Hệ thống tĩnh pitot cung cấp dụng cụ máy bay

Bao giờ tự hỏi làm thế nào chỉ số tốc độ không khí của bạn hoạt động? Câu trả lời nằm trong một hệ thống cơ bản gọi là hệ thống tĩnh pitot, đo áp suất không khí ram và so sánh nó với áp suất tĩnh để chỉ ra tốc độ của máy bay trong không khí. Và đó không phải là tất cả những gì nó nói với bạn. Hệ thống không khí tĩnh tương tự này mang lại cho chúng ta độ cao và cho chúng ta biết chúng ta đang leo lên hoặc xuống dốc nhanh như thế nào trong một phút. Hệ thống tĩnh pitot cung cấp năng lượng cho ba thiết bị máy bay cơ bản: Chỉ báo tốc độ không khí, máy đo độ cao và chỉ báo tốc độ dọc.

Các thành phần

• Ống và đường ống: Ống pitot là một thiết bị hình chữ L nằm ở bên ngoài máy bay được sử dụng để đo tốc độ không khí. Nó có một lỗ nhỏ ở phía trước ống nơi áp suất không khí ram (áp suất động) đi vào ống và một lỗ thoát nước ở mặt sau của ống. Một số loại hoặc ống pitot có bộ phận làm nóng điện tử bên trong ống để ngăn nước đá chặn đường thoát khí hoặc lỗ thoát nước.
• Cổng tĩnh và đường truyền: Cổng tĩnh là một cửa hút gió nhỏ, thường nằm ở phía bên của máy bay, dội vào thân máy bay. Cổng tĩnh đo áp suất không khí tĩnh (không chuyển động), còn được gọi là áp suất xung quanh hoặc áp suất khí quyển. Một số máy bay có nhiều cổng tĩnh và một số máy bay có cổng tĩnh thay thế trong trường hợp một hoặc nhiều cổng bị chặn.

• Dụng cụ: Hệ thống pitot-static bao gồm ba thiết bị: Chỉ báo tốc độ không khí, độ cao và chỉ báo tốc độ dọc. Các đường tĩnh kết nối với cả ba thiết bị và áp suất không khí ram từ ống pitot chỉ kết nối với chỉ báo tốc độ không khí.
• Cổng tĩnh thay thế (nếu được cài đặt): Một đòn bẩy trong buồng lái của một số máy bay vận hành một cổng tĩnh thay thế nếu cổng tĩnh chính gặp sự cố tắc nghẽn. Sử dụng hệ thống tĩnh thay thế có thể gây ra một số đọc không chính xác trên các thiết bị vì áp suất trong cabin thường có thể cao hơn so với các cổng tĩnh chính đo ở độ cao.

Hoạt động binh thương

Hệ thống pitot-tĩnh hoạt động bằng cách đo và so sánh áp suất tĩnh và trong trường hợp chỉ báo tốc độ không khí, cả áp suất tĩnh và áp suất động.

• Tốc độ bay: Các chỉ báo tốc độ không khí là một trường hợp kín với một màng chắn aneroid bên trong nó. Trường hợp xung quanh màng loa được tạo thành từ áp suất tĩnh, và màng loa được cung cấp cả áp suất tĩnh và áp lực cho nó. Khi tốc độ không khí tăng, áp suất động bên trong cơ hoành cũng tăng, làm cho cơ hoành mở rộng. Thông qua liên kết cơ học và bánh răng, tốc độ không khí được mô tả bằng một con trỏ kim trên mặt của thiết bị.
• Độ cao: Máy đo độ cao hoạt động như một phong vũ biểu và cũng được cung cấp với áp suất tĩnh từ các cổng tĩnh. Bên trong hộp dụng cụ được niêm phong là một chồng màng chắn aneroid kín, còn được gọi là tấm wafer. Các tấm wafer này được niêm phong với áp suất bên trong được hiệu chỉnh đến 29,92 "Hg, hoặc áp suất khí quyển tiêu chuẩn. Chúng mở rộng và co lại khi áp suất tăng và rơi trong hộp dụng cụ xung quanh. Cửa sổ Kollsman bên trong buồng lái cho phép phi công hiệu chỉnh thiết bị cài đặt đo độ cao cục bộ để tính áp suất khí quyển không chuẩn.

• VSI: Chỉ báo tốc độ dọc có màng ngăn kín được nối với cổng tĩnh. Vỏ thiết bị xung quanh cũng được niêm phong và cung cấp áp suất không khí tĩnh với rò rỉ đồng hồ ở mặt sau của vỏ. Đồng hồ đo rò rỉ này đo áp suất thay đổi dần dần, điều đó có nghĩa là nếu máy bay tiếp tục leo lên, áp suất sẽ không bao giờ bắt kịp nhau, cho phép đo thông tin tốc độ trên mặt thiết bị. Khi máy bay tắt, áp lực từ cả rò rỉ đồng hồ đo và áp suất tĩnh từ bên trong cơ hoành cân bằng, và mặt số VSI trở về 0 để hiển thị mức bay.

Lỗi và hoạt động bất thường

Vấn đề phổ biến nhất với hệ thống tĩnh pitot là tắc nghẽn ống pitot hoặc các cổng tĩnh hoặc cả hai.

• Nếu ống pitot bị tắc và lỗ thoát nước của nó vẫn rõ ràng, tốc độ không khí sẽ đọc bằng không.
• Nếu ống pitot và lỗ thoát nước của nó bị chặn, chỉ báo tốc độ không khí sẽ hoạt động giống như một máy đo độ cao, đọc tốc độ không khí cao hơn với độ cao tăng. Tình huống này có thể nguy hiểm nếu không được nhận ra ngay lập tức.
• Nếu (các) cổng tĩnh bị chặn và ống pitot vẫn có thể hoạt động, chỉ báo tốc độ không khí sẽ hầu như không hoạt động và các chỉ dẫn sẽ không chính xác. Máy đo độ cao sẽ đóng băng ở nơi xảy ra tắc nghẽn và VSI sẽ chỉ ra số không.

Một vấn đề khác với hệ thống tĩnh pitot bao gồm mỏi kim loại, có thể làm giảm độ đàn hồi của màng chắn. Ngoài ra, nhiễu loạn hoặc thao tác đột ngột có thể gây ra các phép đo áp suất tĩnh sai.