Скорость полета самолета и трубка Пито
Скорость полета. Одна из важнейших характеристик для любого летательного аппарата. Мы все привыкли, что самолет обязательно означает «быстро». Все ассоциации работают только в этом направлении. Скорость многим нравится. Практически любой человек не прочь прокатиться «с ветерком» на своем авто (если, конечно, полиция не помешает 🙂 ) . И информацию о движении здесь получить несложно. Достаточно взглянуть на спидометр, который механическим или электронным способом соединен с колесом. Скорость вращения колеса дает нам в конечном итоге скорость, с которой автомобиль движется по дороге.
Но а как же быть с самолетом? Нет ведь в воздухе дорог, по которым можно было бы ехать :-). Единственная среда, с которой летательный аппарат контактирует непосредственно — это воздух. Вот от него-то он большую часть информации о своем движении и получает. Что касается конкретно скорости полета, то вполне понятно, что чем быстрее самолет летит, тем сильнее на него давит встречный воздушный поток (скоростной или динамический напор). Отсюда логично было бы определять скорость полета в зависимости от величины этого давления. Так же как, кстати, и с атмосферным давлением и высотой. Ведь чем выше летит самолет, тем атмосферное давление ниже. О высоте, однако, поговорим в одной из следующих статей, а пока на повестке дня скорость полета.
Для сбора и обработки такого рода данных на современных самолетах существуют специальные системы. Одно из названий для них — система воздушных сигналов (СВС).
Работа датчиков такой системы, собирающих данные для определения скорости полета основана на двух уже почтенного возраста изобретениях. Первое — это трубка Пито. Она изобретена в 1732 году французским ученым А.Пито. Он занимался гидравликой, то есть изучал течение жидкости в трубах. Как известно законы гидравлики при определенных условиях вполне применимы для газов, то есть для воздуха. Его мы в дальнейшем и будем иметь ввиду.
Схема классической трубки Пито
Трубка Пито представляет собой L — образную трубку, один конец которой помещен в скоростной (воздушный :-)) поток. Этот поток в трубке тормозится, создавая в ней избыточное давление, по величине которого и можно судить о скорости потока, то есть по сути дела скорости полета, если эта трубка установлена на летательном аппарате. Вобщем-то принцип достаточно простой :-).
Однако здесь надо не забывать еще об одной важной вещи. Все, что находится внутри земной атмосферы, существует в ней под постоянным атмосферным (статическим) давлением. Мы его практически не ощущаем (если, конечно, все в порядке со здоровьем :-)), но оно есть и так или иначе оказывает влияние практически на все физические процессы, происходящие вокруг нас, то есть на всю нашу жизнь. Прямо как в фильме «ДМБ» :-):
— Видишь суслика?
— Нет…
— И я не вижу… А он — есть!
Если серьезно, то то давление, которое мы получаем при торможении воздушного потока в трубке Пито – это так называемое полное давление. Оно, на самом деле, равно сумме двух других давлений.
Полное давление = динамическое давление (скоростной напор) + статическое давление.
Это, между прочим, упрощенное изложение уравнения Бернулли, того самого ученого, о котором мы уже упоминали в статье о подъемной силе. Все правильно, ведь в обоих статьях мы говорим о газовых потоках, а это стихия любого летательного аппарата :-).
Динамическое давление, его еще называют скоростной напор, это то самое давление, которое и дает нам скорость полета. Статическое давление – это наше незаметное (как суслик :-)) давление. И при измерении скорости его обязательно надо учитывать, ведь оно в разных точках пространства может иметь различные значения, особенно с изменением высоты полета, и тем самым оказывать влияние на величину измеренной скорости полета.
Теперь для простоты понимания приведу пару формул. Именно для простоты понимания, хоть это и не в традициях сайта :-). Итак обзовем (как говорил мой преподаватель по физике) полное давление Р, динамическое — Р1, статическое — Р0 , скорость полета (потока) – V. И еще нам понадобится такой физический параметр, как плотность воздуха ρ. Я думаю все еще со школы помнят, что это такое :-).
Скоростной напор выражается такой формулой Р1 = ρV²/2.
В итоге мы имеем такое уравнение: Р = Р0 + Р1 = Р0 + ρV²/2
Из него очень просто получить искомую скорость полета: V = √((2(Р — Р0))/ρ)
Исходя из этого несложного выражения работают все авиационные воздушные (аэродинамические) измерители скорости. Как пример можно привести достаточно простой указатель скорости для малоскоростных самолетов УС-350.
