания пишется только с единицей: «тяга 1,8 кг» → «тяга 17,6 Н (≈1,8 кгс)».
  • Перед подстановкой в формулу — привести все величины к СИ. Формулы этого цикла записаны для СИ.
  • Результат округлять по точности входных данных (не более 3 значащих цифр, если данные паспортные).
  • Проверять размерность результата: если «мощность» получилась в Вт/м² — где-то ошибка.
Практический вывод: минута на проверку единиц экономит полёт: перепутанные мм и метры в настройке вылета или гПа и psi в барометре — это не «немного неточно», это другой полёт.
↑ К оглавлению

7. Единицы, которые встречаются в документации БПЛА

ДокументЧто даютВ каких единицах
Паспорт БПЛА Взлётная масса, размеры, потолок кг, мм/м, м
Даташит АКБ Ёмкость, напряжение, C-rate (множитель тока разряда) мА·ч, В, А
Даташит мотора Тяга, обороты, мощность г/мН, об/мин, Вт
Метеообзор Давление, температура, ветер гПа, °C, м/с
Доки связи (ELRS (ExpressLRS) и другие) Частоты, мощности МГц/ГГц, дБм
Нормативы РФ Высоты, массы, зоны м, кг, км

Тягу в даташитах дают в граммах (г) — подразумевается «граммы-силы»: 1 500 г тяги = 14,7 Н. При сравнении моторов держите единицу одинаковой у всех.

↑ К оглавлению

8. Практика: типовые задачи (с решениями)

Все задачи построены по единому шаблону: Задача — что происходит и что нужно найти (обычным языком); Заданные параметры — таблица всех известных величин с единицами измерения; Искомые параметры — что вычислить, с единицами; Решение — по шагам; Ответ и Вывод — результат и его практический смысл.

Задача 1. Давление из старой инструкции

Задача. В старой инструкции рабочее давление гидросистемы указано в «ат» (технических атмосферах). Нужно перевести значение в единицы, используемые в нашей документации: килопаскали (кПа) и psi.

Заданные параметры:

ПараметрЗначение
рабочее давление, p 35 ат
коэффициент перевода 1 ат в паскали 98 066,5 Па
коэффициент перевода 1 psi в паскали 6 894,76 Па

Искомые параметры:

  • давление, p (кПа);
  • давление, p (psi).

Решение.

  1. Переводим ат в паскали: \(p = 35 \cdot 98\,066{,}5 = 3\,432\,327{,}5 \) Па.
  2. Переводим паскали в килопаскали (кило = 1000): \(p = 3\,432\,327{,}5/1000 \approx 3432 \) кПа.
  3. Переводим в psi (делим паскали на вес одного psi): \(p = 3\,432\,327{,}5/6894{,}76 \approx 498 \) psi.
Ответ: p ≈ 3432 кПа ≈ 498 psi. Вывод: при работе со старой документацией сначала переводим в СИ (Па), затем в нужную единицу — так исключаются ошибки округления.

Задача 2. Скорость в трёх системах

Задача. Крейсерская скорость БПЛА (беспилотного летательного аппарата) указана в СИ (м/с). Нужно перевести её в единицы метеообзора (км/ч) и в авиационные единицы (узлы), чтобы сопоставить значения из разных документов.

Заданные параметры:

ПараметрЗначение
скорость, v 18 м/с
коэффициент: 1 м/с в км/ч 3,6 км/ч
коэффициент: 1 узел в м/с 0,51444 м/с

Искомые параметры:

  • скорость, v (км/ч);
  • скорость, v (узлы).

Решение.

  1. В км/ч умножаем на 3,6 (в часе 3600 с, в километре 1000 м): \(v = 18 \cdot 3{,}6 = 64{,}8 \) км/ч.
  2. В узлах делим на вес одного узла: \(v = 18/0{,}51444 \approx 35 \) узлов.
Ответ: v = 64,8 км/ч ≈ 35 узлов. Вывод: м/с — для расчётов, км/ч — в документации, узлы — в авиации и метеообзорах. Это одна и та же скорость, записанная в разных единицах.

Задача 3. Ёмкость и энергия АКБ

Задача. АКБ (аккумуляторная батарея) 6S 5 000 мА·ч, номинальное напряжение 22,2 В. Нужно найти ёмкость в ампер-часах (А·ч) и энергию, запасённую в батарее, в ватт-часах (Вт·ч) — именно её сравнивают при выборе батарей под задачу.

Заданные параметры:

ПараметрЗначение
ёмкость, Q 5 000 мА·ч
номинальное напряжение, U 22,2 В

Искомые параметры:

  • ёмкость, Q (А·ч);
  • энергия, E (Вт·ч).

Решение.