Указатель скорости УС-350.
Как видите, нам, чтобы определить скорость полета, нужно измерить полное давление потока и статическое давление. Классическая трубка Пито дает только полное давление. Поэтому статику приходится измерять отдельно. Во избежание этого неудобства трубка Пито была усовершенствована.
Это второе изобретение (а точнее усовершенствование) из тех двух, о которых я говорил выше. Его сделал немецкий ученый-физик Людвиг Прандтль, которого даже иногда называют отцом современной аэродинамики. Он объединил измерение полного давления потока и статического давления в одной трубке. Для этого в ней есть одно отверстие в направлении потока для полного давления и ряд отверстий на поверхности, обычно расположенных по кольцу, для статического давления. Оба эти давления обычно отводятся в герметичные емкости, разделенные чувствительной мембраной и уже ее движение передается на стрелочный указатель скорости полета. Вот и все. Все гениальное просто, как известно :-)… Такое устройство называют трубкой Прандтля или Пито-Прандтля. На рисунке: 1 — трубка Прандтля, 2 — воздуховоды, 3 — шкала указателя скорости (УС), 4 — чувствительная мембрана.
Схема работы трубки Прандтля (ПВД).
Работа указателя скорости неплохо показана в этом небольшом ролике.
youtube.com/embed/HM7ZMPpbeDA?rel=0″ frameborder=»0″ allowfullscreen=»»>На современных летательных аппаратах эти устройства получили новое, более простое и правильное название: приемники воздушного давления (ПВД). Они дают первичные данные в сложный комплекс системы воздушных сигналов. Трубки Пито в чистом виде сейчас практически не применяются. Хотя кое-где в малой авиации они еще встречаются. В комплекте к ним тогда обязательно идут приемники статического давления в виде плиты с рядом отверстий на обшивке летательного аппарата.
Трубка Пито под крылом самолета Cessna 172.
Чаще используются так называемые комбинированные ПВД. Они по конструкции представляют собой типичные трубки Прандтля. Эти устройства обязательно снабжаются мощной системой электрического обогрева, так как небольшие отверстия для замера давлений при обледенении самолета вполне могут быть закупорены льдом, что, конечно, может помешать их корректной работе. На стоянках приемники воздушных давлений закрываются специальными заглушками или чехлами для исключения попадания посторонних предметов и грязи в отверстия.
Типичный ПВД современного самолета.
Приемник воздушного давления на СУ-24М (цифры 1 и 2).
Все данные, выдаваемые ПВД, как я уже говорил, в итоге передаются на стрелки специальных приборов – указателей скорости полета. Они довольно разнообразны, как разнообразны и определения для скоростей полета летательного аппарата. Ведь он передвигается не только относительно земли, но и относительно атмосферы, которая сама по себе среда очень нестабильная.
Итак, скорости летательного аппарата.
Воздушная скорость (самая важная :-)). Она делится на два вида:
Истинная воздушная скорость ( True Airspeed (TAS) ) и Приборная воздушная скорость ( Indicated Airspeed (IAS) )
Приборная скорость – эта та скорость, которую летчик видит в своей кабине на приборе-указателе скорости. Она используется для пилотирования летательного аппарата непосредственно в данный момент времени.
Истинная скорость – это фактическая скорость полета самолета относительно воздуха. Она используется для навигации. Зная ее, например, рассчитывается время прибытия в конечный пункт маршрута и возможные при этом отклонения. Измерить эту скорость обычно невозможно. Она рассчитывается с использованием приборной скорости, давления воздуха и его температуры. При этом учитываются погрешности указателя приборной скорости. Они всегда есть, как у любого измерительного прибора на нашей земле :-). Эти погрешности (или ошибки) бывают:
Инструментальные. Возникают из-за несовершенства и особенностей изготовления самого прибора.
Аэродинамические. Это ошибки, возникающие при замере статического давления. Обусловлены конструкцией самолета, местом расположения датчиков и скоростью полета.
Методические. Эти ошибки обусловлены тем, что каждый указатель скорости рассчитывается и тарируется под определенные условия. В физике такие условия называются нормальными. Это когда атмосферное давление равно 760 мм рт.ст., а температура воздуха 15° С. Но на самом деле с подъемом на высоту эти условия меняются. Меняется и плотность воздуха и следовательно скорость, которую показывает прибор, то есть приборная. С подъемом на высоту приборная скорость всегда меньше истинной. Они равны только при нормальных атмосферных условиях. Все эти погрешности учитываются в виде поправок при навигационных расчетах.
Путевая скорость (Ground Speed (GS)). Это скорость летательного аппарата относительно земли. Она рассчитывается на основании истинной скорости с учетом скорости ветра и используется при решении навигационных задач.
Крейсерская скорость. При этой скорости величина отношения потребной тяги к скорости полета минимальна. То есть летательный аппарат на этом режиме максимально экономичен при сохранении скорости, достаточной для выполнения задачи. Крейсерская скорость обычно равна 0,7-0,8 от максимальной. На ней выполняются долговременные полеты по маршрутам.
Вот пока, пожалуй, и все. Однако в завершение скажу об одной важной детали. Говоря в этой статье о воздушных потоках и скоростях, мы имели ввиду скорости до 350-400 км/ч. Дело в том, что начиная с этих скоростей проявляется новый эффект воздушного потока – сжимаемость. Она порождает новую методическую ошибку в измерении скорости, которую тоже надо учитывать. Влияние сжимаемости с ростом высоты и скорости полета растет, переходя в эффекты сверхзвука. Но скорость полета на сверхзвуке, трубка Пито на этом режиме и другие приборы измерения скорости — это уже тема следующей статьи…
До новых встреч :-)…
P.S. В заключении предлагаю вам посмотреть дополнительный ролик, рассказывающий о трубках Пито и Прандтля.
This entry was posted in АЭРОДИНАМИКА. ЭЛЕМЕНТАРНО., МИР АВИАЦИИ and tagged трубка Пито. Bookmark the permalink.
какие лайнеры погубила трубка Пито и для чего она нужна
Ровно две недели назад Ан-148 «Саратовских авиалиний» разбился в поле спустя несколько минут после вылета из Домодедово. По предварительным данным, к крушению привело стечение обстоятельств: приборы показывали неверную скорость из-за обледеневших трубок Пито, и действия пилотов по исправлению ситуации не увенчались успехом. Почему самолет взлетал с неработающим обогревом критически важного устройства, пока неизвестно. Это не первая катастрофа, чьей косвенной причиной стал придуманный почти 300 лет назад прибор. Мы вспомнили громкие случаи крушений лайнеров, к которым привели неполадки с трубками Пито.
В свое время французский инженер Анри Пито (1695—1771) озадачился измерением скорости потока воды. Он хотел узнать, насколько быстро течение реки Сены. Так в 1732 году появилась простейшая по конструкции трубка в форме перевернутой буквы Г. Система показывает скорость за счет разницы между статическим и динамическим давлением.
Изображение: wikimedia.org
В дальнейшем трубка Пито была усовершенствована другими изобретателями — в частности, Людвигом Прандтлем. Его решение позволяет определять как скорость, так и высоту полета. Этот прибор в составе системы воздушных сигналов используется во всех самолетах — и военных, и гражданских.
Почему не GPS
Для начала — почему в авиации не используется что-то более современное типа GPS (которая в самолетах тоже есть). Дело в том, что данная технология показывает скорость движения относительно поверхности планеты. Это нужно, например, для расчета времени прибытия в определенную точку. Однако система глобального позиционирования не умеет учитывать скорость ветра.
Отсюда возникает необходимость в других скоростях: воздушной (она же истинная: движение лайнера относительно воздушных потоков) и приборной (разница между статическим и полным воздушным давлением, что называется скоростным напором). Последний показатель необходим уже не для навигации, а как раз для пилотирования. Приборная скорость — характеристика угла атаки крыла. Именно ее показывает прибор полного давления, элементом которого является трубка Пито.
Стрелками отмечены трубки Пито. Изображение: wikimedia. org
Несмотря на надежность и незаменимость (конструкторы сделали колоссальные шаги в области безопасности самолетов, но ничего лучше этой трубки так и не придумали), систему легко вывести из строя, просто закупорив ее. Если на машине с неисправным спидометром можно ехать «по ощущениям», ориентируясь на остальной трафик и другие параметры, то с самолетом это не работает. Печальное доказательство тому — несколько крупных авиакрушений.