  1. Переводим миллиампер-часы в ампер-часы (милли = 10^-3): Q = 5 000/1000 = 5 А·ч.
  2. Энергия равна произведению напряжения на ёмкость: \(E = U \cdot Q = 22{,}2 \cdot 5 = 111 \) Вт·ч. В кВт·ч: 111/1000 ≈ 0,111 кВт·ч.
Ответ: Q = 5 А·ч; E ≈ 111 Вт·ч (0,111 кВт·ч). Вывод: ёмкость (А·ч) — сколько батарея отдаст заряда; энергия (Вт·ч) — сколько она отдаст работы. Для сравнения батарей под конкретную задачу важна именно энергия.

Задача 4. Тяга из даташита

Задача. В даташите мотора тяга указана в «граммах» — подразумевается грамм-сила (старая единица силы). Нужно перевести тягу в ньютоны (Н) для расчётов и в килограмм-силы (кГс) для сравнения с документами старой серии.

Заданные параметры:

ПараметрЗначение
тяга по даташиту, F 1 500 г (грамм-сила)
коэффициент: 1 грамм-сила в ньютоны 0,00980665 Н
коэффициент: 1 кГс в ньютоны 9,80665 Н

Искомые параметры:

  • тяга, F (Н);
  • тяга, F (кГс).

Решение.

  1. Переводим в ньютоны: \(F = 1500 \cdot 0{,}00980665 = 14{,}71 \) Н.
  2. Переводим в кГс: 1 500 г = 1,5 кг, а значит 1 500 грамм-сила = 1,5 кГс (проверка: 1,5 · 9,80665 = 14,71 Н — совпадает).
Ответ: F ≈ 14,7 Н = 1,5 кГс. Вывод: «граммы» в даташитах моторов — это грамм-сила, а не масса. В расчётах всегда переводим в ньютоны, чтобы не путать силу и массу.

Задача 5. Давление из иностранного прибора

Задача. Иностранное оборудование показывает атмосферное давление в psi (фунт-сила на квадратный дюйм): 14,7 psi. Нужно перевести в паскали (Па) и гектопаскали (гПа) и проверить, что это стандартное атмосферное давление на уровне моря.

Заданные параметры:

ПараметрЗначение
показание прибора, p 14,7 psi
коэффициент: 1 psi в паскали 6 894,76 Па
коэффициент: 1 гПа в паскали 100 Па
стандартное атмосферное давление (для проверки) 101 325 Па

Искомые параметры:

  • давление, p (Па);
  • давление, p (гПа).

Решение.

  1. Переводим psi в паскали: \(p = 14{,}7 \cdot 6894{,}76 \approx 101\,353 \) Па.
  2. Переводим в гектопаскали (гекто = 100): \(p = 101\,353/100 \approx 1013{,}5 \) гПа.
  3. Сравниваем со стандартом: 101 325 Па (1013,25 гПа) против полученных 101 353 Па — расхождение 0,03 % из-за округления показания (14,7). Это стандартное атмосферное давление.
Ответ: p ≈ 101 353 Па ≈ 1 013,5 гПа — стандартная атмосфера. Вывод: psi — единица шин и иностранного оборудования; метеообзор работает в гПа. Перед калибровкой высотомера переводим всё в гПа.
↑ К оглавлению

9. Чек-лист самопроверки знаний

Отметьте пункты, которые вы действительно понимаете и можете применить без подсказок.

✓НавыкПроверка
Базовые единицы могу назвать 7 базовых единиц СИ
Производные могу записать Н, Дж, Вт, Па через базовые
Кг и кгс понимаю разницу массы и силы
Давления пересчитаю атм / бар / мм рт. ст. / psi
Скорости пересчитаю м/с / км/ч / узлы
Температуры пересчитаю °C / К
Приборы выберу прибор под величину и знаю его точность
Дисциплина пишу единицу к каждому числу, проверяю размерность
Даташиты читаю тягу в «граммах» и перевожу в ньютоны
Настройки проверяю единицы в приборах и ГК перед полётом
↑ К оглавлению

10. Источники

  1. BIPM, «The International System of Units (SI)» — SI Brochure, 9-е изд. bipm.org/si-brochure
  2. NIST, «The International System of Units (SI)» — официальное руководство. nist.gov/si-units
  3. NIST CODATA — физ. константы (g₀ = 9,80665 м/с²). physics.nist.gov/cuu/Constants
  4. ГОСТ 8.417 «Единицы величин» — допуск СИ в технической документации РФ.
  5. Wikipedia, «Barometer» — барометры: принцип, типы (рисунок). en.wikipedia.org/wiki/Barometer / ru.wikipedia.org/wiki/Барометр (Барометр)

Проверено: 02.09.2026.

↑ К оглавлению
  • мод. : Вторник, 08 сентября 2026