За рулем стажерОдной из самых громких катастроф, вызванных неверными показаниями скорости, стало падение Airbus A330 авиакомпании Air France в 2009 году. Рейс AF447 направлялся из Рио-де-Жанейро в Париж. Примерно через 3 часа и 45 минут после отрыва он исчез в Атлантическом океане с 228 людьми на борту.
Поиски самолета на такой территории — непростая задача для спасателей. Но в отличие от пропавшего Boeing 777 Malaysia Airlines, в A330 хотя бы работал передатчик. Поэтому вскоре поисковой группе удалось найти обломки. Специалисты пришли к выводу, что самолет разрушился не в воздухе, а от удара о воду. Причем упал он практически плашмя, на брюхо. Это может говорить о сваливании, которое произошло из-за недостаточной подъемной силы.
Airbus A330, аналогичный потерянному. Изображение: wikimedia.org
Проанализировав информацию с самописцев A330, следователи поняли, что у самолета резко упала скорость. Из-за этого отключился автопилот: при резком изменении показателей система в целях безопасности отстраняется от управления, предоставляя контроль людям. Для экипажа такая ситуация стала неожиданностью. Управлявший лайнером пилот-стажер поднял нос воздушного судна, хотя обычно при угрозе сваливания штурвал (джойстик в случае с Airbus) отклоняют от себя.
Для набора скорости двигатели были переведены во взлетный режим — при нем обеспечивается максимальная тяга. Самолет набирал высоту слишком резко, из-за чего снова появилась вероятность сваливания. Лайнер исправно сигнализировал об опасности, но управлявший им стажер допустил фатальную ошибку, удерживая нос A330 поднятым. Вернувшийся в кабину командир заметил это слишком поздно: уже не хватало высоты для спасения самолета.
Обломок лайнера, выполнявшего рейс AF447. Изображение: nbcnews.com
Экипаж совершил грубые ошибки, но неясным оставался момент начала всех проблем: почему лайнер резко потерял скорость. Следствие пришло к выводу, что трубки Пито обледенели и перестали показывать достоверную информацию о скорости полета — то есть самолет двигался с прежней скоростью, но электроника посчитала, что воздушное судно замедлилось, и отключила автопилот.
На такой случай компания Airbus предусмотрела инструкции для пилотов, однако они не были выполнены. В отчете комиссии по расследованию говорится, что экипаж не был хорошо подготовлен на случай такой внештатной ситуации.
Природа против самолетаЕсли в Airbus A330 трубки Пито покрылись кристаллами льда и начали показывать неверную информацию, то в случае с упавшим в 1996 году Boeing 757 авиакомпании Birgenair причина неполадок оказалась не столь очевидной. Самолет выполнял рейс ALW301 по длинному маршруту: из доминиканского города Пуэрто-Плата он должен был долететь до Гандера на острове Ньюфаундленд, оттуда взять курс на Берлин, а уже после немецкой столицы лететь во Франкфурт.
Пилоты заметили неладное еще при разбеге по полосе аэропорта Пуэрто-Плата: командир воздушного судна сообщил, что скорость отображается неверно. Тем не менее экипаж не прервал взлет. Показатели скорости у командира и второго пилота различались примерно в два раза — 650 и 370 км/ч соответственно. Экипаж решил, что у второго пилота показания верные: они выглядели более реалистичными для Boeing 757 на текущем этапе полета. Однако вскоре пилоты пришли к выводу, что оба прибора показывают неправильные данные.
Разбившийся самолет за год до катастрофы. Изображение: wikimedia.org
Далее последовали противоречивые показатели: электроника сигнализировала о слишком высокой скорости полета, а затем — о чересчур низкой. Самолет поднимался под большим углом, из-за чего работавшие на максимуме двигатели не могли обеспечить достаточную тягу. Это привело к падению скорости, сваливанию и гибели всех 189 человек на борту лайнера.
Следователи установили, что неверные показатели скорости были вызваны проблемой с одной из трубок Пито. Перед своим последним рейсом Boeing 757 около трех недель находился в ангаре тропической Доминиканы. Обычно при длительной стоянке самолета двигатели и трубки Пито закрывают чехлами. В случае с лайнером Birgenair этого сделано не было. Предположительно, в трубке успели построить гнездо мелкие насекомые, чем забили важный прибор. Эта версия указана лишь как наиболее вероятная — источник засорения установить не удалось.
Фатальная халатность
Но еще более нелепая причина крушения была у другого Boeing 757, разбившегося в том же 1996 году. На этот раз самолет потеряла авиакомпания Aeroperu. Рейс PLI603 направлялся из Лимы (Перу) в Сантьяго (Чили). После взлета у лайнера начали сбоить показатели высоты, горизонтальной и вертикальной скоростей. Рейс был ночным, и экипаж не мог визуально определить хотя бы высоту полета. Автопилот не активировался из-за большой разницы в данных приборов. Это накладывало на летчиков дополнительную нагрузку: им требовалось не только сконцентрироваться на решении проблемы, но и вести судно.
Boeing 757 авиакомпании Aeroperu. Изображение: wikimedia.org
Самолет заваливал экипаж сигналами об опасности: то максимальная скорость, то сваливание, то опасное сближение с землей, то сдвиг ветра. Куча предупреждений вселила уверенность, что у лайнера проблемы еще и с органами управления.
Экипаж запрашивал данные о скорости и высоте Boeing 757 у диспетчера, чтобы иметь хоть какую-то информацию. От катастрофы это не уберегло: самолет постепенно снижался, но вокруг была кромешная тьма. Летчики не могли знать, что через несколько секунд лайнер коснется воды.
Самолет зацепил Тихий океан левым крылом. Пилоты мгновенно сориентировались и подняли лайнер, но первый двигатель успел зачерпнуть много воды и отключился. Воздушное судно начало заваливаться на левый бок, перевернулось и упало. Жертвами стали 70 человек, выжить не удалось никому.
Следователи сосредоточились на вероятном источнике первых неполадок — приемнике воздушного давления (ПВД). Как уже известно по другим катастрофам, трубки Пито могут пострадать при обледенении или образовании конденсата. По этой причине на время техобслуживания самолета приемники закрывают, что и сделали во время мойки Boeing 757. Проблема в том, что клейкую ленту потом нужно снять. Но этого никто не сделал.
Обычно для трубок Пито используются яркие заглушки, которые сразу бросаются в глаза при осмотре самолета. Будь такие на Boeing 757 рейса PLI603, катастрофы могло и не быть. Изображение: sportys.com
Механики забыли оторвать изоленту, а проводивший с фонариком осмотр самолета КВС не увидел проблему — серебристая изолента сливалась с цветом лайнера, к тому же была ночь. Таким образом, сигналы о превышении скорости, сваливании и сдвиге ветра оказались ложными — электроника сходила с ума от некорректных показаний ПВД, а экипаж не понимал, на какую информацию ориентироваться.
После каждого инцидента регуляторы выносят рекомендации по предотвращению аналогичных катастроф. Это звучит жутко, но каждое авиакрушение делает перелеты безопаснее — устраняются недочеты конструкции, систем управления, алгоритмов действий экипажа, организации воздушного движения. Падение Ан-148 в Подмосковье, надеемся, тоже приведет к новым стандартам, которые исключат повторение трагедии.
Чемоданы и дорожные сумки в каталоге Onliner.by
Читайте также:
- Чтение мыслей и запись ложных воспоминаний. На что способны нейроинтерфейсы будущего?
- «Поломка оборудования менее вероятна, чем ошибка человека». Авиадиспетчер о своей работе
Наш канал в Telegram. Присоединяйтесь!
Быстрая связь с редакцией: читайте паблик-чат Onliner и пишите нам в Viber!
Перепечатка текста и фотографий Onliner.by запрещена без разрешения редакции. [email protected]
Как работает трубка Пито
Трубка Пито является незаменимым инструментом на современном самолете и необходима для безопасного полета. Бортовые компьютеры используют данные трубки Пито для определения воздушной скорости.
💡
Они работают путем измерения давления воздуха в небольшой металлической трубке, установленной снаружи самолета и направленной в сторону воздушного потока. Когда самолет движется, воздух врезается в трубу, создавая давление. Это давление увеличивается по мере того, как самолет движется быстрее, и наоборот. Бортовые бортовые компьютеры используют это давление для расчета воздушной скорости.
Ошибки и отказы в системе трубки Пито считаются потенциально критическими с точки зрения безопасности и привели к нескольким несчастным случаям и авариям на протяжении многих лет.
Давайте рассмотрим, как работает трубка Пито.
Что такое трубка Пито?
Трубка Пито — это прибор, используемый для измерения скорости текущей жидкости. Поскольку в физике воздух считается жидкостью, в самолетах используется трубка Пито в качестве датчика, который предоставляет жизненно важные данные, необходимые для безопасного полета, путем измерения давления воздуха.
Полетные данные, такие как воздушная скорость, высота и скороподъемность, поступают от трубок Пито и связанных с ними систем. Таким образом, некоторые важные пилотажные приборы и полетные системы полагаются на них для получения данных. В том числе и автопилот.
Трубка Пито на самолете Airbus A321.Французский инженер Анри Пито изобрел трубку Пито в 1732 году после того, как ему поручили измерить расход воды в Сене в Париже. В середине 19 века французский ученый Генри Дарси модифицировал его до современного вида.
Поскольку трубки Пито предоставляют такие важные данные для самолета, ошибки в системе трубок Пито считаются потенциальной угрозой безопасности. Следовательно, производители устанавливают несколько трубок Пито для резервирования.
Датчик состоит из небольшой металлической трубки, отверстие которой направлено вперед в направлении относительного направления ветра. Производители самолетов обычно устанавливают трубки Пито в передней части самолета, рядом с кабиной или на крыльях. Такое расположение позволяет проводить более точные измерения, поскольку воздушный поток здесь меньше искажается конструкцией самолета.
Сама металлическая трубка имеет длину около 10 дюймов (25 см) с отверстием диаметром 1/2 дюйма (1 см), а трубка Пито не имеет движущихся частей.
Как работает трубка Пито
Когда самолет движется по воздуху, воздух обтекает его с определенной скоростью. Скорость воздуха создает подъемную силу под крыльями, удерживая самолет в полете.
Поэтому важно измерить эту скорость.
Принцип работы трубки Пито начинается с открытой металлической трубки, направленной прямо в воздух.
Когда самолет движется, воздух врезается в трубу. Воздух не может покинуть это маленькое замкнутое пространство и, следовательно, останавливается. Другими словами, воздух застаивается, а создаваемое им давление называется давлением застоя или давлением Пито. Чем быстрее летит самолет, тем выше давление застоя.
Схема трубки Пито.Однако самого давления торможения недостаточно для определения скорости воздушного потока.
Помощь от другого датчика
Воздух представляет собой газ и поэтому сжимаем. Чем ближе к земле, тем плотнее (или сжатее) становится воздух. Это означает, что когда самолет набирает высоту, воздух вокруг него становится менее плотным. Другими словами, атмосферное давление не везде постоянно.
Другой датчик снаружи самолета измеряет давление воздуха на высоте полета самолета. Оно называется статическим давлением и не зависит от движения самолета по воздуху.
Мы называем этот датчик статическим портом, и авиаконструкторы размещают его там, где поток воздуха относительно не нарушен. Статический порт представляет собой встроенный в фюзеляж самолета датчик, измеряющий статическое давление.
Бортовые компьютеры рассчитывают скорость полета (по уравнению Бернулли) на основе разницы между давлением торможения и статическим давлением.
Статический порт на Airbus A320. Он измеряет статическое давление воздуха, используемое для расчета высоты и вертикальной скорости.В некоторых самолетах используется статическая трубка Пито, которая объединяет как трубку Пито, так и статический порт в одном устройстве, а не в двух отдельных. Статическая трубка Пито имеет два отверстия, а трубка Пито — одно. Как и трубка Пито, отверстие в передней части измеряет давление застоя. Еще одно отверстие сбоку трубки измеряет статическое давление.
Схема статической трубки Пито.В современных самолетах с цифровыми кабинами, таких как Airbus A350, бортовые компьютеры полетных данных используют измерения статического давления и давления торможения для расчета воздушной скорости, высоты и вертикальной скорости. На сверхзвуковых самолетах компьютеры также используют данные махометра. Махметр показывает отношение истинной воздушной скорости к скорости звука — важно для сверхзвукового полета.
Почему важны трубки Пито
Данные трубки Пито (или статической трубки Пито) необходимы для безопасного полета. Несколько основных инструментов полагаются на данные этих датчиков.
Очень важно иметь правильные и надежные показания воздушной скорости из-за того, как самолет остается в воздухе. Если самолет летит слишком медленно, крылья не будут создавать достаточную подъемную силу для поддержания полета, и самолет остановится. Слишком быстрый полет потенциально может повредить конструкцию самолета, поскольку он не предназначен для таких высоких скоростей.
Пилоты также используют воздушную скорость для оценки продолжительности полета и, следовательно, потребности в топливе для полета.
Из-за важной роли трубки Пито производители самолетов обычно устанавливают несколько резервных датчиков, особенно на современных реактивных авиалайнерах. Поэтому, если один из них выйдет из строя, компьютеры полетных данных могут использовать другой. 900:03 Несколько резервных трубок Пито на Боинге 747-400 British Airways.
Если в системе трубки Пито возникает ошибка или отказ, это может иметь серьезные последствия для безопасности полета. Трубки Пито могут забиваться льдом, водой или даже насекомыми, которые в них гнездятся. Засоренная трубка Пито будет давать неточные показания воздушной скорости, так как давление воздуха в трубке неправильное.
Поэтому авиационные власти настоятельно рекомендуют пилотам тщательно проверять трубки Пито перед полетом. Для предотвращения образования льда производители оснащают трубки Пито нагревательными элементами. Авиационным властям требуются обогреваемые трубки Пито для самолетов, сертифицированных для инструментальных полетов. Рабочие по техническому обслуживанию предотвращают гнездование насекомых, закрывая трубки Пито, когда самолет находится на земле в течение длительного времени.
Расследователи авиационных происшествий связывают ошибки трубки Пито с несколькими авиакатастрофами. В 2009 году на рейсе 447 Air France образовались кристаллы льда, что привело к частичному засорению трубок Пито, что привело к аварии со смертельным исходом.
Трубки Пито являются важными приборами в самолетах, поскольку компьютеры используют их для измерения воздушной скорости. В этой статье мы рассмотрели, как работает трубка Пито.
💡
Трубка Пито измеряет давление воздуха в небольшой металлической трубке, направленной в воздушный поток снаружи самолета. Когда самолет движется, воздух врезается в трубу, откуда он не может выйти. Чем быстрее самолет движется, тем больше давление, и наоборот. Компьютеры полетных данных используют это давление для расчета воздушной скорости.
В сочетании с другими датчиками компьютеры могут использовать данные трубки Пито для расчета высоты и вертикальной скорости.
Данные, предоставляемые трубкой Пито, необходимы для безопасного управления самолетом. Их важность для безопасности полета означает, что современные авиалайнеры обычно имеют несколько трубок Пито, оборудованных для резервирования. По той же причине мы считаем ошибки в системе трубки Пито потенциально критическими с точки зрения безопасности. Крушение рейса 447 Air France в 2009 году стало трагическим примером этого.
Что такое трубка Пито?
Измерение скорости? Не совсем.
Когда вы гуглите слово «трубка Пито», вы можете найти объяснение, что это устройство для измерения скорости самолета. Однако, если быть точным, он не измеряет скорость напрямую. Трубка Пито фактически измеряет общее давление жидкости, такой как газ или жидкость. Существует также тип, называемый статической трубкой Пито, которая определяет статическое давление в дополнение к общему давлению.
Общее давление представляет собой сумму статического давления (т. е. давления самой жидкости) и динамического давления (т. е. кинетической энергии жидкости, выраженной в единицах давления)
Эти значения давления используются для расчета скорости жидкостей.
Трубки Пито с момента их изобретения использовались для определения скорости кораблей и текущей воды, а затем и самолетов.
То, что измеряет трубка Пито на самолете, является воздушным потоком, идущим от направления движения, когда самолет движется вперед. Как показано на рисунке справа, они обычно устанавливаются ближе к носу, а отверстия их трубок направлены вверх по течению. То, что измеряет трубка Пито на самолете, — это воздушный поток, вытекающий из направления движения, когда самолет движется вперед. Как показано на рисунке выше, они обычно устанавливаются ближе к носу, а отверстия их трубок направлены вверх по течению.
Трубка Пито (в желтом кружке) и ее расположение на авиалайнере;
одетые в крышки с красными бирками для предотвращения попадания жуков и мусора из отверстий.
Скорость самолета
Скорость наряду с углом атаки (угол атаки: угол между воздушным потоком и хордой крыла) является важным фактором, необходимым для увеличения подъемной силы самолетов. Чем выше скорость самолета, тем больше создается подъемная сила.
«Скорость самолета», обсуждаемая здесь, — это не путевая скорость, выраженная расстоянием, пройденным за единицу времени (как показывает нам спидометр на автомобиле), а воздушная скорость, то есть скорость самолета относительно воздуха.
Предположим, есть самолет, взлетная скорость которого составляет 300 км/ч.